DE3331318A1

DE3331318A1 - Vorrichtung zum massenausgleich fuer einen eine last tragenden arm

Info

Publication number: DE3331318A1
Application number: DE19833331318
Authority: DE
Inventors: Ole 4340 Bryne Molaug
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1984-03-22
Also published as: FR2533284B1; SE8304765L; GB2128159A; IT8322894A1; IT8322894A0; GB8323724D0; NO151575C; FI74639C; GB2128159B; CA1229107A; FI833210A0; JPS5973296A; IT1169827B; NO823150L; FR2533284A1; FI74639B; SE8304765D0; FI833210A; DK414183D0; DE8324953U1

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

3.

PATENTANWÄLTE

Anmelder: _n . _v ., _+1o7q

Dr.-Ing. von Kreislert 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Öle Molaug Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Jernbanegaten 4 Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipi.-Ing. G. Selting, Köln N-4340 Bryne / Norwegen Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

30. August 1983 Sg/rk

Vorrichtung zum Massenausgleich für einen eine Last tragenden Arm

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Massenausgleich für einen eine Last tragenden Arm, insbesondere Roboterarm, der um einen festen Anlenkpunkt schwenkbar ist, mit einer Feder zum Ausgleichen der Last und ggf. einer Spannvorrichtung zur Veränderung der Federspannung.

Ein Roboterarm muß imstande sein, einen Gewichtsausgleich für unterschiedliche Lasten, z.B. unterschiedliche Arten von Werkzeugen, die an ihm befestigt werden können, durchzuführen. Für einen effektiven Betrieb muß die Massenausgleichsvorrichtung imstande sein, den Roboterarm in allen Positionen stabil zu halten und sie muß insbesondere an unterschiedliche Lasten des Armes angepaßt werden können, ohne die dynamischen Eigenschaften des Armes zu verändern.

Es ist bekannt, zur Durchführung eines Massenausgleichs ein Gegengewicht einzusetzen. Ein Gegengewicht erfüllt die oben aufgeführten Forderungen mit einer Ausnahme: Es verschlechtert die dynamischen Eigenschaften wesentlieh. Aus diesem Grunde wird der Massenausgleich häufig unter Verwendung einer oder mehrerer Federn durchgeführt. Laständerungen des Armes können hierbei durch Veränderung der Federspannung kompensiert werden, jedoch erfolgt ein korrekter Massenausgleich infolge der Geometrie des Systems nur jeweils bei einer ganz bestimmten Armstellung. Die Geometrie des Systems ist konstant, da der Abstand zwischen dem festen Anlenkpunkt des Roboterarms und dem Befestigung.spunkt der Feder an dem dem Roboterarm abgewandten Ende konstant ist, so daß Kompensationen von Massenänderungen über den gesamten Bereich Veränderung η der Federkonstante erfordern. Der erwähnte feste Abstand ist für Systeme der genannten Art charakteristisch. Die Federkonstante hängt vom Aufbau der Feder ab und zu ihrer Änderung müßte daher die Feder selbst geändert werden.

Im Falle einer Schraubenfeder würde dies beispielsweise bedeuten, daß der Drahtdurchmesser, der Federdurchmesser bzw. die Windungszahl geändert werden müßten.

Bei nur geringfügigen Änderungen der Armlast wird im allgemeinen hingenommen, daß der Roboterarm in seiner äußersten Extremlage keinen vollständigen Massenausgleich erfährt; wenn die Last jedoch ansteigt, muß zur Erzielung des richtigen Gleichgewichts die Feder ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der der Roboterarm bei Laständerungen mit einer einfachen Verstellung über den gesamten Arbeitsbereich ausbalanciert werden kann, ohne daß die Ausgleichsvorrichtung die dynamischen Eigenschaften des Roboterarms verschlechtert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange-TO gebenen Merkmalen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein dort schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein L-förmiger Roboterarm 1 dargestellt, der mit seinem Scheitelbereicht an einem festen Anlenkpunkt 2 schwenkbar angebracht ist. Ein Ende einer schraubenförmigen Feder 3 ist über eine Federspannvorrichtung 4 mit dem kurzen Schenkel des L-förmigen Arms 1 verbunden. Das andere Ende der schraubenförmigen Feder 3 ist an dem Auge 6 einer Augenschraube 5 befestigt. Die Äugenschraube 5 ist in Längsrichtung ihres Gewindeschaftes in einem einen Halter bildenden ortsfesten Lager 7 verschiebbar. Der ortsfeste Anlenkpunkt 2 des Roboterarms ist auf der Verlängerung der Mittellinie des Gewindeschaftes der Augenschraube 5 angeordnet. Auf das rückwärtige Ende der Augenschraube 5 ist eine Mutter 8 aufgeschraubt. Durch Drehen der Mutter 8 in unterschiedliche Positionen längs des Gewindeschaftes der Augenschraube 5 kann die Augenschraube 5 relativ zu dem Halter 7 axial bewegt werden.

Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Auge 6 der Augenschraube 5 und dem festen Anlenkpunkt 2 des Roboterarmes 1 entsprechend dem Gewicht des am Roboterarm 1 angebrachten Werkzeugs 9 variiert werden, um die Geometrie des Systems entsprechend zu verändern. Auf diese einfacne Weise erfolgt ein Massenausgleich des Roboterarms 1 in allen Armstellungen und es ist eine einfache Einstellung auf unterschiedliche Lasten 9 möglich, ohne die dynamischen Eigenschaften des Armes 1 zu verschlechtern.

Durch die Bewegung der Augenschraube 5 ändert sich die Spannung der schraubenförmigen Feder 3 und gleichzeitig wird die Angriff sr j.chtung der Federkraft verändert, so daß der Roboterarm 1 und die Masse (das Werkzeug 9) über den gesamten Arbeitsweg des Roboterarmes 1 im Gleichgewicht gehalten werden, selbst wenn die Masse sich verändert. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Geometrie des Systems sowie die Spannung der Feder 3 durch die genannte Verstellung verändert werden. Mit anderen Worten: Das erfindungsgemäße Prinzip beruht auf der Tatsache, daß durch Veränderung der Geometrie des Systems dieselbe Federkonstante an unterschiedliche Lasten angepaßt werden kann.

Claims

-y-

ANSPRÜCHE

.} Vorrichtung zum Massenausgleich für einen eine Last tragender Arm, insbesondere Roboterarm, der um einen festen Anlenkpunkt (2) schwenkbar ist, mit einer Feder (3) zum Ausgleichen der Last und ggf. einer Spannvorrichtung (4) zur Veränderung der Federspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungspunkt für das dem Arm abgewandte Ende der Feder (3) entlang einer durch den festen Anlenkpunkt (2) des Armes (1) hindurchgehenden Geraden verschiebbar ist, so daß der Abstand zwischen dem Befestigungspunkt (6) für die Feder (3) und dem festen Anlenkpunkt (2) für den Arm (1) entlang der Geraden veränderbar ist, um die Geometrie des Systems entsprechend dem Gewicht der Masse des an dem Arm (1) befestigten Werkzeugs (9) zu verändern, wodurch ein Massenausgleich des Armes (1) in allen Schwenkpositionen erfolgt und die Ausgleichskraft ohne Verschlechterung der dynamischen Eigenschaften des Armes (1) auf unterschiedliche Massen einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Arm (1) abgewandte Ende der Feder (3) an einem Körper (5) befestigt ist, der in einer Axialführung (7) längsverschiebbar geführt ist.

/Λ.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (1) im wesentlichen L-förmig ist, daß das feste Schwenklager im Scheitelbereich des Armes (1) angreift und daß die Masse (9) an dem einen Schenkel und die Feder (3) an dem anderen Schenkel des Armes (1) angreift.