DD154282A1

DD154282A1 - Einrichtung fuer den gewichtsausgleich bei handhabungsmitteln mit drehgelenken

Info

Publication number: DD154282A1
Application number: DD22515680A
Authority: DD
Inventors: Roland Baudich; Heinz Werth
Original assignee: Roland Baudich; Heinz Werth
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1982-03-10
Also published as: DD154282B1

Abstract

Die Erfindung findet Anwendung fuer den Ausgleich der Eigenmasse der Greifarme bei Robotern und Handhabungsmitteln, deren Greifarme sich um Drehgelenke bewegen. Das Ziel der Erfindung besteht in der Erzeugung eines Rueckstellmomentes als Ausgleich der Masse des Greifarmes in Abhaengigkeit der Winkelstellung des Greifarmes und ohne das Massentraegheitsmoment des Greifarmes zu erhoehen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass am jeweiligen Drehgelenk des Greifarmes eine Kurvenscheibe angeordnet ist, an der eine durch eine vorgespannte Feder belastete Andruckeinheit anliegt, die ein Gegenmoment erzeugt. Die Aenderung des Drehmoments des Greifarmes bei Anwendung seiner Lage durch Verdrehen bewirkt eine Aenderung des Gegenmoments bei entsprechender Auswahl des Anstiegswinkels der Kurve der Kurvenscheibe. Anwendung bei Handhabungsmitteln und Robotern mit Drehgelenken.

Description

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Titel der Erfindung

Einrichtung für den Gewichtsausgleich bei Handhabungsmitteln mit Drehgelenken

Anwendungsgebiet der ,Erfindung

Die Erfindung betrifft eine konstruktive Anordnung für den Ausgleich der Eigenmasse der Greiferarme bei Robotern und Handhabungsmitteln, deren Greiferarme sich um Drehgelenke bewegen»

der ,bekannten technischen Lösungen

Viele bekanntgewordene Handhabungsmittel verzichten auf einen Ausgleich des Eigengewichts, wobei der Antrieb für den Greiferarm entsprechend überdimensioniert wird. Diese Lösung hat den Nachteil, daß das Bewegungsverhalten der Anordnung, wie Beschleunigung und erreichte Geschwindigkeit, von der jeweiligen Winkelstellung der Greiferarme abhängig ist und der überdimensionierte Antrieb einerseits zu einer Verteuerung und andererseits zu einem erhöhten Leistungsverbrauch führt«,

Bei anderen bekanntgewordenen Handhabungsmitteln wird gegenüber der Masse der Greiferarme eine Gegenmasse zum vollständigen bzw» teilweisen Gewichtsausgleich angeordnet« Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß sich die zu bewegende Gesamtmasse erhöht und mit dieser Erhöhung des

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Massenträgheitsmomentes sich die dynamischen Eigenschaften des Systems verschlechtern« Dieses Massenträgheitsmoment kann aus konstruktiven Gründen durch Vergrößerung der Gegenmasse und Verkleinerung des Hebelarmes nur begrenzt minimiert werden«

Die gleichen Nachteile treten bei solchen Einrichtungen ein, die die Antriebselemente, u*a, den Motor, als Gegenmasse anordnen«

Der Antriebsmotor wird dabei zusätzlich, genutzt, wobei das Massenträgheitsmoment jedoch nicht vorteilhaft beeinflußt wird»

Ziel der_Erfindung;

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erzeugung eines Rückstellmomentes als Ausgleich der Eigenmasse eines schwenkbaren Greiferarmes eines Roboters oder Handhabungs· mittels in Abhängigkeit der Winkelstellung des Greiferarmes ohne das Masseηträgheitsmoment des Greiferarmes zu erhöhen und ohne Nutzung der Leistung des Antriebsaggregates *

Darlegung des_M Wes^ns^der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewichtsausgleich für Handhabungsmittel mit Drehgelenken zu entwickeln, der ohne Gegenmasse auskommt und der nicht vom Antriebsaggregat au leisten ist*

Die erfindungsgemäßen Merkmale bestehen darin, daß am jeweiligen Drehgelenk des Greiferarmes eine Kurvenscheibe angeordnet ist, an der eine durch eine vorgespannte Feder belastete Andruckeinheit anliegt _} die ein G-egenmoment erzeugt. Dieses Gegenmoment gleicht das Drehmoment der

Masse des Greiferarmes aus und bewirkt ein Gleieh.gevd.cht des Systems*

Die Änderung des Drehmoments des Greiferarmes bei Änderung seiner Lage durch Verdrehen des Greiferarmes um das Drehgelenk bewirkt eine Änderung des Gegenmoments bei entsprechender Auswahl des Anstiegswinkels der Kurve sowie bei entsprechender Auswahl der Pederkonstante der vorgespannten Feder, d.h.«, der Anstiegswinkel der Kurve (& ) wird so gewählt, daß die entstehende Tangentialkraft mit dem entsprechenden Radius r das erforderliche Gegenmoment ergibt*

Die definierte Lage der Andruckeinheit oder der Kurvenscheibe zur Snkrechten wird sowohl über eine feste Verbindung mit dem Gestell im 1. Gelenk, als auch über Übertragungsmittel j wie Zahnriemen, Kette, Viergelenk, in Jedem weiteren Gelenk realisiert. Der erfinduogsgemäße Massenausgleich ist somit gleichzeitig in mehreren Gelenken anwend» bar«

Nachstehend wird die Erfindung anband von Ausführungsbeispielen näher erläutert« Es zeigen; Pige 1 Prinzipdarstellung des Handhabungsmittels mit

Massenausgleich in einem Drehgelenk; Pig« 2 Vergrößerte Prinzipdarstellung von Schnitt A-A

nach Pig. 1; Pig« 3 Prinzipdarstellung des Masseausgleichs, bei dem die Andruckrolle über einen Schwenkhebel geführt

wird j Pig, 4 Darstellung des Masseausgleichs mit feststehender Kurvenscheibe und am Greiferarm angeordneter

Andruckrolle j Pig* 5 Vergrößerte Prinzipdarstellung von Schnitt B-B nach Pig* 4;

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Pig· 6 Prinzipdarstellung eines Handhabungsmittels mit Massenausgleich für ein Gelenk zwischen dem Greiferarm_s sowie einer Parallelogrammübertragung;

Fig. 7 Prinzipdarstellung des Masseausgleichs für ein Gelenk zwischen dem Greiferarm sowie einer Übertragung mittels Zahnriemen«

In Fig* 1 ist die Kurvenscheibe 3 fest mit dem Greiferarm verbunden, so daß die Kurvenscheibe 3 der Drehbewegung des Greiferarmes 2 folgt· Über eine an der Kurvenscheibe 3 mit dem Anstiegswinkel^anliegende Andruckrolle 4» die an einem Stößel befestigt ist, und der Druckfeder 5 wird ein Gegenmoment erzeugt, das den Einfluß des Eigengewichts des Greiferarmes 1,2 ausgleicht* Die Kurvenform der Kurvenscheibe 3 ist somit eine Funktion der Masse m und des Schwenkradius R des Greiferarmes 2, sowie der Vorspann™ kraft Fq und der Federkonstante C der Druckfeder 5, Das Masseausgleichssystem ist bei mehrgliedrigen Greiferarmen in jedem Gelenk des Greiferarmes verwendbar«, In Fig„ 2 wird die beispielhafte Anordnung der Andruckrolle 4 und der Druckfeder 5 zur Lage des Gestells 6 dargestellt»

Erfindungsgemäß kann die Andruckrolle 4 auch, über einen Schwenkhebel 7 geführt werden (Fig_# 3) oder das Kinematische Prinzip so umgekehrt werden (Fig, 4), daß die Kurvenscheibe 3 eine feste Lage zum Gestell 6 hat und die Andruckrolle 4 mit der Druckfeder 5 am Greiferarm 2 angeordnet sind.

Bei Anordnung der Erfindung in mehreren Gelenken eines mehrgliedrigen Greiferarmes„ z«B« Fig* bu, T, wird die definierte Lage der Kurvenscheibe 3 zum Gestell 6 durch Übertragungsmittel, wie z«B· Gelenkviereck bzw. Übertragungsgestänge 3 (Fig* 6) oder Zahnriemen 10 (Fig_e 7) realisiert«

Claims

1. Einrichtung für des Gewichtsausgleich von ein- und mehrgliedrigen Greiferarmen bei Handhabungsmitteln bzw* Robotern mit Drehgelenken, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermeidung von Ausgleichsmassen im Drehgelenk (12) eine ein Gegenmoment erzeugende Einrichtung angeordnet ist, die aus einer Kurvenscheibe (3) und einer an dieser anliegenden durch eine vorgespannte Druckfeder (5) belasteten Andruckeinheit (4, 5) besteht»

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2· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinheit (4, 5) im wesentlichen aus einer an einem Stößel befestigten Andruckrolle (4) und einer Druckfeder (5) besteht*

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Patentanspruch

3· Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet durch die Befestigung der Andruckrolle (4) an einem Schwenkhebel (7) und die Anordnung der vorgespannten Druckfeder (5) am Schwenkhebel (7) zur form- und kraftschlüssigen Verbindung der Andruckeinheit (4, 5, 7) an der Kurvenscheibe (3)·

4· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (3) fest mit dem beweglichen Greiferarm (2) verbunden und die Andruckeinheit (4,5,7) am Gestell (6) angeordnet ist·

5· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrgliedrigen Greiferarmen (1, 2) die Lage der Kurvenscheibe (3) zum Gestell (6) durch Übertragungsmittel (9, 10) gesichert ist«

6· Einrichtung nach Punkt 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel aus einem Gelenkviereck (9) bestehen*

7· Einrichtung nach Punkt 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel aus einem Zahnriemen (10) und von diesem umschlungenen zwei gleichen Zahnrädern (17) bestehen·