DE3322220A1

DE3322220A1 - Steuersystem fuer einen industrieroboter

Info

Publication number: DE3322220A1
Application number: DE19833322220
Authority: DE
Inventors: Håkan Dipl.-Ing. Brantmark; Åke Dipl.-Ing. Lindquist; Ulf-Göran Dipl.-Ing. 72340 Västerås Norefors
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1984-01-05
Anticipated expiration: 2003-06-22
Also published as: SE8203974L; DE3322220C2; US4888708A; SE436848B; SE8203974D0; JPS5911405A; JP2532048B2

Description

Ζ"'Patentanwalt und Rechtsanwalt *..'..." *.«* I "..*'..

Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Joachim Boecker 6 Frankfurt/Main 1» 1.6.1983

RathenaupUu2-8 B/th 21 303 P Telefon: (0411) '282355 Telex: 4189066 itaxd

ASEA Aktiebolag, Västeras/Schweden Steuersystem für einen Industrieroboter

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Industrieroboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. 5

Bei der Programmierung eines Roboters dieser Art wird der Roboter mit Hilfe manuell betätigbarer Steuervorrichtungen sukzessiv in eine Anzahl von Positionen gefahren, welche die Bewegungsbahn oder die Arbeitsstellungen bestimmen, die der Roboter während des automatischen Betriebs durchfahren bzw. einnehmen soll. Diese Positionen werden in Form einer Reihe von Positionierungsbefehlen im Programmspeicher des Roboters gespeichert. Außer den reinen Positionierungsbefehlen müssen im Programmspeicher weitere Befehle abgespeichert werden, die zum Beispiel Angaben über die gewünschte Robotergeschwindigkeit in einem bestimmten Bewegungsabschnitt, über eine Steuerung von Ausgängen vom Roboter zu einer äußeren Ausrüstung, über die gewünschte Präzision der Roboterbewegung, über Bedingungen für die Roboterbewegung in Abhängigkeit von Eingangssignalen von äußeren Sensoren oder Ausrüstungen,, über den Aufruf vorprogrammierter Unterprogramme usw. machen. Während des automatischen Betriebs des Roboters werden die Programmbefehle der Reihe nach abgearbeitet, der Roboter wird sukzessiv von der einen zur nächsten programmierten Position in Übereinstimmung mit den Stellungsbefehlen gefahren und führt außerdem die Vorkehrungen (Maßnahmen) durch, die in den Befehlen programmiert sind.

/5

• O «9 β » (S

O 9

β ·

··"··" 21 303 P

Die Programmierarbeit wird oft von dem Benutzer des Roboters vorgenommen, und es ist daher von großer Bedeutung, daß der Roboter und sein Steuersystem so aufgebaut sind, daß die Programmierarbeit auch von nicht speziell ausgebildetem Personal schnell und einfach ausgeführt werden kann. Außer der direkten Einprogrammierung von Positionierungsbefehlen und anderen Befehlen gehören zu der Programmierungsarbeit auch die Änderung und sonstige Redigierungen von bereits abgespeicherten Befehlen oder Programmen, und es ist selbstverständlich wichtig, daß auch diese Redigierung einfach und schnell vorgenommen werden kann.

Bei der Programmierung muß also der Roboter als erstes manuell in alle die Positionen gebracht werden, welche die gewünschte Roboterbewegung bestimmen. Wenn der Roboter in eine dieser Positionen gebracht worden ist, werden die diese Position kennzeichnenden Daten dadurch in den Programmspeicher gegeben, daß ein Bedienungsorgan, z.B. eine Drucktaste, betätigt wird. Dabei werden die im Roboter eingebauten Lagegeber (Positionsmeßglieder) abgelesen und die Koordinaten der Roboterposition werden als Positionierungsbefehl im Programmspeicher des Roboters gespeichert. Es ist bekannt, diese Positionsprogranulierung mit Hilfe der sog. play-back-Methode vorzunehmen, wobei der Roboterarm ergriffen und von Hand auf der gewünschten Bewegungsbahn entlang geführt wird. Bei diesem Verfahren müssen die Servomotoren des Roboters aus Sicherheitsgründen spannungsfrei sein, so daß dieses Verfahren nur bei mechanisch (gewichtsmäßig) ausbalancierten Robotern anwendbar ist. Aus leicht verständlichen Gründen ist dieses Verfahren bei großen Robotern nicht anwendbar. Diese und andere Gründe tragen dazu bei, daß sich dieses Verfahren nur in bestimmten Spezialfällen anwenden läßt. Das Verfahren ist daher für einen Roboter, der für beliebige Anwendungsgebiete vorgesehen ist,

nicht geeignet. Ferner ist es bekannt, die Bewegung des

: : ;·:::·::♦: 1.6.1983 " '·* · 21 303 P

Roboters beim Programmieren mit Hilfe von Drucktasten, z.B. mit zwei Drucktasten für jede Roboterachse, zu steuern. Der Roboter bewegt sich dabei beim Drücken einer Taste mit einer wählbaren Geschwindigkeit,(eventuell auch um eine bestimmte kurze Strecke) längs der angesprochenen Roboterachse. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren, insbesondere für ungeübte Bedienungspersonen, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist und sehr viel Zeit in Anspruch nimmt.

Wie vorstehend erwähnt, muß die Bedienungsperson während des Programmierens die Möglichkeit haben, mehrere andere Funktionen der Steuersystems einprogrammieren oder beeinflussen zu können. Zu diesem Zweck ist bereits die Verwendung einer Bedienungseinheit mit einem sogenannten funktionsorientierten Tastensatz bekannt, bei der jede Taste eine bestimmte Funktion hat, die aus dem Text an der Taste hervorgeht. Eine solche Bedienungseinheit hat daher Vorteile hinsichtlich der Einfachheit der -Bedienung und kann außerdem kompakt und tragbar ausgeführt werden. Mit einer angemessenen Anzahl von Drucktasten an einer solchen Bedienungseinheit läßt sich jedoch nur eine sehr begrenzte Anzahl von Funktionen der Bedienungseinheit verwirklichen, was die Verwendbarkeit solcher Bedienungseinheiten stark begrenzt. Man könnte sich zwar vorstellen, bei einer gegebenen Anzahl von Drucktasten jeder Drucktaste zwei oder drei Funktionen zuzuordnen; doch würden dann die Vorteile hinsichtlich der einfachen Bedienungsmöglichkeit verloren gehen. Ferner ist es bekannt, zur Einprogrammierung der einzelnen Funktionen eine Volltastatur in Kombination mit einem Bildschirm zu verwenden. Bei der Programmierung werden dabei die Namen der gewünschten Funktionen sowie eventuelle Zahlenwerte und andere Informationen mit Hilfe der Volltasta- tür eingegeben. Auf dem Bildschirm erscheint dabei die gerade behandelte Information, eventuell auch eine An-

1.6.1983 21 303 P

β * a · ο β ·

zahl weiterer Informationen. Dieses Verfahren ist sehr flexibel-, hat jedoch zugleich erhebliche Nachteile. Erstens dauert es längere Zeit, insbesondere für ungeübte Bedienungspersonen, die Namen der verschiedenen Befehle mit Hilfe der Volltastatur einzuschreiben. Zweitens führt ein einziger falscher Tastenanschlag zu einer Fehleranzeige, so daß der Befehl wiederholt werden muß. Ferner muß die Bedienungsperson die Namen und Schreibweise der einzelnen Funktionen auswendig kennen, oder sie muß während des Programmierens ein Handbuch zu f*\ Hilfe nehmen, das die Namen und die korrekten Abkürzungen der einzelnen Funktionen enthält. Aus diesen Gründen ist die Programmierung mit dieser Art von Bedienungseinheiten verhältnismäßig zeitaufwendig. Schließlich hat eine solche Bedienungseinheit aus natürlichen Gründen ein so hohes Gewicht und so große Abmessungen, daß sie stationär aufgestellt werden muß, und zwar oft in einem verhältnismäßig großen Abstand vom Roboter. Dies erschwert die Programmierungsarbeit für die Bedienungsperson.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für einen Industrieroboter der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem eine beliebige Person in der Lage ist, mit einem Mindestmaß an Ausbildung die Programmierung schnell und einfach durchzuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
35

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

1.6.1983 21 303 P

Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7

Fig. 1 einen Industrieroboter mit einem Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Bedienungstafel einer Programmiereinheit gemäß der Erfindung, ein Blockschaltbild der Programmiereinheit, ein Blockschaltbild eines zu dem Steuersystem gehörenden Steuerschrankes, den Aufbau der Teile des Steuersystems, welche die Auswahl der gewünschten Funktion bewirken, Fig. 6 eine Darstellung des Arbeitsablaufes im Steuersystem bei der Funktionwahl, ein Beispiel für die Durchführung einer Funktionswahl und

Fig. 8 ein Beispiel für die Funktionswahl. 15

Figur 1 zeigt den mechanischen Teil MR des Robotersystems. Er enthält eine feste Grundplatte 1, auf der das Unterteil 2 des Roboters um eine vertikale Achse drehbar angeordnet ist. Der untere Arm 3 des Roboters ist im Verhältnis zum Unterteil 2 um eine untere horizontale Achse drehbar. Der obere Arm 4 des Roboters ist im Verhältnis zu dem unteren Arm um eine obere horizontale Achse drehbar. Am Außenende des oberen Arms 4 sitzt die sog. Roboterhand, die in beispielsweise zwei oder drei Freiheitsgraden im Verhältnis zu dem Arm 4 drehbar sein kann. An der Roboterhand ist ein Arbeitswerkzeug 5 befestigt, bei dem es sich, wie in der Figur schematisch dargestellt, um eine Greifvorrichtung oder alternativ um ein Bearbeitungswerkzeug, eine Schweißvorrichtung, ein Meßwerkzeug oder dergleichen handeln kann. Der mechanische Teil des Roboters ist über ein Kabel 6 mit einem Steuerschrank CC verbunden, in dem die elektronische Ausrüstung und die Antriebsausrüstung untergebracht sind, die zur Steuerung des mechanischen Teils des Roboters und einer eventuellen Zusatzausrüstung erforderlich sind. Der Steuerschrank ist über ein Kabel 8 an ein nicht gezeigtes elektrisches Netz zur Leistungsversorgung des Robotersystems ange-

J NACHGeREiCHTl

1.6.1983 21 303 P

a ft ft

no a

schlossen. An den Roboter kann eine Zusatzausrüstung EE angeschlossen sein, die von dem Steuersystem des Roboters gesteuert wird. Bei dieser Zusatzausrüstung kann es sich beispielsweise um einen Drehtisch, ein Transportband, Speisevorrichtungen oder dergleichen handeln. Der Steuerschrank kann dabei Servosysteme für die Lage- und/οder Geschwindigkeitssteuerung von in der Zusatzausrüstung befindlichen Motoren enthalten. Ferner kann der Steuerschrank mit mehreren Ein- und Ausgängen I/O versehen sein. Die Eingänge können digital oder analog sein und den Anschluß von Sensoren oder anderen Vorrichtungen an das Steuersystem ermöglichen, welche in irgendeiner Weise die Roboterbewegung steuern. Beispielsweise kann das weitere Verhalten des Roboters an einer bestimmten Stelle des Roboterprogramms davon abhängig gemacht werden, daß sich ein Werkstück an einem bestimmten Ort befindet, was mit Hilfe eines an einen Eingang angeschlossenen Sensors festgestellt wird. Die Ausgänge können ebenfalls digital oder analog sein und dazu benutzt werden, an einer bestimmten Stelle des Roboterprogramms bestimmte äußere Vorrichtungen zu aktivieren. Eine separate, tragbare Programmiereinheit PU ist über ein Kabel 7 mit dem Steuerschrank CC verbunden. Die Kommunikation zwischen der Bedienungsperson und dem Steuersystem erfolgt über diese Programmiereinheit und über eine zum Steuerschrank gehörende Bedienungstafel. Auf dem Steuerschrank befindet sich ein Fach, in das die Programmiereinheit gelegt werden kann, wenn sie nicht benutzt wird.

Figur 2 zeigt die Bedienungstafel der Prograinmiereinheit. An der rechten Seite der Einheit befindet sich ein Steuerhebel 34, dessen Längsachse senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Am oberen Teil des Steuerhebels befindet sich ein drehbarer Knauf 34a- Durch (kippende) Bewegung des .Steuerhebels in Längsrichtung der Bedienungstafel, in Querrichtung der Bedienungstafel und durch Drehung des Knaufs 34a in der durch die drei Pfeile in Figur 2 an-

/10

ο ο δ L L ι υ :--:·«·. ί :· έν~. Ι«Ι f, 1.6.1983 ; ·..*...· ·..·· : \.-.y 21 303 P

gedeuteten Art kann der Roboter in drei Freiheitsgraden bewegt werden. Ferner ist eine Notabschalttaste und eine Sicherheitsplatte 36 vorhanden, auf welcher die Hand der Bedienungsperson ruht, wenn sie den Steuerhebel mit HiI-fe der Finger bedient. Wenn die Hand weggenommen wird, so wird dies von einem mit der Sicherheitsplatte 36 verbundenen Sensor, z.B. Mikroschalter, erfaßt, und durch ein entsprechendes Signal wird das Steuersystem so beeinflußt, daß eine Betätigung des Steuerhebels keine Bewegung des Roboters zur Folge hat. Hierdurch wird verhindert, daß eine unbeabsichtigte Berührung des Steuerhebels eine Bewegung des Roboters verursacht. Mit Hilfe eines Umschalters 37 kann man wählen, ob der Steuerhebel die Bewegung des Roboters oder (in der gezeigten Lage) die Bewegung oder Lage einer äußeren Einheit, z.B. eines von dem Servosystem des Roboters gesteuerten Drehtisches beeinflussen soll. Ein Umschalter 38 bestimmt, ob über den Steuerhebel die Lage des Arbeitspunktes des Roboters (Lage des Handgelenkdrehpunktes) oder die Orientierung (Winkellage) der Roboterhand gesteuert wird. In der in der Figur gezeigten Stellung ist durch den Steuerhebel die Lage des Arbeitspunktes des Roboters steuerbar. Der Arbeitspunkt ist ein Punkt, der eine feste Lage im Verhältnisr zur Roboterhand hat, beispielsweise das Ende eines in die Roboterhand eingesetzten Bearbeitungswerkzeuges. Die Lage dieses Punktes wird mit Hilfe des Steuerhebels gesteuert, wobei die Orientierung (Winkellage) der Hand im Raum unverändert bleibt. In der anderen Stellung des Umschalters 38 steuert der Steuerhebel die Orientierung der Roboterhand, wobei die Lage des Arbeitspunktes des Roboters im Raum unverändert bleibt.

Umfassende Versuche und Überlegungen haben ergeben, daß es von großer Bedeutung ist, wie der Steuerhebel des Roboters und seine Einwirkung auf die Roboterbewegung beschaffen sind. Dabei hat sich gezeigt, daß man die absolut

- 11 -

einfachste und schnellste Programmierung darm erhält, wenn der Steuerhebel die folgenden Eigenschaften hut;

a) der Steuerhebel wird von Federkräften in seine neutrale Stellung zurückgeführt, und es ist eine gewisse Mindestkraft erforderlich, um den Steuerhebel (einschließlich des Knaufes 34a) aus seiner neutralen Stellung herauszubringen.

b) Die Geschwindigkeit der Roboterbewegung ist eine eindeutige Funktion der Auslenkung des Steuerhebels aus seiner neutralen Lage für jede Koordinate.

Es hat sich gezeigt, daß mit diesen Eigenschaften des Steuerhebels auch ungeübte Bediener den Roboter schnell und direkt in die gewünschte Stellung führen können.

Im oberen linken Teil der Programmiereinheit befindet sich ein zweizeiliges Informationsdisplay oder eine Anzeigeeinheit mit fluoreszierenden alphanumerischen Zeichen. Jede Zeile kann gleichzeitig bis zu 40 alphanumerische Zeichen abbilden. Für die obere Zeile gilt;

- Wenn eine Mitteilung aus mehr als 40 Zeichen besteht, wird die Mitteilung aufgeteilt, so daß die ersten 40 Zeichen gleichzeitig und die restlichen Zeichen dann gezeigt werden, wenn die Schiebetaste 16 gedrückt wird, was mehrmals wiederholt werden kann.

- Ein Rücklauf zu dem ersten Teil der Mitteilung findet statt, wenn die Schiebetaste 16 nach dem letzten Teil der Mitteilung erneut gedrückt wird oder wenn eine Steuertaste gedrückt wird.

Der Dialog zwischen dem Bediener und dem Robotersystem geschieht durch Texte auf der unteren Displayzeile und die Funktionstasten FB1 - FB5- Die untere Zeile gibt dabei z.B. Informationen über die Bedeutung der Funktionstasten oder über die Wahl, Fragen oder Wünsche betreffend verschiedener Daten. In der oberen Displayzeile

21 303 P

- 12 -

werden z.B. aktuelle Befehle aus dem Roboterprogramm angezeigt.

Die Funktionstasten FB1 - FB5 können verschiedene Funktionen haben, was davon abhängt, in welchem Arbeitszustand sich der Roboter gerade befindet. Diese Tasten werden daher im folgenden variable Funktionstasten genannt. Die Programmierungseinheit hat ferner eine Anzahl Funktionstasten 17-32 mit gleichbleibenden Funktionen; diese werden im folgenden feste Funktionstasten oder Steuertasten genannt. Weiter gibt es einen Tastenblock 33 zur Eingabe numerischer Daten in das Roboterprogramm, z.B. zur Definition der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Roboters, einer Wartezeit, einer Positionsverschiebung oder dergleichen.

Mit Hilfe der fünf festen Funktionstasten 17 - .21 können fünf verschiedene Grundzustände für das Steuersystem gewählt werden. Mit der Wahl eines dieser Grundzustände werden den variablen Funktionstasten bestimmte Funktionen zugeordnet;, und zwar für jeden Grundzustand eine andere, welche aus dem Text über jeder Taste in der unteren Displayzeile 102 hervorgehen. In einem bestimmten Grundzustand können mit Hilfe der variablen Funktionstasten entweder Unterzustände, in welchen die Funktionstasten noch weitere andere Funktionen haben, gewählt werden, oder bestimmte Funktionen, welche aus dem über jeder Taste stehenden Text hervorgehen, in den Programm-Speicher gegeben werden. Dies soll nachstehend ausführ-1icher beschrieben werden.

Die Taste 22 ist eine Stopptaste, welche den Programmablauf und damit die Bewegung des Roboters stoppt. Mit Hilfe der Tasten 23 und 24 kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters, auch bei automatischem Betrieb, im Verhältnis zu der programmierten Geschwindigkeit in Stufen von beispielsweise 5 % der programmierten Ge-

schwindigkeit geändert werden. Mit Hilfe der Tasten 25 - 27 kann bei der Bewegung des Roboters mit Hilfe des Steuerhebels das Koordinatensystem gewählt werden, in dem diese Bewegung stattfinden soll. Mit der Taste 25 wird ein rechtwinkliges, festes Koordinatensystem gewählt, mit der Taste 26 wird ein festes zylindrisches Koordinatensystem gewählt, und mit der Taste 27 wird ein sog. Handkoordinatensystem gewählt, das im Verhältnis zu dem Arbeitspunkt des Roboters eine feste Lage einnimmt. Je nach Art der gerade vorliegenden Aufgabe für den Roboter kann nämlich durch Wahl eines geeigneten Koordinatensystems eine erhebliche Vereinfachung der Bewegungsabläufe des Roboters erreicht werden, wodurch man auch eine einfachere und schnellere Programmierung erhält. Beim Drücken der Taste 28 erhält der Steuerhebel eine andere Funktion als die vorstehend beschriebene geschwindigkeitssteuemde Funktion. Wenn diese Taste gedrückt ist, wird bei jeder Betätigung des Steuerhebels in einer bestimmten Richtung der Roboter um ein vorbestimmtes Inkrement, z.B. 0,1 mm, in dieser Richtung weiterbewegt, wodurch die Feineinstellung der Roboterposition erleichtert wird und die gewünschte Position genau angefahren werden kann. Mit Hilfe der Tasten 29 - 32 können zwei verschiedene auf der Roboterhand angeordnete Greifvorrichtungen so gesteuert werden, daß-sie sich öffnen oder schließen.

Die auf der Tafel der Programmiereinheit angeordneten Tasten sind vorzugsweise sog. berührungsfreie Tasten (Sensortasten), da diese den Bau einer leichten und dünnen Tafel mit dicht zusammenliegenden Tasten ermöglichen.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Programm!ereinheit PU. Der Steuerhebel 34 mit drehbarem Knauf 34a enthält drei z.B. als Potentiometer ausgebildete Geber * 34x, 34y und 34z, welche die Stellung des Steuerhebels

π ο 9 ο ο ο η · ·"*··· - ·" ·-""- *· 1.6.1983

JJZZZZU ·..·...· ·..- : ·..-·..· 21 303 P

- 14 -

abtasten. Die Steuerhebelstellung wird in einer Einheit 40 in digitale Signale umgewandelt. Die verschiedenen Drucktasten und Umschalter FB1 - FB5, 16 - 33, 35 - 38 der Programmiereinheit sind in der Figur nur schematisch dargestellt. Eine Kommunikationseinheit 41, z.B. ein Mikroprozessor, tastet die aktuellen Lagen der Bedienungselemente einschließlich des Steuerhebels ab und überträgt diese Daten über einen Datenbus 7a, z.B. in serieller Form, an den Steuerschrank CC. Die Kommunikationseinheit 41 empfängt über den Datenbus 7a auch Befehle über den gewünschten aktuellen Text auf der Anzeigeeinheit 10 und befördert diese in Form geeigneter Steuersignale an die Anzeigeeinheit weiter. "

Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild des Steuerschranks CC. Dieser enthält eine Zentraleinheit CU, die aus einem Mikroprozessor besteht. Dieser steht in Verbindung mit der Programmiereinheit PU über das Kommunikationsglied 7a und mit den übrigen Einheiten des Steuer- schranks über einen Datenbus 43. Ferner enthält der Steüerschrank einen Arbeitsspeicher MM, in welchem alle für den Betrieb des Roboters erforderliche Daten gespeichert sind. Der Arbeitsspeicher enthält einerseits einen sog. Steuer speicher, z.B. aus einem PROM bestehend, in dem die für den Betrieb des Roboters generell benötigten Daten, z.B. Koordinatentransformationsfunktionen, gespeichert sind. Andererseits enthält der Arbeitespeicher MM einen Anwender speicher, in dem die vom Anwender für Jeden Betriebsfall eingegebenen Positionie- rungsbefehle und sonstigen Befehle gespeichert werden, die den Arbeitszyklus des Roboters beschreiben. Der Anwenderspeicher kann ein Halbleiterspeicher mit Batterie-Back-up sein. Der Steuerschrank enthält ferner eine Bedienungstafel CP, über welche das System gestartet werden kann, der Roboter gestartet und stillgesetzt werden kann, ein Notstopp des Systems ausgelöst werden kann

NAONGt; «ΚΙΟΗΤΙ

21 303 P

- 15 -

und eventuell die Verbindung mit einem externen Speicher (Massenspeicher), z.B. eine flexible Magnetspeichprachoibe (Floppy-disk) hergestellt werden kann. Ein Servosystem SS1 erhält von den verschiedenen Achsen des Roboters Daten über deren Stellung (Lage) und eventuell auch über deren Verstellgeschwindigkeit, vergleicht diese Daten mit Sollwerten, die von dem im Arbeitsspeicher gespeicherten Programm des Roboters oder von der Programmiereinheit geliefert werden, und steuert über eine Antriebsvorrichtung DU1 die Antriebsmotoren der Roboterachsen. In entsprechender Weise sind ein Servosystem SS2 und eine Antriebseinheit DU2 zur Steuerung der Zusatzausrüstung EE vorhanden. Eine Steuereinheit IOC ist mit den Ein- und Ausgängen I/O des Steuerschränke verbunden.

Diese Steuereinheit enthält Anordnungen zum Abtasten und eventuell zur Analog-Digitalumwandlung der Eingangssignale sowie zur Steuerung der Signale an den Ausgängen und für die erforderliche Digital-Analogumwandlung. Der Steuerschrank enthält außerdem eine Energieversorgungs- j einheit PS, welche die verschiedenen Teile des Systems ί mit den erforderlichen Speisespannungen versieht. j

Die Ausgestaltung der Programmiereinheit basiert auf dem Prinzip "selbstbelehrenden Bedienerkommunikation". Dies bedeutet, daß die durch die variablen Funktionstasten FB1 - FB5 auslösbaren Funktionen von dem System

_Ä durch Klartextanzeige auf der Wiedergabeeinheit angers ...".■■ - " .

zeigt werden, und zwar derart, daß der Bediener in federn Augenblick darüber informiert wird, welche Maßnahmen zulässig sind. Nachstehend sollen die Teile des Steuersystems näher beschrieben werden, die von den Funktionstasten betroffen werden und die die Funktionstasten steuern.

Wie Figur 5 zeigt, enthält das Steuersystem eine Einheit OC für die Bedienerkommunikation, Diese Einheit

/16

- 16 -

enthält einen Zustandsdecoder CD sowie eine Tabelle ORT über Vorkehrungsroutinen. Ferner sind in dem System eine Texttabelle TT und eine Zustandstabelle CT gespeichert. In der Texttabelle TT ist der gesamte Text gespeichert, den das System benötigt, d.h. Befehltexte, Programmierungshilfstexte, Funktionstastentexte und Fehlermitteilungstexte. Die Zustandstabelle CT enthält für jeden möglichen Zustand des Systems Informationen über die Funktion jeder variablen Funktionstaste, d.h. darüber, welche Vorkehrungen das System treffen soll als Antwort auf die Aktivierung einer bestimmten Funktionstaste und ferner, welchen Zustand das System einnehmen soll,· nachdem die Vorkehrungen durchgeführt wurde. Die .Tabelle ORT über Vorkehrungsroutinen enthält Detailinformationenüber die verschiedenen Vorkehrungsroutinen. Die Einheit OC für die Bedienerkommunikation erhält Eingangssignale von der Programmiereinheit PU, die angeben, welche Funktionstasten betätigt wurde, sowie Eingangssignale von der Zusatzausrüstung EE und über die Eingänge .

I/O von der äußeren Ausrüstung oder der Prozeßausrüstung, sog. Prozeßsignale. Die Einheit OC steuert außerdem einen Funktionsblock WT, der an die Programmiereinheit PU Daten für den aktuellen Text auf der Anzeigeeinheit abgibt. Ferner werden an die Verstellvorrichtungen des Systems mehrere (p) Befehlssignale OSI-OSp gegeben. Außerdem werden Prozeßdaten PD zur Steuerung der Zusatzausrüstung abgegeben. Die Einheit wird von einem Anzeigeglied PO gesteuert und speist auch ein Anzeigeglied PO, dessen Funktion nachstehend beschrieben werden soll.

Jedesmal, wenn der Text und die Funktion der Funktionstasten geändert wird, spricht man davon, daß das System einen neuen Zustand einnimmt. Im Zusammenhang mit der Einnahme eines neuen Zustandes, beispielsweise als Folge des Drückens einer Taste, sollen auch mehrere Vorkehrungen getroffen werden, z.B. "Start der Programmausführung". Diese Operationen werden von dem Zustands-

/17

*' " 21 303 P

■ . ■ - 17 -

decoder CD verwaltet. Er erhält Eingangssignale von der Programmiereinheit und die Prozeßsignale und erhält damit Information darüber, welche Bedienungsorgane betätigt wurden oder welche Prozeßsignale geändert wurden. Diese Eingangssignale werden mit Daten verglichen, die in der Zustandstabelle an der Stelle gespeichert sind, die durch den aktiven Zustand definiert wird. Mit aktivem Zustand ist der gerade herrschende Zustand des Systems gemeint. Dieser Zustand wird von einem speziellen Anzeigeglied PO angezeigt. Wenn das Eingangssignal bei dem aktiven Zustand zulässig ist, was aus der Zustandstabelle hervorgeht, wird eine Zustandsänderung durchgeführt, die folgendes bedeutet:

a) Eine Anzahl von Vorkehrungen wird getroffen durch Aufruf von Vorkehrungsroutinen in der Vorkehrungstabelle ORT. Dabei können mehrere Befehlssignale an andere Teile des Systems gesandt oder Prozeßdaten PD geändert "werden. Welche Vorkehrungsroutinen aufgerufen werden, geht aus den Daten in der Zustandstabelle hervor.

b)-Der nächste Zustand wird aktiv, wobei das Anzeigeglied PO einen neuen Wert erhält, der aus Daten in der Zustandstabelle hervorgeht, die den nächsten Zustand anzeigen.

C-) Ein neuer Text wird in der unteren Display-Zeile angezeigt, der die neuen Funktionen der Punktionstasten nennt. Diese Texte werden der Texttabelle TT ent- ■ nommen und von Daten in der Zustandstabelle angezeigt. Der Text wird über ein Signal WT ausgegeben, das an die Programmiereinheit gegeben wird.

Die eigentliche Programmlogik, d.h. die Antworten auf Fragen, wie "was geschieht, wenn die Taste χ gedrückt wird, wenn sich der Roboter im Zustand y befindet?", liegt somit in der Zustandstabelle CT. Wie ein Posten oder ein Zustand in dieser Tabelle aufgebaut ist, geht aus Figur 6 hervor. Es wird angenommen, daß das System

η : : : ·: : : ':*:-": 1.6.1983 21 303 P

m verschiedene Zustände einnehmen kann, so daß die Zustandstabelle m Posten enthält, die mit CI-Cm bezeichnet sind. Der Posten, der dem Zustand Ci entspricht, ist in Fig. 6 im Detail dargestellt, während die übrigen Posten nur angedeutet sind. Aus der Figur ist ersichtlich, daß j Eingangssignale im Zustand Ci zulässig sind. Andere Eingangssignale werden ignoriert oder verursachen Fehlerzustände. Ein zulässiges Eingangssignal wird mit Hilfe eines in der Zustandstabelle gespeicherten Identitätscodes identifiziert. Wenn das System in den Zustand Ci eintritt, wird zunächst eine Textadresse TPi abgegeben. Diese adressiert die Stelle in der Texttabelle TT, an welcher der für die variablen Funktionstasten geltende Text für den aktuellen Zustand gespeichert ist, und dieser Text wird auf der Anzeigeeinheit (Display) ausgeschrieben. Ein Eingangssignal, z.B. IS1, das beispielsweise durch Drücken der Funktionstaste FB1 ausgelöst wird, veranlaßt, wie genannt, eine Identitätsprüfung, was in Figur 6 mit ID1 dargestellt ist. Die Zustandstabelle enthält eine Liste über die Vorkehrungen, 011-01q1, die als Folge des Drückens der Taste FB1 getroffen werden sollen. Der Reihe nach werden Adressen P0R11 -PORqI abgegeben, welche die Vorkehrungsroutinentabelle ORT adressieren, in der detaillierte Informationen über die Signale, die bei jeder Vorkehrung abgegeben werden sollen, gespeichert sind. Die Zustandstabelle enthält ferner eine Information NC1 darüber, in welchen Zustand das System eintreten soll, wenn alle Vorkehrungen getroffen worden sind, die durch das Eingangssignal/ausgelöst wurden. Wenn diese Vorkehrungen getroffen worden sind, wird daher eine Adresse PNC1 abgegeben, die den Posten in der Zustandstabelle nennt oder adressiert, der dem nächsten Zustand des Systems entspricht. Der Ablauf soll anhand von Figur 7 ausführlicher beschrieben werden, die links "35 einen Abschnitt der Zustandstabelle CT und rechts einen Abschnitt der Texttabelle TT und der Vorkehrungstabelle ORT zeigt. Es wird angenommen, daß das System in den

• ο Λ ft at

O * β O Pi β * B

% 1.6.1983 .." S *«,"*«," 21 303 P

- 19 -

mit C79 bezeichneten Zustand eintritt. Zuerst wird dann eine in der Zustandstabelle gespeicherte Textadresse abgegeben, die die Texttabelle TT adressiert. Als Beispiel wird angenommen, daß die Funktionstasten FB1 - FB4 für den Zustand 79 den folgenden Text haben: START PR (starte das Programm) START IN (starte den Befehl)
BACK (fahre rückwärts)
SIM (simuliere Bedingungen) 10

Über die Einheit WT werden dann diese Texte räumlich über den entsprechenden Funktionstasten auf der unteren Display-Zeile abgebildet. Wenn man danach beispielsweise das Eingangssignal IS1 als Antwort auf das Drücken der Funktionstaste FB1 erhält, so wird zuerst dieses Signal in dem Zustandsdecoder mit dem in der Zustandstabelle - unter IS1 gespeicherten Identitätscode verglichen. Da die Funktionstaste FB1 gedruckt wurde, geht man in der Zustandstabelle weiter und führt der Reihe nach die Vor-

20. kehrungen 01-03 durch, die in der Zustandstabelle unter dem Eingangssignal IS1 definiert sind. Für Jede Vorkehrung enthält die Zustandstabelle eine Adresse, die die Stelle in der Vorkehrungsroutinentabelle ORT adressiert, an der detaillierte Informationen über die Vorkehrung gespeichert sind. Wie aus der Figur hervorgeht, wird in dem Beispiel angenommen, daß die Vorkehrung 01 bedeutet, daß der Posten 0R103 in der Vorkehrungsroutinentabelle adressiert ist, die Vorkehrung 2 adressiert den Posten ÖR208 in der Vorkehrungsroutinentabelle, und die Vorkehrung 03 adressiert den Posten 0R179. Wenn alle Vorkehrungen in der Zustandstabelle unter IS1 durchgeführt sind, wird die Information NC = C103 ausgelesen, die den nächsten Zustand definiert, in diesem Fall der Zustand C103- Man erhält eine Adresse für den Posten C103 in der Zustandstabelle, und das System befindet sich nun in diesem neuen Zustand, neue Texte über den Funktionstasten werden ausgeschrieben usw.

Nachstehend soll anhand eines Beispiels näher beschrieben werden, wie die Funktionswahl bei einem Steuersystem nach der Erfindung vor sich geht. Die festen Funktionstasten 17-21 werden nachstehend Steuertasten genannt. Welche Art von Funktionen unter der jeweiligen Steuertaste gespeichert sind, zeigt die folgende Tabelle:

Taste Nr. Bezeichnung Funktionsart

18 POS Aufbau der Positionierungs

befehle

17 INST Aufbau der übrigen Befehle 20' RED Redigierung des Programmes und

der Befehle

21 MAN Manuelle Systembetätigung

19 ' AUTO Steuerung des Programmablaufs

Das Verfahren ist gleichartig, wenn es sich um das Einlesen von Programmbefehlen, die Redigierung von Befehlen und Programmen sowie die Eingabe von Systemdaten handelt. Die Kommunikation zwischen dem Bediener und dem Robotersystem geschieht in Dialogform. Der Leittext erscheint dabei in der unteren Zeile 102 der Anzeigeeinheit 10. Die obere Zeile zeigt bei der Kommunikation mit dem Robotersystem:

1. Den Leittext, der für den weiteren Dialog zwischen dem Bediener und dem Robotersystem von Bedeutung ist.

2. Befehlnummer und Befehl oder Teil des Befehls einschließlich Argument.

3. Alle Arten von Fehlermitteilungen.

Die untere Zeile des Displays dient zur Ausgabe der Reaktion des Robotersystems auf die Vorkehrungen des Bedieners während des Dialogs.
Die folgenden AusSchriften können vorkommen: 1. Wahl von vier verschiedenen Funktionen sowie einer Funktion (SCAN), die es ermöglicht, weitere Funktionen aufzurufen. ("Blätter-Vorgang").

oo0 009η : :^:·"..: : .·" . Ι·\ *'. 1.6.1983

Jjzzzzu %.·...· ·..· : ·..··..*■ 21 303 ρ

- 21 -

2.WaIiI von Ms' zu vier verschiedenen Teilfunktionen, die den im vorgenannten Punkt genannten Funktionen untergeordnet sind*

3. Fragen mit den Beantwortungsalternativen Ja oder Nein. 4. Fragen, welche die Eingabe von Daten von der Zifferntastatur erfordern, sowie die Funktionen EINGEBEN und LÖSCHEN.

Die Wahl der gewünschten Funktion oder Teilfunktion geschieht dadurch, daß man diejenige Funktionstaste drückt, die unter dem angezeigten Text liegt, der die gewünschte Funktion nennt. Die gewählte Funktion oder Teilfunktion kann jederzeit durch Drücken einer der Steuertasten POS, INST, RED, MAN oder AUTO unterbrochen werden. 15

Wenn eine Funktionstaste ohne darüberstehenden Text gedrückt wird, wird dies vom System ignoriert.

Im folgenden wird beschrieben, wie sich der Bediener verhalten soll, wenn die verschiedenen SystemausSchriften in der unteren Display-Zeile der Anzeigeeinheit erscheinen.

■"'.■■■: .

Wenn die Steuertaste POS entsprechend der obenstehenden

■-■".-Zusammenstellung gedrückt wird, so erscheint in der unteren Zeile der Anzeigeeinheit der Text gemäß der oberen Zeile in Figur 8. Nun kann der Bediener:

1. Eine der Funktionen 1 -4 (Fig. 8) wählen.

2. Durch Drücken der Funktionstaste, die gerade unter dem Displaytext SCAN liegt, weitere Funktionen aufrufen.

Wenn der Text für die gesuchte Funktion auf dem Display erschienen ist, wird die zugehörige Funktionstaste gedrückt.

Mit der SCAN-Funktion können die Funktionen also gewisser maßen "durchgeblättert" werden. Nachdem sämtliche Funktionen angezeigt vurden, hat das nächste Drücken der

21 303 P

- 22 -

SCAN-Taste zur Folge, daß die zuerst gezeigten Funktionstexte wiederkehren. Dies kann so lange fortsetzen, bis:

1. Der Bediener eine Funktion wählt.

2. Der Bediener erneut auf die Steuertaste (POS), der die Funktionen unterstehen, oder auf eine andere Steuertaste drückt. Nach dem Drücken einer Steuertaste werden immer die vier ersten Funktionsarten gezeigt.

Wenn eine Funktion gemäß vorstehender Beschreibung gewählt worden ist, kann das System auf die Weise reagier-, ren, daß es weitere Informationen verlangt. Wie der Bediener diese Information eingibt, wird nachstehend beschrieben.

Das System kann, indem bis zu vier alternative Teilfunktionen auf dem Display angezeigt werden, weitere Information verlangen. In dieser Betriebsphase gibt es keine SCAN-Möglichkeit.

Weitere Information kann das System auch dadurch verlangen, daß eine Frage auf dem Text-Display erscheint. Eine der Funktionstasten FB1-FB4 erhält dann den Leittext JA und eine andere den Text NEIN. Die Frage wird beantworte tet, indem entweder die JA- oder die NEIN-Taste gedrückt wird.

In gewissen Betriebsphasen verlangt das System weitere Informationen, die durch Ziffern einzugeben sind. Dabei wird die Zifferntastatur verwendet. In der unteren Zeile des Displays 10 wird dann DATA = gezeigt, und zwei der Tasten FB1-FB4 erhalten die Leittexte EINGEBEN bzw. RAD (LÖSCHEN).

DATA symbolisiert die Größe, die Ziffernangaben verlangt. Wenn beispielsweise die Zahl -8.02 eingegeben werden soll, so geschieht dies in der Reihenfolge von links nach rechts. Die Zeichen werden nach und nach, so wie sie ein-

21 303 P

- 23 - .

gegeben werden, in dem Feld rechts von DATA = gezeigt. Wenn sich der Bediener davon überzeugt hat, daß der eingegebene Zifferwert korrekt ist, wird die EINGEBEN-Taste gedrückt. Anderenfalls wird die RAD-Taste gedrückt, wodurch der eingegebene Zifferwert verschwindet, so daß eine neue Zifferneingabe erfolgen kann.

Die Bedeutung der einzelnen Leittexte in Figur 8 geht aus der folgenden Beschreibung hervor: HAST (GESCHWINDIGKEIT):

Eingabe der Geschwindigkeit als Prozentsatz einer im voraus definierten Grundgeschwindigkeit. Die Eingabe der Geschwindigkeit in einen Befehl geschieht wie folgt:

1. Drücken der Funktionstaste HAST

2. Schreiben der gewünschten Prozentzahl (0,1-800%) der geltenden Grundgeschwindigkeit mit der Ziffertastatur

3. Drücken der Funktionstaste EINGEBEN.

SAMWA (DASSELBE):

Die Funktion SAMMA wird benutzt, wenn mehrere Positionierungsbefehle unmittelbar aufeinander folgen, und wenn dasselbe Argument für sämtliche Befehle gelten soll.

Wenn man auf SAMMA drückt, wird das Argument, das für den unmittelbar vorhergehenden Positionierungsbefehl gegolten hat, für die folgende zu programmierende Position wiederholt. Nach dem Drücken von SAMMA wird in der oberen Display-Zeile der aktuelle Befehl mit sämtliehen geltenden Argumenten angezeigt. Der Text in der unteren Zeile wird gelöscht. Hiermit ist der Befehl fertigprogrammiert, und weitere Argumente können für diesen Befehl nicht eingegeben werden.

FIN (FEIN):

Die Funktion FIN wird dann benutzt, wenn man in einem Programm eine genaue Positionierung des Roboters wünscht. Es ist möglich, zwischen zwei Genauigkeitsgraden zu

1.6.1983 21 303 P

wählen, indem man eine große oder kleine Nullzone angibt. Eine große Nullzone ergibt eine geringere Genauigkeit.

Die Eingabe des Arguments der Funktion FIN geschieht wie folgt:

1. Drücken der Funktionstaste FIN.

2. Wenn eine kleine Nullzone gewünscht wird, Drücken der NEIN-Taste. Eine große Nullzone erhält man automatisch beim Drücken der Taste FIN.

Wenn die Funktion FIN in einem Positionierungsbefehl nicht verwendet wird, ist keine Nullzone spezifiziert. Die einprogrammierte Position wird Grobpunkt- genannt.

SÖK (SUCHEN):

Die Funktion wird beispielsweise benutzt, wenn die Bewegung des Roboters bei einem Signal an einem Eingang unterbrochen werden soll. Beim Drücken dieser Funktionstaste erhält man neue Leittexte, und mit Hilfe der Funktionstasten kann dann der Eingang spezifiziert werden, und die Bedingungen für die Unterbrechung werden definiert.

PENDL (PENDELUNG):

Die Funktion PENDL wird angewendet, wenn der Roboter ein Bewegungsmuster ausführen soll und die Hauptbewegung gleichzeitig eine geradlinige Verschiebung zwischen zwei Punkten ist.

Das Bewegungsmuster wird vorher in einem Unterprogramm mit einer bestimmten Nummer definiert. Dieses Unterprogramm wird Pendelprogramm genannt. Das Pendelprogramm wird im Zusammenhang mit der Programmierung des Endpunktes der geradlinigen Verschiebung dieser überlagert.

Die Eingabe des Argumentes der Funktion PENDL geschieht wie folgt:

mrm 9 tr β ♦»

- 25 -

1. Drücken der Funktionstaste SCAN.

2. Drücken der Funktionstaste PENDL.

3. Eingeben der gewünschten Pendelprogrammnummer (1-999) mit der Ziffertastatur.

4. Drücken der Funktionstaste EINGEBEN. REFP (BEZUGSPUNKT):

Die Funktion REFP wird dann verwendet, wenn ein Bewegungsmuster in dem Arbeitsbereich des Roboters parallelverschoben werden soll.

Alle Positionierungsbefehle zwischen den Befehlen mit · den Argumenten REFP EIN und REFP AUS (alternativ ZURÜCK) werden in Bezug auf die Stellung ausgeführt, die der Roboter hat, wenn der Befehl ausgeführt wird, der das Argument PEFP EIN enthält.

Der Bezugspunkt wird wie folgt einprogrammiert:

1. Drücken der Funktionstaste SCAN.

2. Drücken der Funktionstaste REFP. 3. Drücken der Funktionstaste EIN.

Das Bewegungsmuster, das parallelverschoben werden soll, wird dadurch beendet, daß das Argument REFP AUS für einen Positionierungsbefehl verwendet wird. Der Roboter wird in die letzte Position des Bewegungsmusters verschoben, und diese Position wird als ein gewöhnlicher Positionierungsbefehl eingegeben. Wenn dies geschehen ist, wird bei unveränderter Stellung des Roboters wieder die POS-Taste gedrückt. Danach erfolgt:

1. Drücken der Funktionstaste SCAN.

2. Drücken der Funktionstaste REFP.

3. Drücken der Funktionstaste AUS.

Wie aus Figur 8 hervorgeht, können in der Gruppe von Funktionen, die mit Hilfe der Steuer taste POS gewählt werden können, weitere Funktionen und Leittexte F7-F12

1.6.1983 21 303 ρ

vorkommen. Die Anzahl von Funktionen in dieser Gruppe kann beliebig groß sein. Wenn die Anzahl fünf oder weniger beträgt, kann der Funktionstaste FB5 eine dieser Funktionen gegeben werden statt der zuvor beschriebenen SCAN-Funktion.

Unter der Steuertaste INST gibt es dementsprechend eine Anzahl von Funktionen, mit welchen man Befehle aufbauen kann, die keine Verstellbefehle für die Roboterachsen sind. Mit diesen Funktionen-werden beeinflußt:

1. Die Reihenfolge, in welcher Befehle, Programmabschnitte oder Programme ausgeführt werden.

2. Die Kommunikation zwischen dem Robotersystem und der Zusatzausrüstung.

3. Gewisse Voraussetzungen für die Arbeitsweise der Roboterachsen.

Wenn in dem Programm ein Fehler festgestellt wird, so soll dieser natürlich beseitigt werden. Auch müssen Ergänzungen und andere Änderungen eines bereits vorhandenen Programms möglich sein. Hierfür gibt es Redigierfunktionen unter der Steuertaste für Redigierung RED.

Unter der Steuertaste MAN gibt es eine Anzahl von Funktionen, mit welchen man die Arbeitsweise des Robotersystems, wie beispielsweise die Eingabe eines Programms von der flexiblen Magnetspeicherscheibe, die Einstellung von Ausgangssignalen usw. manuell beeinflussen kann.

Unter der Steuertaste AUTO gibt es eine Anzahl von Funktionen, mit welchen der programmierte Betrieb des Roboters durchgeführt werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, hab.en einige der Funktionstasten (17 - 32) eine feste Funktion und andere (FB1-FB5) eine variable Funktion. Einige der festen Tasten,

* ο β e o ·

ft «Α* Ott ·4

β *

NACHO K-. R ε ICHTI

1.6.1983 ..·'..' 21 303 P

- 27 -

die Steuertasten 17-21, werden dabei für die Wahl der Punktionsgruppe (z.B. POS) benutzt, während die übrigen festen Tasten (22-32) spezifizierte Funktionen haben. Einige oder alle Funktionstasten 22-32 können natürlich fortgelassen werden, wobei die Funktionen der Tasten stattdessen in das "Menü" einbezogen werden, das man mit Hilfe der Steuertasten 17-21 erhält. In umgekehrter Weise können einige der in dem "Menü" vorkommenden Funktionen aus diesem herausgenommen werden und zusätzlich festen Steuertasten (neben den in Figur 2 ge- f*\ zeigten) zugeordnet werden. Auch kann die Anzahl der Steuertasten größer oder kleiner sein, wobei die Anzahl der jeder Steuertaste zugeordneten Funktionen bei einer unveränderten Gesamtzahl von Funktionen kleiner bzw. größer wird. Im Extremfall können sämtliche Steuertasten fortgelassen werden und ihre Funktionen von den variablen Funktionstasten FB1-FB5 übernommen werden. Dabei können die fünf Steuertasten durch eine einzige Taste ersetzt werden, die beim Drücken der Funktionstasten FB1-FB5 die Funktion/der Steuertasten zuteilt. Die beiden sich widersprechenden Forderungen nach einer kleinen Tastenanzahl an der Programmiereinheit einerseits und nach einer geringen Anzahl von erforderlichen ^ Tastendrückvorgängen zur Erreichung und Durchführung einer bestimmten Funktion bedingen einen zweckmäßigen Kompromiß* Die vorstehend beschriebene Ausführungsform hat sich dabei als außerordentlich geeignet erwiesen, und ermöglicht eine einfache und schnelle Programmierung. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, verbindet das Steuersystem nach der Erfindung die Möglichkeit einer schnellen, richtungsintuitiven und dadurch sicheren Positionierung des Roboters mit Hilfe des Steuerhebels mit der Möglichkeit, den Roboter durch Anleitung des Bedieners mit einem Mindestmaß an Tasten

und ohne Konsultation von Handbüchern oder dergleichen richtig zu programmieren. Ferner kann eine Programmierte

1.6.1983 21 303 P

- 28 -

einheit nach der Erfindung ohne Änderungen mit einer unbegrenzten Anzahl neuer oder geänderter Programmierfunktionen erweitert werden. Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Programmiereinheit durch einfache Umprogrammierung der Texttabelle derart geändert werden kann, daß sie einen Leittext in beliebiger Sprache anzeigt. Alternativ können in die Texttabelle Leittexte in vielen verschiedenen Sprachen eingegeben werden, so daß der Lieferant oder Anwender, z.B. mit Hilfe einer Funktionstaste oder einer anderen Bedienungsvorrichtung, die gerade gewünschte Sprache für die Leittexte und die übrigen Informationen auf der Anzeigeeinheit auswählen kann.

Leerseite

Claims

ν. -

Patentanwalt und Rechtsanwalt

,χ

Drying, DipWng, Joachim B Q e ρ k e r e Frankfurt / Main 1 , 1. 6. 1983

RBthennuplfl!7?-8 B/th 21 303 P

Telefon: (0611) "2823B5 Telex: 4 189066 itnx d

Patentansprüche

(/UJ Steuersystem für einen Industrieroboter, der zur Programmierung mit Hilfe der Lernmethode eingerichtet ist, mit ersten Bedienungsorganen (34) zur manuellen Steuerung des Roboters während des Programmieren in mehrere Positionen, die die Arbeitsbahn des Roboters bestimmen, mit Speichern (MM) zur Speicherung der Koordinaten der genannten Positionen und weiterer Befehle, die zusammen einen Arbeitszyklus des Roboters bestimmen, mit zweiten Bedienungsorganen (FB1-FB5, 16-33) zur Betätigung des Steuersystems während des Programmieren und zur Speicherung der genannten Befehle und mit Vorrichtungen (CU, SS1, OTI), die den Roboter bei seinem automatischen Betrieb in Übereinstimmung mit den in den Speichern beim Programmieren gespeicherten Daten steuern, dadurchr-aal gie ersten Bedienungsorgane als ein Steuerhebel (34) zur Steuerung der Bewegung des Roboters ausgebildet sind, daß die zweiten Bedienungsorgane eine

ZO Gruppe von Bedienungsgliedern (FB1-FB5) enthalten, von denen dedes mehrere verschiedene Funktionen auslösen kann, wobei die gerade auslösbare Funktion von dem herrschenden Arbeitszustand des Steuersystems bestimmt wird, und daß eine Anzeigevorrichtung (10) vorhanden ist, die für 3edes Bedienungsglied der genannten Gruppe die gerade auslösbare Funktion des Bedienungsgiiedes anzeigt t

2« Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (34), die zweiten Bedienungsorgane (FBI-FB^) sowie die Anzeigevorrichtung (10) in einer tragbaren Programmiereinheit (PU) vereinigt sind, die mit Hilfe ©ines Kommunikationskanals (7a) mit den übrigen Teilen des Steuersystems verbunden ist«

JJZZZZU . ...... : .· ..". . 21 303 P

-Z-

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (34) mindestens drei Freiheit sgrade hat.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Roboters in einem dieser Freiheitsgrade durch Rotation des Steuerhebels oder eines seiner Teile (34a) um die Längsachse des Hebels erfolgt.

5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuerhebel die Geschwindigkeit der Bewegung des Roboters steuerbar ist.

6. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während gewisser Arbeitszustände die Bedienungsglieder der genannten Gruppe (FB1-FB5) zur Wahl neuer Arbeitszustände des Steuersystems vorgesehen sind.

7. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bedienungsorgane mehrere Bedienungsglieder (17-21) mit konstanter Funktion enthalten, mit denen einer von mehreren Grundzuständen des Steuersystems ausgewählt werden kann.

8. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der erste Teil (101) zur Wiedergabe der Programminformationen ausgebildet ist und der zweite Teil (102), der in räumlicher Beziehung zu den Bedienungsorganen angeordnet ist, zur Wiedergabe von Information über die gerade durch jedes Bedienungsglied der genannten Gruppe auslösbaren Funktion ausgebildet ist.

_v> ⁽). Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) die durch jedes Bedienungsglied der genannten Gruppe

/3

ο · · α ■ ο β

ο β * ■ *

21 303 P

gerade auslösbare Funktion in Form einer Textausgabe anzeigt.

10. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zumindest für gewisse Arbeitszustände die Anzahl der auslösbaren Funktionen größer ist als die Anzahl der Bedienungsglieder der genannten Gruppe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bedienungsglied (FB5) zur gruppenweisen Auswahl der auslösbaren Funktionen und zur Zu-Ordnung der gewählten Funktionen zu den übrigen Bedienungsgliedern der genannten Gruppe vorhanden ist.

11. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in den Speichern (MM) im voraus gespeicherte Zustandstabelle (CT) vorhanden ist, die für jeden Arbeitszustand, den das System einnehmen kann, Daten enthält, welche

a) die gerade durch jedes Bedienungsglied (FB1-FB5) der genannten Gruppe auslösbare Funktion zur Wiedergabe mit Hilfe der Anzeigevorrichtung und

b) für jedes der genannten Bedienungsglieder einerseits die Vorkehrungen, die das Steuersystem in dem gerade herrschenden Zustand bei der Aktivierung des Bedienungsgliedes treffen soll und andererseits den neuen Zustand, den das System nach Durchführung der Vorkehrungen einnehmen soll,.

definiert, wobei das Steuersystem bei der Aktivierung f*\, eines Bedienungsgliedes die genannten Vorkehrungen trifft und danach auf der Anzeigevorrichtung die Funktionen anzeigt, welche die Bedienungsglieder in dem neuen Zustand haben.·