特表 2024-512085 ロボットを用いて組立タスクを実行するためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-18

(54)【発明の名称】ロボットを用いて組立タスクを実行するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 17/02 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

B25J17/02 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023559692

(86)(22)【出願日】2022-03-22

(85)【翻訳文提出日】2023-10-17

(86)【国際出願番号】 EP2022057492

(87)【国際公開番号】W WO2022207409

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】102021108201.3

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523366867

【氏名又は名称】エフエフテー プロドゥクツィオーンスズュステーメ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】キラー， アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】クラフト， マルティン

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS13

3C707BS12

3C707BT05

(57)【要約】

検証された方法において組立タスクまたは生産タスクを実行するためのシステムは、基部と、基部に接続され、基部に対してｎ個の機械軸において移動させられ得、第１の関節接合式アーム部分および第２の関節接合式アーム部分を備えている関節接合式アームとを有するｎ軸ロボットを備えている。システムは、第１の機能的要素と、第２の機能的要素とを有するツールも備えている。第１の機能的要素は、それが第１の関節接合式アーム部分によって実施され得る移動に関与するように、第１の関節接合式アーム部分に結合される。第２の機能的要素は、それがロボット関節において第１の関節接合式アーム部分および第１の機能的要素に対して第２の関節接合式アーム部分によって実施され得る移動に関与するように、第２の関節接合式アーム部分に結合される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検証された方法において組立タスクまたは生産タスクを実行するためのシステムであって、前記システムは、
ａ．ｎ軸ロボット（１）、好ましくは、産業用ロボットまたはユニバーサルロボットであって、前記ｎ軸ロボットは、基部（Ｂ）と関節接合式アーム（２０）とを有し、前記関節接合式アームは、前記基部（Ｂ）に接続されており、前記基部（Ｂ）に対してｎ個の機械軸（Ｒ_１－Ｒ_ｎ）において移動させられることができ、ロボット関節において接続された第１の関節接合式アーム部分（２６）と第２の関節接合式アーム部分（２７）とを備え、それによって、前記第１の関節接合式アーム部分および前記第２の関節接合式アーム部分は、前記機械軸（Ｒ_ｎ）のうちの１つの周りで回転して、および／または、前記機械軸（Ｒ_ｎ）に沿って平行移動して軸方向に移動させられることができる、ｎ軸ロボットと、
ｂ．前記ｎ個の機械軸（Ｒ_１－Ｒ_ｎ）における前記関節接合式アーム（２０）の移動を制御および／または調整するためのロボットコントローラと、
ｃ．第１の機能的要素（９１）と第２の機能的要素（９２）とを有する前記組立タスクのためのツール（９）と
を備え、
ｄ．前記第１の機能的要素（９１）は、前記第１の関節接合式アーム部分（２６）に結合されており、それによって、前記第１の機能的要素は、前記第１の関節接合式アーム部分（２６）によって実施されることができる移動に関与し、
ｅ．前記第２の機能的要素（９２）は、前記第２の関節接合式アーム部分（２７）に結合されており、それによって、前記第２の機能的要素は、前記組立タスクを実行するために、前記ロボット関節において、前記第１の関節接合式アーム部分（２６）および前記第１の機能的要素（９１）に対して前記第２の関節接合式アーム部分（２７）によって実施されることができる移動に関与し、
ｆ．前記ロボットコントローラは、前記ロボット関節において前記第１の関節接合式アーム部分（２６）に対して前記第２の関節接合式アーム部分（２７）によって実施されることができる移動の位置および／または速さを制御および／または調整し、検証された方法において前記第２の機能的要素（９２）の移動および／または機能を活性化するように設計されている、システム。

【請求項2】

前記第１の関節接合式アーム部分（２６）、または好ましくは前記第２の関節接合式アーム部分（２７）のいずれかは、前記ｎ個の機械軸（Ｒ_１－Ｒ_ｎ）によって前記基部（Ｂ）から離された前記ロボット（１）の最後の関節接合式アーム部分（２７）である、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第２の関節接合式アーム部分（２７）が前記第１の関節接合式アーム部分（２６）に対して移動させられることができる関連している前記機械軸（Ｒ_６）は、前記ロボット（１）のｎ番目の機械軸（Ｒ_６）であり、ｎは、２より大きく、好ましくは、６に等しい自然数である、請求項１－２のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項4】

前記ｎ番目の機械軸（Ｒ_６）は、前記第２の関節接合式アーム部分（２７）の回転軸、スライド軸、または回転スライド軸である、請求項１－３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項5】

前記ツール（９）は、処理ツール、例えば、溶接トング、研磨デバイス、例えば流体材料を分注するための塗布または分注ツール、または材料試験ツールである、請求項１－４のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項6】

前記ｎ番目の機械軸（Ｒ_６）は、直接または結合要素を介して、前記第２の機能的要素（９２）に接続されるか、または接続されることができる、請求項１－５のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項7】

前記ツール（９）は、前記ｎ番目の機械軸（Ｒ_６）のシステムが予め決定した移動、例えば、回転または線形移動を前記第２の機能的要素（９２）の結果として生じる移動、例えば、線形または回転移動に変換するように設計され、前記結果として生じる移動は、前記予め決定した移動とは異なる、請求項１－６のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１の機能的要素（９１）と前記第２の機能的要素（９２）とは、ねじ山付き対、中間歯車系、スライドブロックガイド、または剛体鎖を形成する、請求項１－７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１の機能的要素（９１）は、前記第２の機能的要素（９２）のためのガイド（１０）を形成し、それは、例えば、前記第２の機能的要素（９２）を線形に、および／またはそれが回転して移動させられることができるように誘導する、請求項１－８のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項10】

前記第２の関節接合式アーム部分は、ロボットハンド（２７）である、請求項１－９のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項11】

前記組立タスクは、ミサイル、陸上車両、および船舶のための製造、特に、本体製造の分野内の組立タスクである、請求項１－１０のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項12】

ロボット（１）を使用して検証された方法において組立タスクまたは生産タスクを実行する方法であって、前記ロボットは、少なくとも１つの関節接合式アーム（２０）と、移動軸において前記関節接合式アーム（２０）に接続され、回転駆動される少なくとも１つのロボットハンド（２７）とを有し、
第１の機能的要素（９１）と、第２の機能的要素（９２）とを備えているツール（９）が、前記第１の機能的要素（９１）を介して、前記関節接合式アーム（２０）に接続され、
前記第２の機能的要素（９２）は、前記ロボットハンド（２７）に結合され、
前記ロボットハンド（２７）は、ロボットコントローラによって活性化および調整され、
前記ロボットコントローラによって予め決定された前記ロボットハンド（２７）の移動は、前記ツール（９）によって前記結合された前記第２の機能的要素（９２）の結果として生じる移動に変換され、
前記組立タスクまたは生産タスクは、前記第２の機能的要素（９２）によって検証された方法において実施される、方法。

【請求項13】

前記ロボットハンド（２７）の前記予め決定された移動は、線形移動および回転移動のうちの一方であり、前記第２の機能的要素（９２）の結果として生じる移動は、線形移動および回転移動のうちの他方である、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第２の機能的要素（９２）は、前記第１の機能的要素（９１）によって線形に、または回転して誘導される、請求項１２－１３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記産業用ロボット（１）は、基部と、ｋ個の関節接合式アーム部分を有するロボットアーム（２０）のためのｎ個の移動軸とを有し、前記ｋ番目の関節接合式アーム部分は、前記ロボットハンド（２７）を形成する、請求項１２－１４のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検証された方法において組立タスクまたは生産タスクを実行するためのシステムおよび方法に関する。組立タスクは、特に、接着剤または糊等の流体媒体をワークピースに塗布することであり得る。これは、例えば、堆積または噴霧されることによって塗布されることができる。しかしながら、組立タスクは、代わりに、１つ以上のワークピースを把持すること、または再成形すること、または接合することでもあり得る。システムは、ｎ軸ロボット、好ましくは、産業用ロボットまたはユニバーサルロボットを備え、それは、基部と関節接合式アームとを有し、関節接合式アームは、基部に接続され、ロボットのｎ個の機械軸において基部に対して移動させられることができる。システムは、ｎ個の機械軸における関節接合式アームの移動を制御および／または調整するためのロボットコントローラも備えている。ロボットコントローラは、特に、ロボットの移動の自由度の全てにおいて、ロボットを制御および／または調整するように設計されることができる。

【背景技術】

【0002】

本発明の目的のために好適である関節接合式アームロボット（例えば、ユニバーサルロボットまたは産業用ロボット等）は、典型的に、例として上で述べられるそれら等の組立タスクを実行するためのツールを収容するように設計された最後の関節接合式アーム部分を備えている。例えば、把持器、溶接ツール、ヘミングツール、および接着剤塗布ツール等の典型的なツールは、互いに対して移動させられ得る機能的要素を備え、１つ以上の回転および／または平行移動モータまたは作動要素を有するそれら自体の駆動部、または機能的要素のうちの１つ以上のための駆動部および／または１つ以上の駆動ユニットも備えている。そのようなツールの例は、第ＷＯ２０１４／１２６６７５ Ａ１号（特許文献１）、第ＥＰ ２ ３０７ １６７ Ｂ１号（特許文献２）、および第ＥＰ ２ １１７ ７４５ Ｂ１号（特許文献３）から公知である。ツール自体の駆動部は、駆動部コントローラを要求し、駆動部コントローラは、本質的に提供されるロボットコントローラに適合される必要があり、それによって、ツールの機能的要素の移動と組立タスクを実行するためのロボットの移動とが、調整される。これに関与する労力および／または費用は、非常に大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１２６６７５号

【特許文献2】欧州特許第２３０７１６７号明細書

【特許文献3】欧州特許第２１１７７４５号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

減らされた労力および／または費用を示す述べられたタイプのシステムを提供することが、本発明の目的である。

【0005】

１つの目的は、ツールを制御および／または調整することに関して、費やされる必要がある労力および／または費用を減らすことであり得る。

【0006】

構成要素の数を減らすこと、および／またはツールの１つ以上の構成要素を単純化することが望ましい。

【0007】

本発明の主題は、冒頭において説明されたタイプの関節接合式アームロボットを有するシステムである。ロボットのｎ軸関節接合式アームは、ｎ個の機械軸のその合計の範囲内で、機械軸の１つの周りで回転し、および／または該機械軸に沿って平行移動して軸方向に移動させられ得るように、ロボット関節において接続された第１の関節接合式アーム部分と第２の関節接合式アーム部分とを備えている。システムはまた、組立タスクのためのツールを備え、第１の機能的要素と、第２の機能的要素とを有し、そのうちの少なくとも一方は、組立タスクを実施する目的のために調整される方法において、他方に対して移動させられることができる。第１の機能的要素は、それが第１の関節接合式アーム部分によって実施され得る移動に関与するように、第１の関節接合式アーム部分に結合される。第２の機能的要素は、組立タスクを実行するために、それがロボット関節において、第１の関節接合式アーム部分および第１の機能的要素に対して第２の関節接合式アーム部分によって実施され得る移動に関与するように、第２の関節接合式アーム部分に結合される。第１の機能的要素は、特に、第１の関節接合式アーム部分に固定して接続され得るおよび／または、第２の機能的要素は、特に、第２の関節接合式アーム部分に固定して接続され得る。

【0008】

第１の機能的要素は、例えば、それが第１の関節接合式アーム部分に適切に接続されるとき、第１の関節接合式アーム部分に対して移動させられることができない筐体、または溶接トングの一部、またはある他の要素であることができる。

【0009】

ロボットコントローラは、検証された方法において第２の機能的要素の移動および／または機能を活性化および実施するように、ロボット関節において第１の関節接合式アーム部分に対して第２の関節接合式アーム部分によって実施され得る移動の位置および／または速さを制御および／または調整するように設計される。

【0010】

本発明は、ロボットの機械軸の１つ、すなわち、ロボットが本質的に保有する機械軸の１つを使用し、ツールの機能を実施する。同時に、ロボットおよびツールを備えているシステムを制御および／または調整するために要求される労力および／または費用は、ロボット上にすでに提供されているロボットコントローラをツールの機能の中に直接統合することによって減らされる。第１の関節接合式アーム部分および第２の関節接合式アーム部分を接続するロボット関節のためのロボット駆動部、すなわち、関連する間接接合軸のためのロボット駆動部は、別様に、ツール上に提供される必要があるであろう駆動モータ、例えば、電気、空気圧、または水圧回転モータまたはリニアモータに取って代わることができる。

【0011】

所定の移動曲線を辿る移動の方向、第２の機能的要素がワークピース作用する圧力、１つの点においてワークピースに作用する期間、第２の機能的要素の回転角度位置および多数の他の移動パラメータ、第２の機能的要素の時間パラメータおよび圧力パラメータのうちの少なくとも１つが、例えば、実行されるべき組立タスクに従って、制御または調整されることができる。

【0012】

好ましくは、第１の関節接合式アーム部分、または、特に第２の関節接合式アーム部分のいずれかが、ｎ個の機械軸によって基部から離されたロボットの最後の関節接合式アーム部分である。この関節接合式アーム部分は、ロボットハンドとも称され得る。

【0013】

第１の機能的要素は、第２の機能的要素を保護するためのデバイスを備えていることができ、該保護デバイスは、例えば、弾性的に伸縮可能であるか、または、側面に移動させられることができ、組立タスクを実行するためのツールがワークピースに誘導されるとき、第２の機能的要素を露出するために、第１の関節接合式アーム部分に対して移動させられる。その場合であっても、第１の機能的要素は、本願の意味の範囲内で、第１の関節接合式アーム部分に対して移動しない。保護デバイスは、例えば、機械加工プロセス中に集積するチップおよび／または供給されたクーラントが、それらの元々の点において除去され得るように、吸引デバイスを備えていることができる。保護デバイスは、処理空間を密閉することもでき、したがって、例えば、保護ガス雰囲気内で、または液状クーラントを使用して動作することが可能である。

【0014】

センサ、例えば、結像センサが、第１の機能的要素および／または第１の関節接合式アーム部分に接続されることもでき、それを使用して、特に、実施される作業の品質、処理に先立つ処理領域の状態、および／またはワークピースに対する第２の機能的要素の位置を点検または監視することが可能である。センサは、作業の品質を再現可能な方法で文書化するために使用されることもできる。

【0015】

好ましくは、第２の関節接合式アーム部分が第１の関節接合式アーム部分に対して移動させられ得る関連している機械軸は、ロボットのｎ番目の機械軸であり、ｎは、２より大きく、好ましくは、６に等しい自然数である。ロボットハンドまたは第２の関節接合式アーム部分は、それぞれ、次いで、例えば、第６の機械軸を備えていることができ、ロボットハンドは、第５の機械軸において、基部の方向において隣接する関節接合式アーム部分または第１の関節接合式アーム部分に、または第２の関節接合式アーム部分が、ロボットの関節接合式アームの最後の関節接合式アーム部分である場合、最後から２番目の関節接合式アーム部分に接続されることができる。

【0016】

ｎ番目の機械軸またはロボットハンドの機械軸は、第２またはｋ番目の関節接合式アーム部分またはロボットハンドの回転軸、スライド軸、または回転スライド軸であることができ、機械軸の数であるｎは、関節接合式アーム部分の数であるｋ以外の自然数を表すことができる。

【0017】

ツールは、処理ツール、例えば、溶接トング、中空リベット穴開けトング、研磨デバイス、例えば、流体材料を分注するための材料分注ツール、材料試験ツール、または検証された方法において組立タスクを実行するために使用され得るある他のツールであることができる。

【0018】

ツールおよび／またはツールの第２の機能的要素は、直接、または結合要素または歯車系等を介して、ｎ番目の機械軸に接続されることができる。

【0019】

ツールは、特に、ｎ番目の機械軸のシステムが予め決定した移動、例えば、回転または線形移動を、第２の機能的要素の結果として生じる移動、例えば、線形または回転移動に変換するように設計されることができ、結果として生じる移動は、該予め決定した移動とは異なる。

【0020】

第１の機能的要素および第２の機能的要素は、次いで、ねじ山付き対、中間歯車系、スライドブロックガイド、または剛体鎖を形成することができ、第１の機能的要素は、固定子を形成することができる一方、第２の機能的要素は、線形に移動させられ得る回転子またはツール部品を形成する。第１の機能的要素は、例えば、第２の機能的要素のためのガイドを形成することができ、それは、例えば、第２の機能的要素を線形に、および／またはそれが回転して移動させられ得るように誘導する。

【0021】

組立タスクまたは生産タスクは、特に、ミサイル、陸上車両、および船舶のための製造、特に、本体製造の分野内の組立タスクまたは生産タスクであることができる。組立タスクは、２つのワークピースを接続すること、例えば、不可避なアセンブリ間隙を充填すること、マーカを塗布すること、圧縮成型すること、開放調製された開口を破断すること、後続の処理ステップのために表面を調製すること、および多数の他のタスクを伴うことができる。

【0022】

本発明の第２の側面は、少なくとも１つの関節接合式アームと、移動軸において関節接合式アームに接続され、線形に、または回転して移動させられる機械軸を有する少なくとも１つのロボットハンドとを有するロボット、例えば、産業用ロボットを使用して、検証された方法において組立タスクまたは生産タスクを実行する方法に関し、第１の機能的要素と、第２の機能的要素とを備えているツールは、第１の機能的要素を介して、関節接合式アームに接続され、第２の機能的要素は、ロボットハンドに結合され、ロボットハンドは、ロボットコントローラによって活性化および調整され、ロボットコントローラによって予め決定されたロボットハンドの機械軸の移動は、ツールによって結合された第２の機能的要素の結果として生じる移動に変換され、組立タスクまたは生産タスクは、第２の機能的要素によって、検証された方法において実施される。タスクは、例えば、糊を塗布すること、フランジングまたはヘミングすること、溶接すること、またはある他の接合タスクを伴うことができる。

【0023】

ロボットハンドの機械軸の予め決定された移動は、例えば、線形移動および回転移動のうちの一方であることができる。第２の機能的要素の結果として生じる移動は、したがって、線形移動および回転移動のうちの他方である。結果として生じる移動はまた、予め決定された線形または回転移動を維持する間、その速さ、力等においてのみ、機械軸の予め決定された移動とは異なり得る。それは、好ましくは、予め定義された移動が、結果として生じる移動とは異なる場合であり得る。

【0024】

換言すると、最後の機械軸の移動は、使用される結合器、使用される歯車系、使用されるガイド、または力伝達（トグルレバー等）に従って、結果として生じる移動に変換されることができ、いくつかのみ例を挙げると、例えば、線形移動が回転移動に、回転移動が線形移動に、線形移動が線形移動に、回転移動が回転移動に、線形移動が線形および回転移動に、または回転移動が回転および線形移動に変換されることができ、結果として生じる移動は、好ましくは、例えば、その速さまたは力等の少なくとも１つのパラメータにおいて、接続された機械軸の移動とは異なる。

【0025】

第１の機能的要素は、次いで、第２の機能的要素のためのガイドを形成することができ、それは、線形に、および／または回転して第２の機能的要素を誘導する。第１の機能的要素は、互いに対して移動させられ得る２つ以上の要素、例えば、第２の機能的要素を保護するための伸縮可能デバイスを備えていることができる。

【0026】

例えば、ツールを使用して実施される作業の品質を監視するために、産業用ロボットは、処理の前、処理中、および処理の後、第２の機能的要素によって処理されているワークピース領域を監視および／または点検する結像センサ等のセンサデバイスを備えていることができる。

【0027】

センサデバイスは、ロボットに、または、例えば、第１の関節接合式アーム部分または第１の機能的要素に、それぞれ、取り付けられることができる。第２の関節接合式アーム部分および第１の機能的要素は、それぞれ、センサデバイスを備えていることもできる。最後に、センサはまた、例えば、それらが、それらのために意図される点検タスクを実施し得る限り、センサデバイスのみを支持する別個のロボット上、またはワークピースブラケット上の任意の場所に設置されることができる。

【0028】

システムは、ロボットのためのコントローラまたはレギュレータも備えている。これは、ロボットが、例えば、その基部内に備えている、またはロボットに隣接して配置されるロボットコントローラであることができる。コントローラまたはレギュレータは、記憶ユニットと、プログラムが記憶ユニットの中に読み込まれ、修正され得る、例えば、適合または更新されるインターフェースとを備えている。コントローラは、個々のプログラムステップをシステム、または、それぞれ、システムの個々の部品のためのアクションコマンドに変換するコンピュータユニットを備えていることもできる。コントローラは、好ましくは、例えば、ツールの弁を開放および／または閉鎖するための圧力媒体を供給すること、またはツールに直接接続されるツールに消耗品を供給することを行うため等、随意のセンサデバイスおよび／または必要とされるデバイスの機能も制御または調整する。

【0029】

方法のために使用される産業用ロボットは、基部と、ｋ個の関節接合式アーム部分を有するロボットアームのためのｎ個の機械軸または移動軸とを備えていることができる。ｋ番目の関節接合式アーム部分は、好ましくは、ロボットハンドを形成し、移動軸の数ｎは、関節接合式アーム部分の数ｋに等しいことも、異なることもできる。

【0030】

方法は、特に、ミサイル、陸上車両、および船舶のための製造、特に、本体製造の分野内の組立タスクのために使用されることができる。組立タスクは、２つのワークピースを接続すること、例えば、不可避なアセンブリ間隙を充填すること、マーカを塗布すること、圧縮成型すること、開放調製された開口を破断すること、後続の処理ステップのために表面を調製すること、および多数の他のタスクを含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

本発明の例示的実施形態が、図に基づいて、下記により詳細に説明される。図は、以下を示す。

【0032】

【図1】図１は、ｎ個の機械軸およびｋ個の関節接合式アーム部分を有するロボットの概略表現である。

【図2】図２は、ｎ番目の機械軸およびｋ番目の関節接合式アーム部分に接続されるツールである。

【図3】図３は、検証された方法において糊等の流体材料を分注するためのツールである。

【図4】図４は、ツールとしての中空リベット穴開けトングまたは溶接トングである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１は、組立タスクのために産業上使用されるもの等の関節接合式アームロボット１の例を示す。関節接合式アームロボット１は、基部Ｂに接続されることができる。基部Ｂは、例えば、ホールの床、壁、または天井に固定して接続されることができ、したがって、関節接合式アームロボット１は、それが空間的に固定されるように据え付けられる。基部Ｂは、レール上または天井クレーン上で移動させられるように設計されることができ、したがって、関節接合式アームロボット１は、全体として、空間的に移動させられることができる。

【0034】

関節接合式アームロボット１は、ｋ個の関節接合式アーム部分ＧＡＡと、ｎ個の機械軸Ａとを備えている。関節接合式アームに沿って直接連続する各２つの関節接合式アーム部分ＧＡＡは、互いにロボット関節において接続され、したがって、それらは、各々、機械軸Ａの少なくとも１つの周りで移動させられることができる。例示的実施形態では、ｋ＝ｎ＝６である。原則として、関節接合式アーム部分ＧＡＡの数は、機械軸Ａの数からはずれることもでき、例えば、ロボット関節の１つが１移動自由度以上を有する場合（例えば、球状関節等）、例えば、機械軸Ａの数より少なくあり得る。しかしながら、例示的実施形態では、関節の各々は、１移動自由度のみを有する。それらの各々は、特に、例えば、産業用ロボットに一般的であるように、回転関節として形成されることができる。

【0035】

関節接合式アーム部分ＧＡＡは、ＧＡＡ１、ＧＡＡ２、ＧＡＡ３、ＧＡＡ４、ＧＡＡ５、およびＧＡＡ６によって連続的に表され、基部Ｂからロボットアームの自由端まで進行する。機械軸Ａは、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、およびＡ６によって連続的に表され、基部Ｂからロボットアームの自由端まで進行する。関節接合式アーム部分ＧＡＡ１は、関節接合式アーム部分ＧＡＡ１の中心点を通して軸方向に延びている機械軸Ａ１の周りで回転する。機械軸Ａ２は、機械軸Ａ１に対して横方向に延び、関節接合式アーム部分ＧＡＡ２が、関節接合式アーム部分ＧＡＡ１に対して旋回させられ得る旋回軸である。機械軸Ａ３は、機械軸Ａ２に対して横方向に延び、関節接合式アーム部分ＧＡＡ３が、関節接合式アーム部分ＧＡＡ２に対して旋回させられ得る旋回軸である。機械軸Ａ４は、関節接合式アーム部分ＧＡＡ３に対する関節接合式アーム部分ＧＡＡ４の回転軸である。機械軸Ａ５は、機械軸Ａ４を横断する旋回軸であり、関節接合式アーム部分ＧＡＡ５は、関節接合式アーム部分ＧＡＡ４に対して旋回させられることができる。最後の機械軸Ａ６は、最後の関節接合式アーム部分ＧＡＡ６が、最後から２番目の関節接合式アーム部分ＧＡＡ５に対して回転して移動させられ得る回転軸である。

【0036】

図２は、ｋ個の関節接合式アーム部分を有するユニバーサルロボットまたは産業用ロボット１の関節接合式アーム２０の第１の関節接合式アーム部分２６および第２の関節接合式アーム部分２７を示す。図１におけるロボット１は、例えば、該ユニバーサルロボットまたは産業用ロボットを形成することができる。第２の関節接合式アーム部分２７は、次に、特に、例えば、図１における基部Ｂ等のロボット基部から最も遠いもの（この意味で、最後の関節接合式アーム部分ＧＡＡ６）であることができ、第１の関節接合式アーム部分２６は、ロボット１の最後から２番目の関節接合式アーム部分ＧＡＡ５であることができる。

【0037】

第１の関節接合式アーム部分２６は、ロボット関節において、他方、すなわち第２関節接合式アーム部分２７に接続され、ロボット関節は、機械軸Ｒ_ｎ－１の周りで旋回させられ得る。第２の関節接合式アーム部分２７は、機械軸Ｒ_ｎを有し、それは、示される例示的実施形態では、第２の関節接合式アーム部分２７を回転駆動する第６の機械軸Ｒ_６である。第２の関節接合式アーム部分２７は、ロボットアーム２０の最後の関節接合式アーム部分であり、したがって、多くの場合、ロボットハンド２７とも称される。

【0038】

第１の機能的要素９１と、第２の機能的要素９２とを備えているツール９は、関節接合式アーム２０に接続され、第１の機能的要素９１は、特に、それが移動に対して抵抗力があるように、第１の関節接合式アーム部分２６に接続され、すなわち、第１の機能的要素９１は、特に、直接、第１の関節接合式アーム部分２６の全ての移動に追従する。換言すると、第１の機能的要素９１は、第１の関節接合式アーム部分２６に固定して接続され、接続されているとき、第１の関節接合式アーム部分２６に対して移動させられることができない。

【0039】

第２の機能的要素９２は、第２の関節接合式アーム部分２７に接続され、より具体的に、第２の機能的要素９２は、第２の関節接合式アーム部分２７の機械軸Ｒ_ｎへの移動という観点において結合され、駆動された機械軸Ｒ_ｎは、直接、または、好ましくは、結合デバイスを介して、第２の機能的要素９２の上に出力する。

【0040】

結合デバイスは、それが機械軸Ｒ_ｎの予め定義された移動を第２の機能的要素９２の結果として生じる移動に変換するように、設計される。示される例示的実施形態では、所定の移動は、回転移動または回転であり、結果として生じる移動は、線形移動またはスライド移動であり、第１の機能的要素９１は、スライド移動の移動方向において、第２の機能的要素９２のためのガイド１０を形成する。

【0041】

第１の機能的要素９１は、所定の組立タスクを実施するために、例えば、流体材料で充填され得る材料チャンバ９１０を備えている。材料チャンバ９１０は、材料のための流入口９１１と、材料のための流出口９１２とを有する。示される例示的実施形態では、材料チャンバ９１０は、空気圧によって切り替えられ得る流入口弁ＶＥを介して、使用される材料のための材料源に接続される。流出口９１２は、対応する流出口弁ＶＡを備えている。流入口弁ＶＥが、材料チャンバ９１０の中への材料を可能にするために開放されているとき、流出口弁ＶＡは、好ましくは、閉鎖されている。材料チャンバ９１０から材料を排出するために、流出口弁ＶＡが、開放されるとき、流入口弁ＶＥは、好ましくは、閉鎖される。材料チャンバ９１０が、洗浄されるべきとき、流入口弁ＶＥおよび流出口弁ＶＡは、同時に開放されることができる。

【0042】

図２、３、および４は、ツール９が、説明されるようなロボット１に接続される、機能的原理の３つの例示的用途を示し、第２の機能的要素９２に接続される、機械軸Ｒ_ｎの所定の移動は、第２の機能的要素９２の結果として生じる移動に変換され、それぞれの機械軸Ｒ_ｎの所定の移動は、それぞれの第２の機能的要素９２のそれぞれ結果として生じる移動とは異なる。

【0043】

図３において、ツール９は、流体材料が検証された方法においてワークピースに分注または塗布されることができるツールである。流体材料は、例えば、糊、塗料、粉末、洗浄剤等であることができ、それらは、正確な点において、ワークピースに塗布される必要がある。

【0044】

ツール９は、すでに説明されるように、それが移動に抵抗力があるように、第１の関節接合式アーム部分２６に接続された第１の機能的要素９１と、第２の関節接合式アーム部分２７の機械軸Ｒ_６に結合された第２の機能的要素９２とを備えている。

【0045】

第１の機能的要素９１は、流体材料のための容器９１０を備えている。材料は、容器９１０の中に導入される必要があるカートリッジ内に供給されることができる。これは、接続されたカートリッジマガジンから自動的にカートリッジを交換することを含む。

【0046】

容器９１０は、再充填可能であることができ、それは、材料が規則的にまたは必要に応じて、例えば、オペレータによって手動で補充される必要があることを意味し得るか、または、それが材料源に恒久的に接続され、材料が要件に従って容器９１０の中に自動的に補充されることを意味し得る。いずれが好ましい変型であるかは、組立タスクのタイプおよび消費される材料の量に依存する。

【0047】

容器９１０は、導管システムを介して材料源に接続され、材料を自動的に補充されることができる。この目的を達成するために、容器９１０は、材料源から流入する材料のための流入口９１１と、流出口９１２とを備え、材料は、流出口９１２を通して容器９１０から分注される。容器９１０はまた、２つ以上の材料源に接続されることもでき、これらの材料は、最初に、容器９１０内で混合され、組立タスクのための材料を形成する出発材料である。混合デバイスは、混合の目的のために、容器９１０内に配置されることができ、容器９１０は、加熱可能であり得るか、または、冷却システムを保有し得る。容器９１０が加熱可能である場合、ノズル９１３も、材料が塗布される前に材料が硬化することまたは濃縮することを阻止するために加熱可能であり得、材料は、ノズル９１３を介して分注される。

【0048】

流入口９１１および流出口９１２は、例えば、空気圧によって、開放および閉鎖されることができる。好ましくは、流入口９１１は、流出口９１２が開放されているとき、閉鎖されており、流出口９１２は、流入口９１１が開放されているとき、閉鎖されており、すなわち、材料は、材料源からワークピースに直接塗布されることができない。

【0049】

第１の機能的要素９１は、ツール９の筐体を形成することができ、それは、特に、第２の機能的要素９２を損傷および／または汚れから保護する。ガイド１０は、第１の機能的要素９１の内部円周壁上に形成され、第２の機能的要素９２に作用するトラベリングナット１３は、第２の機能的要素９２を容器９１０の中に線形に移動させる効果を有する。

【0050】

第２の機能的要素９２は、排出ピストン９２０を備え、排出ピストン９２０は、容器９１０の中に延び、流出口９１２を通して材料を容器９１０から分注するために、容器９１０の中に移動させられ得る。排出ピストン９２０は、心棒１１を介して、第２の関節接合式アーム部分２７の機械軸Ｒ_ｎに結合される。心棒１１は、軸受１４によって搭載され、それによって、心棒１１は、第１の機能的要素９１内に回転して移動させられることができ、雄ねじを有する自由端１２を備え、トラベリングナット１３が、雄ねじ上でねじられることができる。トラベリングナット１３は、第１の機能的要素９１内のガイド１０と協働する誘導要素１５を備えている。

【0051】

心棒１１が、次いで、第２の関節接合式アーム部分２７の機械軸Ｒ_６によって回転駆動される場合、これがガイド１０と誘導要素１５との間の接続によって阻止されるので、トラベリングナット１３は、心棒１１とともに回転することができない。トラベリングナット１３は、代わりに、端部１２に沿って線形に移動させられる。好ましくは、トラベリングナット１３は、排出ピストン９２０に固定して接続されるか、または、鋳造または焼結プロセスにおいて排出ピストン９２０と一体化して成型され、それによって、トラベリングナット１３の移動は、排出ピストン９２０の上に伝達され、すなわち、排出ピストン９２０は、機械軸Ｒ_ｎの回転方向に応じて、容器９１０の内外へ移動させられることができる。

【0052】

図３に示されるツール９の実施形態では、心棒１１の回転軸、第２の機能的要素９２の中心縦軸、および第２の関節接合式アーム部分２７の回転軸または機械軸Ｒ_６は、一致している。

【0053】

図４は、別のツール９’を示す。該他のツール９’は、特に、抵抗溶接のための対の溶接トングである。本ツール９’の場合、第２の機能的要素９２’は、移動電極アームを形成し、第１の機能的要素９１’は、固定された対電極を形成する。

【0054】

このツール９’において、第１の機能的要素９１’は、それが第１の関節接合式アーム部分２６のあらゆる移動に関与するように、第１の関節接合式アーム部分２６に接続されている。第２の機能的要素９２’は、第２の関節接合式アーム部分２７に結合され、第２の関節接合式アーム部２７の機械軸Ｒ_ｎによって駆動され、機械軸Ｒ_６の回転移動は、第２の機能的要素９２’の線形移動に変換される。この変換原理は、図３に対して説明される原理に対応し、したがって、再度、説明されない。

【0055】

類似する設計が、例えば、対の中空リベット穴開けトング（図示せず）のために使用されることができ、第２の機能的要素は、駆動されたリベット設定ユニットを形成することができ、鉄床は、第１の機能的要素によって形成される。

【0056】

（参照符号）
１ ロボット、関節接合式アームロボット、産業用ロボット
９、９’ ツール
１０ ガイド
１１ 心棒
１２ 端部
１３ トラベリングナット
１４ 軸受
１５ 誘導要素
２０ 関節接合式アーム、ロボットアーム
２６ 第１の関節接合式アーム部分
２７ 第２の関節接合式アーム部分、ロボットハンド
９１、９１’ 第１の機能的要素
９１０ 材料チャンバ
９１１ 流入口
９１２ 流出口
９１３ ノズル
９２、９２’ 第２の機能的要素
Ａ 機械軸
Ｂ 基部
ＧＡＡ 関節接合式アーム部分
Ｒ 機械軸
ＶＡ 流出口弁
ＶＥ 流入口弁
ｋ 関節接合式アーム部分の数
ｎ 機械軸または移動軸の数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】