DE10012078A1

DE10012078A1 - Device for robotic processing work has main axle movable about support which has compensating weight on one side and further axle on other side with coupled swivel movements

Info

Publication number: DE10012078A1
Application number: DE2000112078
Authority: DE
Inventors: Thomas Bayer
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-12-13

Abstract

The device has a main axle (2) movable about a support (1) and a further axle (3) movable relative to the main axle which in turn is associated with a compensating weight (12). The compensating weight is mounted for swivel movement on one side of the support and the further axle is mounted for swivel movement on the other side, with the swivel movements being coupled together. The swivel point (P) of the main axle lies opposite the support between the swivel axes (A,B) of the further axis and compensating weight.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik, mit zumindest einer um ein Auflager bewegbare Hauptachse, an welche zumindest eine gegenüber der Hauptachse bewegbare Achse anschliesst, wobei der Hauptachse ein Ausgleichgewicht zugeordnet ist.The invention relates to a device, in particular for the handling technology, with at least one around a support movable main axis to which at least one opposite connects the main axis movable axis, the A balance weight is assigned to the main axis.

Derartige Vorrichtungen sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt in unterschiedlichen Gebieten und Einsatzbereichen bekannt und gebräuchlich. Sie dienen im wesentlichen zum Bewegen, Aufnehmen, Greifen, Bearbeiten von beliebigen Gegenständen oder Werkstücken sowie zum Durchführen bestimmter Handlingarbeiten. Such devices are in diverse forms and Execution on the market in different areas and Areas of application known and common. They serve in essential for moving, picking up, gripping, editing of any objects or workpieces as well as Carrying out certain handling work.

Derartige Handlinggeräte, Roboter od. dgl. bestehen im wesentlichen aus einem Auflager, welches fest oder befahrbar auf einem Untergrund aufliegt.Such handling devices, robots or the like exist in essentially from a support which is fixed or is passable on a surface.

Gegenüber diesem Auflager ist eine Hauptachse verschwenkbar und/oder verdrehbar ausgebildet, die mit entsprechenden Achsen bestückt ist. Diese Achsen können entsprechende Bearbeitungseinrichtungen aufnehmen, zum Greifen von Werkstücken, Werkzeugen oder beliebigen anderen Gegenständen und/oder zum Bearbeiten von den o. g.A main axis can be pivoted relative to this support and / or rotatably formed with the corresponding Axes. These axes can be corresponding Pick up processing equipment for gripping Workpieces, tools or any other Objects and / or for processing the above.

Nachteilig daran ist, dass zum Gewichtsausgleich den Hauptachsen und im wesentlichen auch der daran anschliessenden Achse jeweils starre Ausgleichachsen mit aufsitzenden Ausgleichgewichten zugeordnet ist.The disadvantage of this is that to balance the weight Main axes and essentially the same connecting axis each with rigid compensation axes seated counterweights is assigned.

Hierdurch entstehen innerhalb der Vorrichtung sehr hohe Massen, da jede Achse für sich separat mit einem separaten Ausgleichgewicht versehen ist. Diese dienen zum Ausgleichen einzelner Massen auf den entsprechenden einzelnen Achsen bzw. der Achsen auf der Hauptachse.This creates very high levels within the device Masses, since each axis separately with a separate Balance weight is provided. These serve to balance of individual masses on the corresponding individual axes or the axes on the main axis.

Ändert sich beispielsweise das Gewicht der Bearbeitungseinrichtung, so kommt es zu Schwerpunktsverschiebungen, wobei die Massen nicht mehr exakt stimmen.For example, the weight of the Machining device, so it happens Center of gravity shifts, the masses no longer exactly.

Insbesondere durch das Verschwenken von Hauptachse und daran anschliessender Achse mit Bearbeitungseinrichtung ändert sich je nach Winkelstellung der Schwerpunkt jeder Achse, so dass unterschiedliche Kräfte und Massen wirken. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, da hohe apparative Aufwände betrieben werden müssen, um derartige Roboter, insbesondere Vorrichtungen in der Handhabungstechnik zu bauen, die zudem sehr grosse Antriebe erfordern, wenn insbesondere hohe Beschleunigungsge schwindigkeiten der einzelnen Achsen gefordert werden.In particular by pivoting the main axis and adjoining axis with machining device the center of gravity of each changes depending on the angular position Axis so that different forces and masses act. This is particularly disadvantageous because high apparatus expenditures must be operated to such Robots, especially devices in the To build handling technology, which also very large drives require if in particular high acceleration speeds of the individual axes are required.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt, und mit welcher auf einfache und kostengünstige Weise ein Ausgleich der Massen im Betrieb beim Verschwenken der einzelnen Achsen minimiert wird, wobei gleichzeitig die Gesamtmassen der Vorrichtung reduziert werden und zusätzlich die Geschwindigkeiten, insbesondere im Betrieb, was auch die Zugriffsgeschwin digkeiten betrifft, erhöht werden sollen. Ferner sollen Herstellungskosten erheblich reduziert werden.The present invention has for its object a Device, in particular for the handling technology of the to create the type mentioned above, which the Disadvantages eliminated, and with which on simple and cost-effective way of balancing the masses in operation is minimized when swiveling the individual axes, at the same time the total masses of the device be reduced and additionally the speeds, especially in operation, which also the access speed concerns, should be increased. Furthermore should Manufacturing costs can be significantly reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das Ausgleichgewicht einerseits und die zumindest eine Achse andererseits des Auflagers verschwenkbar angeordnet ist, wobei eine Schwenkbewegung von Achse und Ausgleichgewicht gekoppelt ist.The balance weight leads to the solution of this task on the one hand and the at least one axis on the other Support is arranged pivotably, one Swivel movement of axis and balance weight coupled is.

Bei der vorliegenden Erfindung ist von wesentlicher Bedeutung, dass eine Schwenkbewegung zumindest einer Achse, die gelenkig mit der Hauptachse verbunden ist, gekoppelt wird mit einer Schwenkbewegung des Ausgleichgewichtes, welches vorzugsweise linear verschiebbar auf einer Ausgleichachse angeordnet ist.Essential to the present invention Meaning that a pivoting movement of at least one axis, which is articulated to the main axis with a swiveling movement of the balance weight, which is preferably linearly displaceable on a Balancing axis is arranged.

Bevorzugt sind jeweils im endseitigen Bereich einer Hauptachse sind die Achsen sowie das Ausgleichgewicht verschwenkbar um entsprechende Schwenkachsen gelagert. Dabei sind entsprechenden Schwenkbewegungen der Achse sowie von Ausgleichachse mit Ausgleichgewicht, beispielsweise über Riemen, Zahnriemen, Ketten, Stangen od. dgl. gekoppelt. In the end area, one is preferred The main axes are the axes and the balance weight pivoted about corresponding pivot axes. There are corresponding swiveling movements of the axis as well of balance axis with balance weight, for example via belts, timing belts, chains, rods or the like coupled.

Hierdurch wird ein Schwerpunkt des Ausgleichgewichtes entsprechend dem Verschwenken der Achse gegenüber einer Mittelachse der Hauptachse mitbewegt, so dass hierdurch ein absolut perfektes Ausgleichen der Massen ermöglicht wird.This becomes a focus of the balance weight corresponding to the pivoting of the axis relative to one Central axis of the main axis moves, so that a absolutely perfect balancing of the masses is made possible.

Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Schwenkpunkt der Hauptachse gegenüber dem Auflager zwischen den beiden Schwenkachsen von Achse sowie Ausgleichachse zu legen.It has proven to be particularly advantageous to Pivotal point of the main axis in relation to the support between the two swivel axes of the axis and the compensation axis lay.

Hierdurch wird in jeder beliebigen Lage der Achse und auch unabhängig in jeder beliebigen Lage der Hauptachse ein Schwerpunkt ausgeglichen, so dass beispielsweise eine derartige Vorrichtung besonders geeignet ist, über sogenannte manuelle Teach-In-Verfahren ein Bearbeitungs prozess, welcher durchgeführt werden soll, vorher abzufahren. Dabei kann manuell, beispielsweise die Bearbeitungseinrichtung an der Achse an die einzelnen Schritte von Hand angefahren werden, um anschliessend den Bewegungsablauf zu speichern und durchzuführen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn der Schwerpunkt der Hauptachse sowie der Schwerpunkt der daran anschliessenden schwenkbaren Achse in jeder Lage in einen Gesamtschwerpunkt fällt, welcher in den Schwenkpunkt von Hauptachse gegenüber Auflager fällt, ohne dass grosse Kräfte hierfür erforderlich sind. Die Summe aller Momente um eine Schwenkachse zwischen Hauptachse und anschliessender Achse sowie Summe aller Momente der Hauptachse mit angeschlossener Achse sowie Bearbeitungseinrichtung um den Schwenkpunkt zum Auflager sind in jeder beliebigen Lage und Winkelstellung der Winkel α und β Null. Somit kann absolut momentenfrei die vollständige Vorrichtung mittels der Bearbeitungseinrichtung in jeder beliebigen Lage bewegt werden. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.This will in any position of the axis and also independently in any position of the main axis Center of gravity balanced, so that for example such device is particularly suitable for a so-called manual teach-in process process to be carried out beforehand to leave. You can do this manually, for example Machining device on the axis to the individual Steps to be followed by hand to then the Save and execute the movement sequence. This is however only possible if the center of gravity of the main axis as well as the focus of the subsequent ones swiveling axis in any position in an overall center of gravity which falls in the pivot point of the main axis opposite Bearing falls without large forces for this required are. The sum of all moments by one Swivel axis between the main axis and the subsequent axis as well as the sum of all moments of the main axis connected axis and machining equipment around the The pivot point to the support is in any position and Angular position of the angles α and β zero. So absolutely the complete device by means of the Machining device moved in any position become. This should also be within the scope of the present Invention lie.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik geschaffen, welche auf einem sehr universellen Gebiet, insbesondere als Roboter mit mehreren Achsen einsetzbar ist.Overall, with the present invention Device, in particular for handling technology created in a very universal field, Can be used especially as a robot with multiple axes is.

Dabei kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, beispielsweise an die Achse eine weitere Hauptachse anstelle der Bearbeitungseinrichtung anzuschliessen, die ebenfalls wiederum mit einer Ausgleichachse sowie einer weiteren Achse zur Aufnahme von weiteren Bearbeitungseinrichtungen bestimmt ist. It can also be used within the scope of the present invention lie, for example, another major axis on the axis instead of connecting the processing device that also again with a compensation axis and one another axis to accommodate more Machining facilities is determined.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1a eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine herkömmliche Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik zum Bestücken mit unterschiedlichsten Bearbeitungseinrichtungen; Figure 1a is a plan view schematically illustrated in a conventional device, in particular for handling technology for loading with a wide variety of processing devices.

Fig. 1b eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss Fig. 1a; FIG. 1b shows a top view of a further embodiment of the device according to Figure 1a schematically illustrated.

Fig. 2a eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung für die Handhabungstechnik; Figure 2a is a plan view schematically illustrated an inventive device for handling technology.

Fig. 2b eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss Fig. 2a; FIG. 2b shows a schematically illustrated top view of a further exemplary embodiment of the device according to FIG. 2a;

Fig. 3 ein schematisch dargestelltes Funktionsschema der Vorrichtung gemäss Fig. 2a in unterschiedlichen Gebrauchslagen; Fig. 3 is a schematically illustrated functional diagram of the device according to FIG 2a in different positions of use.

Fig. 4 ein schematisch dargestelltes weiteres Funktionsschema der Vorrichtung gemäss Fig. 2a in weiteren Gebrauchslagen. FIG. 4 shows a schematically represented further functional diagram of the device according to FIG. 2a in further positions of use.

Gemäss Fig. 1a weist eine herkömmliche im Stand der Technik bekannte Vorrichtung R₁, insbesondere für die Handhabungstechnik ein Auflager 1 auf, gegenüber welchem über einen Schwenkpunkt P eine daran anschliessende Hauptachse 2 verschwenkbar gelagert ist. According to FIG. 1a, a conventional device R ₁ known in the prior art, in particular for handling technology, has a support 1 , against which a main axis 2 adjoining it is pivotably mounted via a pivot point P.

Endseits der Hauptachse 2 ist über eine Schwenkachse B eine daran anschliessende Achse 3 zur Aufnahme einer beliebigen Bearbeitungseinrichtung 4 vorgesehen. An die Hauptachse 2 schliesst endseits eine starre Ausgleichachse 5 für ein Ausgleichgewicht 6.1 an.At the end of the main axis 2 , an axis 3 adjoining it is provided via a swivel axis B for receiving any machining device 4 . At the end of the main axis 2 there is a rigid balancing axis 5 for a balancing weight 6.1 .

Ebenfalls schliesst an die Achse 3 eine weitere Ausgleichachse 5 starr endseits mit einem weiteren Ausgleichgewicht 6.2 an, um einen Ausgleich des Gewichtes für die Bearbeitungseinrichtung 4 zu schaffen.Likewise, another axis 5 adjoins the axis 3 rigidly at the end with a further balance weight 6.2 in order to balance the weight for the processing device 4 .

Nachteilig daran ist, dass insgesamt durch das zusätzliche Ausgleichgewicht 6.2, welches der Achse 3 zugerodnet ist, ein Gesamtgewicht der Vorrichtung R₁, insbesondere der Hauptachse 2 erhöht ist.The disadvantage of this is that overall, the additional counterweight 6.2 , which is assigned to axis 3, increases the overall weight of device R ₁ , in particular main axis 2 .

Zudem verändert sich bei einem Verschwenken der Hauptachse 2 um den Schwenkpunkt P sowie ein gleichzeitiges Verschwenken der Achse 3 um die Schwenkachse B permanent der Gesamtschwerpunkt der Vorrichtung, so dass sehr grosse Antriebsmotoren notwendig sind, um die Hauptachse 2 mit anschliessender Achse 3 und Bearbeitungseinrichtung 4 an jedem beliebig gewünschten Ort mit unterschiedlichen ggf. sehr schnellen Geschwindigkeiten zu befördern. Hierdurch ist die Vorrichtung R₁ sehr träge und insbesondere sehr kostenaufwendig herzustellen. Ferner ist nachteilig bei der herkömmlichen Vorrichtung R₁, dass bei Erhöhung beispielsweise des Gewichtes durch einen Wechsel der Bearbeitungseinrichtung 4 das Ausgleichsgewicht 6.2 ebenfalls an das Gewicht bzw. an eine Gewichtsveränderung der Bearbeitungseinrichtung 4 angepasst werden muss. In addition, when the main axis 2 is pivoted about the pivot point P and the axis 3 is pivoted simultaneously about the pivot axis B, the overall center of gravity of the device changes permanently, so that very large drive motors are necessary around the main axis 2 with the subsequent axis 3 and machining device 4 to be transported to any desired location at different speeds which may be very fast. As a result, the device R _{1 is} very slow and, in particular, very expensive to produce. A further disadvantage of the conventional device R _{1 is} that when the weight is increased, for example by changing the processing device 4, the counterweight 6.2 must also be adapted to the weight or to a change in weight of the processing device 4 .

Diese Gewichtsveränderung muss dann ebenfalls wieder durch ein entsprechendes Ausgleichsgewicht 6.1 der Hauptachse 2 ausgeglichen werden.This change in weight must then also be compensated for by a corresponding counterweight 6.1 of the main axis 2 .

Durch Verschwenken der Achse 3 gegenüber der Schwenkachse B ändert sich der Schwerpunkt, wobei durch gleichzeitiges Verschwenken der Hauptachse 2 um den Schwenkpunkt P sich ebenfalls die Hebelarme derart verschieben, dass sehr hohe Antriebsmomente notwendig sind, um die einzelnen Achsen in jede Lage zu verschwenken.By pivoting the axis 3 with respect to the pivot axis B, the center of gravity changes, whereby by simultaneously pivoting the main axis 2 about the pivot point P, the lever arms also shift such that very high drive torques are necessary in order to pivot the individual axes in any position.

Zudem ist das Ausgleichsgewicht 6.2, welches der Hauptachse 2 starr zugeordnet ist, für einen Ausgleich der Achse 3 und insbesondere dessen Ausgleichgewicht 6.2 verantwortlich. Insgesamt erhöhen sich derart die Massen, dass das herkömmliche System bzw. die herkömmliche Vorrichtung R₁ sehr träge und momentenaufwendig zu betreiben ist.In addition, the balance weight 6.2 , which is rigidly assigned to the main axis 2 , is responsible for a balance of the axis 3 and in particular its balance weight 6.2 . Overall, the masses increase in such a way that the conventional system or the conventional device R _{1 can be operated} very slowly and in a torque-consuming manner.

Bei einer Vorrichtung R₂ gemäss Fig. 1b sind die die oben beschriebenen Bauteile ernthalten. An das Auflager 1 schliesst die Hauptachse 2 gelenkig an, wobei die Achse 3 stirnseitig der Hauptachse 2 diese übergreift und andernends der Hauptachse 2 eine verlängerte Ausgleichachse 5 starr anschliesst.In a device R ₂ according to FIG. 1b, the components described above are kept. The main axis 2 connects to the support 1 in an articulated manner, the axis 3 engaging over the front of the main axis 2 and rigidly connecting an extended compensation axis 5 to the other side of the main axis 2 .

Endseits zwischen Achse 3 und Ausgleichachse 5 ist eine Hilfsachse 7 parallel zur Hauptachse 2 angeordnet, so dass insgesamt die Vorrichtung R₂ parallelogrammartig ausgebildet ist. Dabei liegt ein Gesamtschwerpunkt S zwischen Schwenkpunkt P und der Schwenkachse B in etwa auf der Hauptachse 2. Hierdurch verändern sich je nach Lage der Achse 3 sowie Hauptachse 3 der Gesamtschwerpunkt, was zu unerwünschten höheren Antriebsmomente der Servomotoren führt. An auxiliary axis 7 is arranged parallel to the main axis 2 at the end between the axis 3 and the compensation axis 5 , so that the device R ₂ as a whole is designed in the form of a parallelogram. An overall center of gravity S lies approximately between the pivot point P and the pivot axis B on the main axis 2 . As a result, the overall center of gravity changes depending on the position of axis 3 and main axis 3 , which leads to undesirable higher drive torques for the servomotors.

Bei der vorliegenden Erfindung gemäss den Fig. 2a und 2b ist ein Schwenkpunkt P der Hauptachse 2 um das Auflager 1, insbesondere zwischen einer Schwenkachse A und der Schwenkachse B der endseitig an die Hauptachse 2 anschliessenden Ausgleichgewichtes 12 bzw. Ausgleichachse 11 sowie Achse 3 angeordnet. Bevorzugt ist das Auflager 1 feststehend, jedoch dessen Achse drehbar ausgebildet, wie es hier angedeutet ist.In the present invention according to FIGS. 2a and 2b, a pivot point P of the main axis 2 is arranged around the support 1 , in particular between a pivot axis A and the pivot axis B of the balancing weight 12 or balancing axis 11 and axis 3 adjoining the main axis 2 at the end. The support 1 is preferably fixed, but its axis is rotatable, as is indicated here.

Dabei lässt sich die Hauptachse 2 um den Schwenkpunkt P beliebig um eine Auflagerachse 8 im Winkel β von zwischen 180° und +180°, bevorzugt zwischen -90° und +90° verschwenken.The main axis 2 can be pivoted about the pivot point P as desired about a support axis 8 at an angle β of between 180 ° and + 180 °, preferably between -90 ° and + 90 °.

Bei β = 0 fällt eine Mittelachse M der Hauptachse 2 in die Auflagerachse 8.When β = 0, a central axis M of the main axis 2 falls into the support axis 8 .

Von entscheidender Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass durch die Anordnung des Auflagers 1, insbesondere durch die Lagerung des Auflagers 1 zwischen den Schwenkachsen A und B auf der Hauptachse 2 ein Schwerpunkt S in etwa im Bereich des Schwenkpunktes P liegt.It is also of crucial importance in the present invention that, due to the arrangement of the support 1 , in particular due to the mounting of the support 1 between the pivot axes A and B on the main axis 2, a center of gravity S lies approximately in the region of the pivot point P.

Ferner ist von Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung, dass sie jeweils bevorzugt endseits der Hauptachse 2 eine Achse 3 mit endseitig anschliessender Bearbeitungs einrichtung 4 um eine Schwenkachse B im Winkel α um die Mittelachse M hin- und herverschwenkbar angeordnet ist. Dabei kann der Winkel α, gerechnet zur Mittelachse M zwischen 0° und +/-180°, bevorzugt zwischen 0° und +/-90° betragen. It is also important in the present invention that it is preferably arranged at the end of the main axis 2, an axis 3 with a machining device 4 at the end, pivotable about a pivot axis B at an angle α about the central axis M. The angle α, calculated from the central axis M, can be between 0 ° and +/- 180 °, preferably between 0 ° and +/- 90 °.

Andernends ist der Hauptachse 2 ein Ausgleichgewicht 12, insbesondere über eine Ausgleichachse 11 gelenkig und schwenkbar um eine Schwenkachse A zugeordnet, wobei das Ausgleichgewicht 12 vorzugsweise verschiebbar auf der Ausgleichachse 11 angeordnet ist.At the other end, the main axis 2 is assigned a balance weight 12 , in particular articulated and pivotable about a pivot axis A via a balance axis 11 , the balance weight 12 preferably being arranged displaceably on the balance axis 11 .

Ein Verschwenken von Ausgleichachse 11 mit aufsitzendem Ausgleichgewicht 12 im Winkel α zur Mittelachse M ist von 0° bis +/-180°, bevorzugt von 0° bis +/-90° möglich.A pivoting of the balancing axis 11 with the balancing weight 12 at an angle α to the central axis M is possible from 0 ° to +/- 180 °, preferably from 0 ° to +/- 90 °.

Dabei ist von wesentlicher Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung, dass ein Verschwenken von Achse 3 um die Schwenkachse B sowie Verschwenken von Ausgleichgewicht 12 um die Schwenkachse A gekoppelt ist. Es können im Bereich der Schwenkachsen A und B entsprechende Riemenscheiben 9 fest jeweils mit der Ausgleichachse 11 sowie mit der Achse 3 verbunden sein, wobei die Riemenscheibe 9 gegenüber den Schwenkachsen A, B verschwenkbar angeordnet sind.It is essential in the present invention that a pivoting of axis 3 about pivot axis B and pivoting of counterweight 12 about pivot axis A is coupled. Corresponding pulleys 9 can be firmly connected in the region of the pivot axes A and B to the compensating axis 11 and to the axis 3 , the pulley 9 being arranged pivotably with respect to the pivot axes A, B.

Um eine Kopplung zu gewährleisten, kann ein Riemen 10 die entsprechende Kopplung herstellen. Dabei können auch Seilzüge, Ketten, Zahnriemen, Gestänge od. dgl. anstelle der Riemen 10 im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, um eine Schwenkbewegung von Achse 3 mit dem Ausgleichgewicht 12 bzw. mit der Ausgleichachse 11 zu gewährleisten. In einer Strecklage liegen Ausgleichachse 11, Hauptachse 2 und anschliessende Achse 3 in der Mittelachse M.In order to ensure a coupling, a belt 10 can produce the corresponding coupling. Ropes, chains, toothed belts, linkages or the like can also lie in place of the belts 10 within the scope of the present invention in order to ensure a pivoting movement of axis 3 with the balance weight 12 or with the balance axis 11 . In an extended position, the compensation axis 11 , the main axis 2 and the subsequent axis 3 lie in the central axis M.

Durch die entsprechende Kopplung lassen sich Achse 3 sowie Ausgleichachse 11 achsensymmetrisch zur Mittelachse M stu fenlos von 0° bis +/-180°, bevorzugt von 0° bis +/-90° verschwenken. Dieses Verschwenken geschieht unabhängig von einem Verschwenken und/oder Verdrehen der Hauptachse 2 gegenüber dem Auflager 1.By means of the corresponding coupling, axis 3 and compensation axis 11 can be pivoted continuously from 0 ° to +/- 180 °, preferably from 0 ° to +/- 90 °, axisymmetrically to the central axis M. This pivoting takes place independently of pivoting and / or rotating the main axis 2 relative to the support 1 .

Auch in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 2b ist die Hauptachse 2 in oben beschriebener Weise gegenüber dem Auflager 1 über den Schwenkpunkt P gelagert.In the exemplary embodiment of the invention according to FIG. 2b, the main axis 2 is supported in the manner described above with respect to the support 1 via the pivot point P.

Hier erfolgt eine entsprechende Kopplung der Schwenkbewegung des Ausgleichgewichtes 12 bzw. der Ausgleichachse 11 mit der Achse 3 in oben beschriebener Weise, wobei parallelogrammartig über eine Hilfsachse 7 ein Verschwenken um die Schwenkachsen A, B, Ausgleichachse 11 und Achse 3 gewährleistet wird.An appropriate coupling is the pivoting movement of the balance weight 12 and the compensation axis 11 with the axis 3 in the manner described above, whereby a parallelogram pivoting about the pivot axes A, B, balance shaft 11 and the axle is ensured 3 via an auxiliary shaft. 7

Insbesondere durch das Verschieben des Schwenkpunktes P des Auflagers 1 zwischen die Schwenkachse A, B nahe eines Gesamtschwerpunktes S lässt sich insgesamt die Vorrichtung R₄ momentenfrei verschwenken. Hierdurch resultiert in jeder Lage von Hauptachse 2 bzw. Achse 3 unabhängig von einem Winkel α und/oder β jeweils ein Gesamtmoment um den Schwenkpunkt P oder ein Moment um eine Schwenkachse B in jeder beliebigen Stellung gleich Null.In particular, by moving the pivot point P of the support 1 between the pivot axis A, B near an overall center of gravity S, the device R ₄ can be pivoted overall without torque. This results in a total torque about the pivot point P or a moment about a pivot axis B in any position equal to zero in any position of the main axis 2 or axis 3, regardless of an angle α and / or β.

In den Fig. 3 und 4 sind jeweils einzelne Funktionsabläufe der Vorrichtung R₃ aufgezeigt, wobei unterschiedliche Winkel α und unterschiedliche Winkel β, die stufenlos eingestellt werden können ermöglichen, dass alle möglichen beliebigen Punkte zur Werkstückbearbeitung in gewünschten Bearbeitungswinkeln angefahren werden können.In FIGS. 3 and 4, individual operations of the device R are each indicated _3, wherein different angles α and different angle β, which can be continuously adjusted such that all possible arbitrary point can be approached for machining a workpiece in desired processing angles.

Es bleibt permanent gewährleistet, dass der Gesamtschwerpunkt S in jeder Lage entweder beim Verschwenken der Hauptachse 2 im Winkel β und/oder durch Verschwenken von Achse 3 und Ausgleichachse 11 im Winkel α in den Bereich, insbesondere auf den Schwenkpunkt P fällt. Ferner ist von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung, dass lediglich nur ein einziges Ausgleichgewicht 12, welches um die Schwenkachse B verschwenkbar gelagert ist, notwendig ist, um sämtliche Momente um die Schwenkachse B sowie um den Schwenkpunkt P auszugleichen. Diese sind jeweils bezogen auf die Schwenkachse B bzw. Schwenkpunkt P in der Summe gleich Null.It remains permanently guaranteed that the overall center of gravity S in any position either when pivoting the main axis 2 at the angle β and / or by pivoting the axis 3 and the compensation axis 11 at the angle α falls in the range, in particular on the pivot point P. A further advantage of the present invention is that only a single balance weight 12 , which is pivotably mounted about the pivot axis B, is necessary in order to compensate for all moments about the pivot axis B and about the pivot point P. These are each equal to zero in relation to the pivot axis B or pivot point P.

Hierdurch können insbesondere die Gesamtmassen aller Bauteile erheblich reduziert werden, wobei gleichzeitig höhere Geschwindigkeiten und insbesondere Beschleunigungen der Achse 3 sowie der daran anschliessenden Bearbeitungseinrichtung 4 erzielt werden können.As a result, in particular the total masses of all components can be considerably reduced, while at the same time higher speeds and in particular accelerations of the axis 3 and the processing device 4 connected to it can be achieved.

An die Achse 3 können endseitig unterschiedlichste Bearbeitungseinrichtungen 4 angeschlossen werden, deren ggf. unterschiedliches Gewicht durch lineares Verschieben des Ausgleichgewichtes 12 auf der Ausgleichachse 11 zur Justierung ausgeglichen wird. Das Ausgleichgewicht 12 kann manuell und/oder automatisch gegenüber der Ausgleichachse 11 verfahren oder erhöht werden, wenn beispielsweise eine andere Bearbeitungseinrichtung 4 bei manuellem und/oder automatischen Werkzeugwechsel mit unterschiedlichem Gewicht der Achse 3 zugeordnet wird.A wide variety of processing devices 4 can be connected at the end to the axis 3 , and their different weights, if any, are compensated for by linear displacement of the balance weight 12 on the balance axis 11 for adjustment. The balancing weight 12 can be moved and / or increased manually and / or automatically relative to the balancing axis 11 if, for example, another machining device 4 is assigned to the axis 3 in the case of manual and / or automatic tool change with a different weight.

Dabei können für bestimmte Bearbeitungseinrichtungen 4 wählbare Stufen des Ausgleichgewichtes 12 auf der Ausgleichachse 11 angefahren bzw. eingestellt werden.In this case, 4 selectable levels of the balancing weight 12 on the balancing axis 11 can be approached or set for certain machining devices.

Hierdurch lässt sich sehr leicht und schnell jede beliebige Bearbeitungseinrichtung 4 der Achse 3 zuordnen, so dass insgesamt im Betrieb, insbesondere durch die gekoppelte Bewegung der Achse 3 mit der Ausgleichachse 11 bzw. dem Ausgleichgewicht 12 in jeder beliebigen Lage ein Gesamtschwerpunkt S geringfügig vom Schwenkpunkt P zwischen Auflager 1 und Hauptachse 2 abweicht. As a result, any machining device 4 can be assigned to the axis 3 very easily and quickly, so that overall, during operation, in particular through the coupled movement of the axis 3 with the compensating axis 11 or the compensating weight 12, an overall center of gravity S slightly from the pivot point P in any position deviates between support 1 and main axis 2 .

PositionszahlenlisteItem number list

11

Auflager
In stock

22

Hauptachse
Main axis

33rd

Achse
axis

44

Bearbeitungseinrichtung
Processing device

55

Ausgleichachse
Compensation axis

66

Ausgleichgewicht
Balance weight

77

Hilfsachse
Auxiliary axis

88th

Auflagerachse
Support axis

99

Riemenscheibe
Pulley

1010th

Riemen
belt

1111

Ausgleichgewicht Balance weight

11

1212th

Ausgleichachse
R₁ Compensation axis
R ₁

Vorrichtung
R₂ contraption
R ₂

Vorrichtung
R₃ contraption
R ₃

Vorrichtung
R₄ contraption
R ₄

Vorrichtung
A Schwenkachse
B Schwenkachse
α Winkel
β Winkel
M Mittelachse
P Schwenkpunkt
S Gesamtschwerpunkt
contraption
A swivel axis
B swivel axis
α angle
β angle
M central axis
P pivot point
S overall focus

Claims

1. Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik, mit zumindest einer um ein Auflager (1) bewegbare Hauptachse (2), an welche zumindest eine gegenüber der Hauptachse (2) bewegbare Achse (3) anschliesst, wobei der Hauptachse (2) ein Ausgleichgewicht (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichgewicht (12) einerseits und die zumindest eine Achse (3) andererseits des Auflagers (1) verschwenkbar angeordnet ist, wobei eine Schwenkbewegung von Achse (3) und Ausgleichgewicht (12) gekoppelt ist.1. Device, in particular for handling technology, with at least one main axis ( 2 ) movable about a support ( 1 ), to which at least one axis ( 3 ) movable relative to the main axis ( 2 ) is connected, the main axis ( 2 ) having a counterweight ( 12 ), characterized in that the counterweight ( 12 ) on the one hand and the at least one axis ( 3 ) on the other hand of the support ( 1 ) is arranged pivotably, a pivoting movement of the axis ( 3 ) and counterweight ( 12 ) being coupled.

2. Vorrichtung, insbesondere für die Handhabungstechnik, mit zumindest einer um ein Auflager (1) bewegbare Hauptachse (2), an welche zumindest eine gegenüber der Hauptachse (2) bewegbare Achse (3) anschliesst, wobei der Hauptachse (2) ein Ausgleichgewicht (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkpunkt (P) der Hauptachse (2) gegenüber dem Auflager (1) zwischen Schwenkachsen (A, B) von jeweils an die Hauptachse (2) anschliessenden Achse (3) sowie ggf. anschliessendem Ausgleichgewicht (12) liegt.2. Device, in particular for handling technology, with at least one main axis ( 2 ) movable about a support ( 1 ), to which at least one axis ( 3 ) movable relative to the main axis ( 2 ) is connected, the main axis ( 2 ) being counterbalanced ( 12 ), characterized in that a pivot point (P) of the main axis ( 2 ) relative to the support ( 1 ) between pivot axes (A, B) of each axis ( 3 ) adjoining the main axis ( 2 ) and, if appropriate, a subsequent counterweight ( 12 ) lies.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse (2) gegenüber dem Auflager (1) um einen Schwenkpunkt (P) verschwenkbar und/oder verdrehbar gelagert ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the main axis ( 2 ) relative to the support ( 1 ) about a pivot point (P) is pivotally and / or rotatably mounted.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Achse (3) verschwenkbar um eine Schwenkachse (B) gegenüber der Hauptachse (2) verschwenkbar angeordnet ist, wobei der zumindest einen Achse (3) andernends eine weitere Achse (3) oder eine beliebige Bearbeitungseinrichtung (4), wie beispielsweise Greifeinrichtung, Werkzeug od. dgl. drehbar und/oder schwenkbar anschliesst.4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one axis ( 3 ) is arranged pivotably about a pivot axis (B) relative to the main axis ( 2 ), the at least one axis ( 3 ) at the other end connecting another axis ( 3 ) or any processing device ( 4 ), such as gripping device, tool or the like. Rotatable and / or pivotable.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslgeichgewicht (12) andernends um die Schwenkachse (A) verschwenkbar mit der Hauptachse (2) in Verbindung steht, wobei das Ausgleichgewicht (12) über eines Ausgleichachse (11) zur Schwenkachse (A) schwenkbar beabstandet ist.5. The device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the counterweight ( 12 ) at the other side about the pivot axis (A) is pivotally connected to the main axis ( 2 ), the counterweight ( 12 ) via a counterbalance axis ( 11 ) is pivotally spaced from the pivot axis (A).

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Strecklage die einerseits an die Hauptachse (2) anschliessende Achse (3) sowie das andererseit und anschliessende ggf. über die Ausgleichachse (11) beabstandetes Ausgleichgewicht (12) in einer gemeinsamen Mittelachse (M) liegen.6. The device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that in a stretched position, the axis ( 3 ) adjoining the main axis ( 2 ) on the one hand and the balancing weight ( 12 ) spaced apart and adjoining possibly over the compensation axis ( 11 ) lie in a common central axis (M).

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kopplung der Schwenkbewegung des Ausgleichgewichtes (12) um die Schwenkachse (A) sowie die Schwenkbewegung der Achse (3) um die Schwenkachse (B) gegenüber der Hauptachse (2) diese jeweils aus der gemeinsamen Mittelachse (M) herausbewegbar, insbesondere achsensymmetrisch und gegenüberliegend herausbwegbar sind.7. The device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that by coupling the pivoting movement of the balance weight ( 12 ) about the pivot axis (A) and the pivoting movement of the axis ( 3 ) about the pivot axis (B) relative to the main axis ( 2 ) they can each be moved out of the common central axis (M), in particular can be moved out axially symmetrically and in opposite directions.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtschwerpunkt (S) von Ausgleichgewicht (12), Hauptachse (2) und anschliessender Achse (3) sowie ggf. daran anschliessender Bearbeitungseinrichtung (4) nahe in einem Bereich oder unmittelbar auf den Schwenkpunkt (P), unabhängig von einem Verschwenken der Hauptachse (2) gegenüber dem Auflager (1) und unabhängig von einem Verschwenken der Achse (3) gegenüber der Hauptachse (2), fällt.8. The device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that an overall center of gravity (S) of balance weight ( 12 ), main axis ( 2 ) and adjoining axis ( 3 ) and, if necessary, adjoining processing device ( 4 ) close in one area or directly on the pivot point (P), regardless of a pivoting of the main axis ( 2 ) relative to the support ( 1 ) and regardless of a pivoting of the axis ( 3 ) relative to the main axis ( 2 ).

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, daduch gekennzeichnet, dass die Achse (3) sowie das Ausgleichgewicht (12) um die Mittelachse (M) aus einer Ruhelage jeweils um einen Winkle (α) von 0° bis +180° und 0° bis -180°, insbesondere von 0° bis 90° und 0° bis -90° gekoppelt stufenlos verschwenkbar ist.9. The device according to at least one of claims 6 to 8, characterized in that the axis ( 3 ) and the counterweight ( 12 ) about the central axis (M) from a rest position by an angle (α) of 0 ° to + 180 ° and 0 ° to -180 °, in particular coupled from 0 ° to 90 ° and 0 ° to -90 °, is continuously pivotable.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Ausgleichgewicht (12) stufenlos zum Justieren, insbesondere zum Feinjustieren und Einstellen des Gesamtschwerpunktes (S) linear entlang der Ausgleichachse (11) manuell und/oder automatisch bewegbar und feststellbar angeordnet ist.10. The device according to at least one of claims 5 to 9, characterized in that the at least one balancing weight ( 12 ) is continuously and linearly movable manually and / or automatically for adjustment, in particular for fine adjustment and adjustment of the overall center of gravity (S) along the balancing axis ( 11 ) and is arranged lockable.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichgewicht (12) entlang der Ausgleichachse (11) in Abhängigkeit des Gewichtes der Bearbeitungseinrichtung (4), welche der Achse (3) endseits aufsitzt, verschiebbar und wiederlösbar festlegbar ist.11. The device according to at least one of claims 5 to 10, characterized in that the balance weight ( 12 ) along the balance axis ( 11 ) depending on the weight of the processing device ( 4 ), which is the end of the axis ( 3 ), displaceable and releasable is.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenk- und/oder Drehbwegung der Hauptachse (2) um den Schwenkpunkt (P) des Auflagers unabhängig von der gekoppelten Schwenkbewegung von Ausgleichgewicht (12) sowie Schwenkachsen (A, B) gegenüber der Mittelachse (M) erfolgt. 12. The device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that a pivoting and / or rotary movement of the main axis ( 2 ) about the pivot point (P) of the support regardless of the coupled pivoting movement of the counterweight ( 12 ) and pivot axes (A , B) with respect to the central axis (M).

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass endseits der Achse (3) eine weitere Hauptachse (2) drehbar und/oder schwenkbar anschliessbar ist, wobei jeweils endseits der weiteren Hauptachse ein weiteres Ausgleichgewicht und eine weitere Achse gekoppelt und bewegbar anschliessen.13. The device according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that a further main axis ( 2 ) is rotatably and / or pivotally connected at the end of the axis ( 3 ), with a further balance weight and a further axis being coupled at the ends of the further main axis and connect movably.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Summe aller Momente der Hauptachse (2) um einen Schwenkpunkt (P) und daran anschliessenden Achse (3) um eine Schwenkachse (B) jeweils unabhängig von jedem Winkel (α) und/oder (β) von Hauptachse (2) bzw. Achse 3 gleich Null ist.14. The device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that in each case the sum of all moments of the main axis ( 2 ) about a pivot point (P) and adjoining axis ( 3 ) about a pivot axis (B) each independently of any angle (α) and / or (β) of the main axis ( 2 ) or axis 3 is zero.