专利名称：包括工具法兰的工业机器人和用于工业机器人的工具法兰的制作方法
技术领域：
本发明涉及被配置为将工具连接到工业机器人的臂上的工具法兰，其包括具有被适配为连接到所述工具的主表面的主体以及从所述主表面凸出并且被配置为与设置在所述工具中的凹进处接合以在所述工具与所述法兰之间提供旋转对齐的突起。本发明还涉及包括工具法兰的工业机器人。
背景技术：
工业机器人通常与为了驱动工具如气动真空杯或钳子的目的而在工具法兰处提供的一个或多个处理介质连接器一起操作。处理介质的实例是空气、气体、液体或粉末化固体材料。处理介质连接器具有例如安装到工具法兰中的塑料气动耦合的形式。被配置为向工具分配处理介质的管道或延长管自身随后例如被压合到该耦合以通过该工具法兰并且向依附到工具法兰的工具传递处理介质。当将工具例如钳子装配到工具法兰上时，进一步 需要用于在被装配到工具法兰时确保工具相对于工具法兰的可重复定位和旋转定位的装置。该旋转装置可以采用例如从该工具法兰凸出的销的形式，其与该工具的装配面上的匹配孔或槽特征接合。该定位装置典型地是装配在该工具上并且被配置为与被配置在该工具法兰上的定位表面接合的凸出部分。特别地说，在小型工业机器人中，对于处理介质连接器和工具定位难以使用常规方法，因为由组件即该旋转和定位装置与管道或线缆一起占用的空间与总可用空间相比很大。当空气线路内部地通过机器人臂到工具法兰而不是经由在机器人臂外部行进的所谓的“线缆包”(dress-pack)外部地通过时，这个问题尤其严重。
发明内容
本发明的一个目的在于获得用于解决上述问题的技术方案。通过最初定义的工具法兰来实现该目的，其特征在于该工具法兰具备通孔，该通孔贯穿该突起和该主体并且被适配为接收被设置为向该工具分配处理介质的管道并且连接到配置在所述工具上的对应的处理介质连接器。因而，由于该突起是圆柱形的，所以该突起的外表面提供用于被装配到该工具法兰上的工具的可重复的旋转定位，并且从而消除了对于独立的旋转对齐销的需求。进一步的优点在于可以容易地安装被设置为向该工具分配处理介质的该管道。如上所述的配置提供被集成到工具法兰中的简单紧凑的组合处理介质连接、旋转对齐和位置对齐。因此需要更少的空间，并且因此能够在具有有限可用空间的工具法兰上使用该技术方案。另一个优点在于该配置助于内部处理介质线缆在工业机器人的臂内部行进。根据本发明的进一步的实施方式，套管被设置在该通孔之内并且被设置为将该管道夹紧在该套管与所述突起的内壁之间。此外，将该通孔与被设置为将该管道保持在轴向位置中的圆周的钩配置在一起。因而，将牢固地固定被设置在该通孔中的该管道，因为楔形效应将发生在该套管、该管道与该圆周的钩之间。根据本发明的进一步的实施方式，该套管的外直径大于该管道的内直径。因而，将被设置为分配处理介质的该管道牢固地固定在该突起之内。根据本发明的进一步的实施方式，由不腐蚀材料制造该套管。因而可以使用水作为处理介质而不会出现任何腐蚀难题并且因此将显著降低替换套管的维护成本。根据 本发明的进一步的实施方式，该主体具有包括所述主表面的第一末端和包括次表面的相对末端，并且被设置在所述主体中的所述通孔的所述内壁被设置为具有曲线边缘，其中内壁在该曲线边缘处连接到该次表面。因而，该曲线边缘对于该处理介质管道提供从该工具法兰上的平躺切线到垂直于工具法兰的出现的平滑过渡。因此，由于该曲线边缘提供增加的弯曲半径，所以将管道卡住的风险最小化。根据本发明的进一步的实施方式，该主表面包括用于在该工具与该工具法兰之间提供位置对齐的装置，并且被设置在该工具法兰上的该突起被设置为封闭该主表面的边缘。因而实现该工具的位置和旋转对齐。根据本发明的另一个方案，提供了一种工业机器人，其包括臂、工具法兰和被适配为连接到该工具法兰的工具，该工具包括被适配为用于与该工具法兰旋转对齐的凹进处，该工具法兰包括具有被适配为连接到该工具的主表面的主体以及从该主表面凸出并且被设置为与该工具上的凹进处接合以在该工具与该法兰之间提供旋转对齐的突起。该工具法兰具备贯穿该突起和该主体的通孔，并且被适配为接收被设置为向该工具分配处理介质的管道并且连接到被设置在该工具上的对应的处理介质连接器。
通过结合附图的以下详细描述，本发明的其他特征和优点将对于本领域的熟练技术人员变得更加显而易见，其中图I显示了根据本发明的一个实施方式的工具法兰的从上面看来的前透视图。图2显示了包括用于显示管道的固定的细节的放大视图的工具法兰的横截面视图。图3显示了工具的后透视图。图4显示了具有根据本发明的工具法兰的工业机器人。
具体实施例方式图I显示了工具法兰I的前透视图并且图2 (包括放大视图)显示了工具法兰I的横截面视图。工具法兰I包括主体2，主体2具有包括主表面3并且被适配为与工具连接的第一末端以及包括次表面4的相对末端。此外，工具法兰I包括具有第一末端6和第二末端7的圆柱形突起5。第一末端6被设置为与工具法兰I的主体2的主表面3齐平。第二末端7被设置为连接到该工具。圆柱形突起5从工具法兰I的主表面3凸出并且被设置为与设置在工具中的凹进处接合以提供工具与工具法兰I之间的旋转对齐。工具法兰I具备贯穿突起5和主体2的通孔11并且被适配为接收管道8，管道8被设置为向工具分配处理介质如压缩空气、液体、气体或粉末化固态材料。此外，将设置在工具法兰I中的通孔11连接到设置在工具上的对应的处理介质连接器。突起5被设置为连接到该工具并且还向该工具分配处理介质。管道8在通孔11的末端7处终止，并且管道8在进入通孔11之前对着工具法兰I释放张力。借助四个角落凸角9a-d中的螺丝将工具依附到工具法兰I。螺丝的目的在于对着工具法兰I的主表面3拉住工具。借助于与工具上的圆柱形突起匹配以提供位置对齐的圆柱形定位表面10来确保与工具法兰I的旋转轴的共线性，同时突起5与工具中的径向凹进处接合以提供旋转对齐。因此消除了对于独立的旋转对齐销的需求。虽然突起5的外表面提供工具的定位，但是它的内部特征提供到管道8的牢固连接。突起5被设置为靠近工具法兰I的主表面3的边缘15并且与圆柱形定位表面10有一定距离。在通孔11内壁设置曲线边缘14，内壁在曲线边缘14处连接到工具法兰I的次表面4。被设置在工具法兰I中的入口孔16的曲线边缘14对于管道8提供从工具法兰I上的平躺切线到垂直于该工具法兰的出现的的平滑过渡，从而降低将管道被卡住的风险。此外尤其如显示了工具法兰I的细节的图2中所示的，首先将具有第一末端和第 二末端的管道8压入通孔11，因而其中一个末端与突起5的第二末端7齐平。将套管12设置在通孔11之内以将管道8夹紧在套管12与突起5的内壁之间。突起5的内壁被设置为具有被设置为保持该管道处于轴向位置的圆周钩13。因此，对着圆周钩13压缩管道8，圆周钩13倾向于咬到它的外表面中并且阻止回撤。通过套管12的动作来增强阻止回撤，将套管12插入管道8的孔中。套管12的插入导致管道8扩张。通过通孔11向回拖拉管道8的任意尝试因此倾向于朝着圆周钩13拖拉扩大部分，因而导致甚至更牢固的连接。按照上述方式，通过仅仅单个附加组件即套管12的使用实现牢固的管道连接和正确的工具定位。优选地由不腐蚀的材料如黄铜、铜、铝、不锈钢或塑料或聚合物制造套管12。图3显示了被设置为具有主体32的工具31的后透视图，其中主体32具有被适配为被连接到工具法兰的连接表面33。连接表面33被设置为具有径向凹进处34、突起35和角凸角36a-d。凹进处34被设置为与被设置在工具法兰的主表面上的突起接合，并且因此提供工具的旋转对齐。角凸角36a-d被设置为与固定装置如螺丝一起与被设置在工具法兰上的角凸角接合以将工具31与工具法兰连接，并且因此提供工具31与工具法兰之间的强连接。图4显示了具有根据本发明的工具法兰I的工业机器人41。该工具法兰I被设置在工业机器人41的臂42上。本发明不限于所述实施方式，相反地，本领域的熟练技术人员可以在如权利要求所定义的本发明的范围内用多种方式修改所述实施方式。
权利要求
1.一种被设置在工业机器人(41)的臂(42)上用于将工具(31)连接到所述臂(42)的工具法兰(I)，其中所述工具法兰(I)包括 -主体(2)，其具有被适配为连接到所述工具(31)的主表面(3)，以及 -突起(5)，其从所述主表面(3)凸出并且被设置为与被设置在所述工具(31)中的凹进处接合以提供所述工具(31)与所述工具法兰(I)之间的旋转对齐， 其特征在于，所述工具法兰(I)设有 -通孔(11)，所述通孔(11)贯穿所述突起(5)和所述主体(2)，并且被适配为接收被设置为向所述工具(31)分配处理介质的管道(8)并且连接到设置在所述工具(31)上的对应的处理介质连接器。
2.如权利要求I所述的工具法兰(I)，其特征在于所述突起(5)是圆柱形的。
3.如权利要求I所述的工具法兰(I)，其特征在于套管(12)被设置在所述通孔(11)之内并且被设置为将所述管道(8)夹紧在所述套管(12)与所述突起(5)的内壁之间。
4.如权利要求3所述的工具法兰(I)，其特征在于所述套管(12)的外直径大于被设置为向所述工具(31)分配处理介质的所述管道(8)的内直径。
5.如权利要求3或4所述的工具法兰(I)，其特征在于将所述突起(5)的所述内壁设置为具有被设置为保持所述管道(8)处于轴向位置的圆周钩(13)。
6.如权利要求3到4所述的工具法兰(I)，其特征在于由不腐蚀材料制造所述套管(12)。
7.如前述权利要求所述的工具法兰(I)，其特征在于所述主体(2)具有包括所述主表面(3)的第一末端和包括次表面(4)的相对末端，并且所述通孔(11)的内壁被设置为具有曲线边缘(14)，其中在所述曲线边缘处所述内壁连接到所述次表面(4)。
8.一种包括臂、工具法兰(I)和被适配为连接到所述工具法兰(I)的工具的工业机器人(41)，所述工具(31)包括被适配为用于与所述工具法兰(I)旋转对齐的凹进处，所述工具法兰(I)包括具有被适配为连接到所述工具(31)的主表面(3)的主体(2)，以及从所述主表面(3)凸出并且被设置为与所述工具(31)上的凹进处接合以在所述工具(31)与所述工具法兰(I)之间提供旋转对齐的突起(5)，其特征在于所述工具法兰(I)设有贯穿所述突起(5)和所述主体(2)通孔(11)，并且所述工具法兰(I)被适配为接收被设置为向所述工具(31)分配处理介质的管道(8)并且被适配为连接到被设置在所述工具(31)上的对应的处理介质连接器。
9.如权利要求8所述的工业机器人，其特征在于所述主表面(3)包括用于在所述工具(31)与所述工具法兰(I)之间提供位置对齐的装置。
10.如权利要求8所述的工业机器人(41)，其特征在于套管(12)被设置在所述通孔(11)之内并且被设置为将所述管道(8)夹紧在所述套管(12)与所述突起(5)的内壁之间。
11.如权利要求10所述的工业机器人(41)，其特征在于所述套管(12)的外直径大于被设置为向所述工具(31)分配处理介质的所述管道(8)的内直径。
12.如权利要求10或11所述的工业机器人(41)，其特征在于将所述突起(5)的内壁设置为具有被设置为保持所述管道(8)处于轴向位置的圆周钩(13)。
全文摘要
本发明涉及设置在工业机器人的臂上用于将工具连接到该臂的工具法兰(1)。该工具法兰(1)包括主体(2)，主体(2)具有被适配为连接到该工具的主表面(3)。此外，工具法兰(1)包括从主表面(3)凸出的突起(5)，突起(5)被设置为接合被设置在该工具中的凹进处以在该工具与该工具法兰(1)之间提供旋转对齐。工具法兰(1)具备贯穿该突起(5)和该主体(2)的通孔，并且该工具法兰(1)被适配为接收被设置为向该工具分配处理介质的管道(8)并且连接到设置在该工具上的对应的处理介质连接器。
文档编号B25J15/04GK102905860SQ201080066843
公开日2013年1月30日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者D·西尔克特, J·拉森 申请人:Abb研究有限公司