DE3322220C2 - Steuersystem für einen Industrieroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Industrie­ roboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Steuersystem ist bekannt aus der "VDI-Zeitung", 1981, Seite 889-893.

Bei der Programmierung eines Roboters dieser Art wird der Roboter mit Hilfe manuell betätigbarer Steuervor­ richtungen sukzessiv in eine Anzahl von Positionen ge­ fahren, welche die Bewegungsbahn oder die Arbeitsstel­ lungen bestimmen, die der Roboter während des automati­ schen Betriebs durchfahren bzw. einnehmen soll. Diese Positionen werden in Form einer Reihe von Positionie­ rungsbefehlen im Programmspeicher des Roboters gespei­ chert. Außer den reinen Positionierungsbefehlen müssen im Programmspeicher weitere Befehle abgespeichert wer­ den, die zum Beispiel Angaben über die gewünschte Robo­ tergeschwindigkeit 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 Roboterbewe­ gung in Abhängigkeit von Eingangssignalen von äußeren Sensoren oder Ausrüstungen, über den Aufruf vorprogram­ mierter 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 Über­ einstimmung mit den Stellungsbefehlen gefahren und führt außerdem die Vorkehrungen (Maßnahmen) durch, die in den Befehlen programmiert sind.

Die Programmierarbeit wird oft von dem Benutzer des Ro­ boters vorgenommen, und es ist daher von großer Bedeu­ tung, 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 Ro­ boter in eine dieser Positionen gebracht worden ist, werden die diese Position kennzeichnenden Daten dadurch in den Programmspeicher gegeben, daß ein Bedienungsor­ gan, z. B. eine Drucktaste, betätigt wird. Dabei werden die im Roboter eingebauten Lagegeber (Positionsmeßglie­ der) abgelesen und die Koordinaten der Roboterposition werden als Positionierungsbefehl im Programmspeicher des Roboters gespeichert. Es ist bekannt, diese Posi­ tionsprogrammierung 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 die­ ses Verfahren nur bei mechanisch (gewichtsmäßig) aus­ balancierten Robotern anwendbar ist. Aus leicht verständ­ lichen 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. Aus der "VDI-Zeitung", 1981, Seite 889-893 ist es bekannt, die Bewegung des 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 des Steuersystems einprogrammieren oder be­ einflussen 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 Bedie­ nung 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 Bedienungs­ einheit 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 be­ kannt, 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 Zahlen­ werte und andere Informationen mit Hilfe der Volltasta­ tur eingegeben. Auf dem Bildschirm erscheint dabei die gerade behandelte Information, eventuell auch eine An­ zahl weiterer Informationen. Dies Verfahren ist sehr flexibel, hat jedoch zugleich erhebliche Nachteile. Erstens dauert es längere Zeit, insbesondere für unge­ übte 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 Hilfe nehmen, das die Namen und die korrekten Abkürzun­ gen der einzelnen Funktionen enthält. Aus diesen Gründen ist die Programmierung mit dieser Art von Bedienungsein­ heiten 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 er­ schwert die Programmierungsarbeit für die Bedienungs­ person.

In dem Buch von Joseph F. Engelberger "Industrieroboter in der praktischen Anwendung", 1981, wird auf Seite 29 die Pro­ grammierung eines Roboters für eine Druckgießmaschine be­ schrieben. Dabei ist außer dem am Sockel des Industrierobo­ ters vorhandenen Steuerschranks ein tragbares Gerät vorhan­ den, über welches die Programmierung der Bewegung des Robo­ ters vorgenommen wird. In der Druckschrift heißt es, daß die Befehlsglieder dieses tragbaren Gerätes sinnentsprechend zu betätigen sind, d. h. daß die "Bewegung des Hebels am Windro­ senschalter z. B. mit der Richtung übereinstimmt, in die sich das Glied des Industrieroboters bewegen soll".

In einem Aufsatz mit dem Titel "Softkeys erleichtern die Meßgeräte-Bedienung" in der Zeitschrift "Elektronik", 1982, Seite 51-56, wird die Verwendung von variablen Funktions­ tasten (Softkeys) für schwere mit einem Bildschirm ausgerü­ stete Tischmeßgeräte beschrieben, wobei die Funktionstasten am Rande des Bildschirmes angeordnet sind und auf dem Bild­ schirm die zugehörige veränderliche Funktionsbeschriftung der Funktionstasten erscheint. Dabei wird festgestellt, daß die Beschriftung statt mittels Bildschirm auch mittels ande­ rer alphanumerischer Anzeigen erfolgen kann. Mit Hilfe die­ ser variablen Funktionstasten wird das komplex einsetzbare Meßgerät für eine bestimmte Meßanwendung im voraus einge­ richtet, während die anschließende Messung automatisch ab­ läuft und die Meßergebnisse auf dem Bildschirm angezeigt werden.

Aus der EP-OS 23 864 ist die Programmierung der Bahn eines Roboters mittels der taktilen Folgeprogrammierung bekannt. Bei dieser Programmierungsart befindet sich am Roboterarm ein Führungsgriff mit taktilen Sensoren (Dehnungsmeß­ streifen), deren Meßwerte von der Steuerung fortlaufend ab­ gefragt werden. Der Programmierer ergreift den Roboterarm am Führungsgriff und führt ihn, unterstützt durch die Gelenk­ antriebe des Roboters, in die gewünschte Position. In den Positionspunkten werden dann die eingenommenen Roboterge­ lenkkoordinaten in das Programm der Bewegungsbahn ein­ gespeichert. Diese Programmierung erfordert, daß sich der Bediener körperlich in jede vom Roboter anzufahrende Posi­ tion begeben muß, was unbequem und aus Raumgründen häufig unmöglich ist. Die Programmierung anderer Befehle muß am Steuerschrank selbst vorgenommen werden.

Die US-PS 3 589 134 beschreibt einen Roboter, dessen Armbe­ wegungen über eine Steuereinheit gesteuert werden können, die mit einem Steuerhebel ausgerüstet ist. Dieser Steuerhe­ bel ist beweglich längs zueinander senkrecht stehender Ach­ sen. Zusätzlich ist der Steuerhebel drehbar, wobei durch Drehung in Verbindung mit der Betätigung eines Wählschalters ein bestimmter Bewegungsmodus gewählt werden kann, wie bei­ spielsweise das Durchfahren einer geraden Strecke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für einen Industrieroboter der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit welchem eine beliebige Person in der Lage ist, mit einem Mindestmaß an Ausbildung selbst komplizierte Programmierungen schnell, feinfühlig und einfach durchzufüh­ ren.

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

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zusätzli­ chen Ansprüchen genannt.

Bei dem Steuersystem gemäß der Erfindung wird der dritte Freiheitsgrad für die Bewegungssteuerung bei der Programmie­ rung durch Drehbarkeit des Steuerhebels verwirklicht, wo­ durch eine bedeutend feinfühligere und bequemere Führung des Roboters in dieser Koordinate möglich ist, als wenn die Be­ wegung in der dritten Koordinate durch eine Bewegung des Steuerhebels in seiner Längsrichtung vorgenommen werden müßte, bei der der Hebel - je nach Richtung der Bewegung - in Längsrichtung gezogen oder gedrückt werden müßte.

Außerdem ist gemäß der Erfindung - dank einer entsprechenden Umschaltung - die Verwendung desselben Steuerhebels sowohl für die Positionierung als auch für die Orientierung des Ar­ beitspunktes möglich, d. h. der Roboter kann mittels eines einzigen Steuerhebels in insgesamt sechs Freiheitsgraden be­ quem bewegt werden.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert wer­ den. Es zeigen

Fig. 1 einen Industrieroboter mit einem Blockschalt­ bild eines Steuersystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Bedienungstafel einer Programmiereinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Programmiereinheit,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines zu dem Steuersystem gehörenden Steuerschrankes,

Fig. 5 den Aufbau der Teile des Steuersystems, welche die Auswahl der gewünschten Funktion bewirken,

Fig. 6 eine Darstellung des Arbeitsablaufes im Steu­ ersystem bei der Funktionswahl,

Fig. 7 ein Beispiel für die Durchführung einer Funktionswahl und

Fig. 8 ein Beispiel für die Funktionswahl.

Fig. 1 zeigt den mechanischen Teil MR des Robotersystems. Er enthält eine beste Grundplatte 1, auf der das Unter­ teil 2 des Roboters um eine vertikale Achse drehbar an­ geordnet ist. Der untere Arm 3 des Roboters ist im Ver­ hältnis 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 dreh­ bar. Am Außenende des oberen Arms 4 sitzt die sog. Ro­ boterhand, die in beispielsweise zwei oder drei Freiheits­ graden 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 Bearbei­ tungswerkzeug, 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 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 Steuer­ schrank kann dabei Servosysteme für die Lage- und/oder Geschwindigkeitssteuerung von in der Zusatzausrüstung be­ findlichen Motoren enthalten. Ferner kann der Steuer­ schrank 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 einem Eingang angeschlossenen Sensors festgestellt wird. Die Ausgänge können ebenfalls digital oder analog sein und dazu benutzt werden, an einer be­ stimmten Stelle des Roboterprogramms bestimmte äußere Vorrichtungen zu aktivieren. Eine separate, tragbare Programmiereinheit PU ist über ein Kabel 7 mit dem Steu­ erschrank CC verbunden. Die Kommunikation zwischen der Bedienungsperson und dem Steuersystem erfolgt über diese Programmiereinheit und über eine zum Steuerschrank gehö­ rende Bedienungstafel. Auf dem Steuerschrank befindet sich ein Fach, in das die Programmiereinheit gelegt wer­ den kann, wenn sie nicht benutzt wird.

Fig. 2 zeigt die Bedienungstafel der Programmiereinheit. An der rechten Seite der Einheit befindet sich ein Steu­ erhebel 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 Fig. 2 an­ 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 Hil­ fe der Finger bedient. Wenn die Hand weggenommen wird, so wird dies von einem mit der Sicherheitsplatte 36 ver­ bundenen Sensor, z. B. Mikroschalter, erfaßt, und durch ein entsprechendes Signal wird das Steuersystem so beein­ flußt, daß eine Betätigung des Steuerhebels keine Bewe­ gung des Roboters zur Folge hat. Hierdurch wird verhin­ dert, 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 be­ einflussen 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 Ver­ hältnis zur Roboterhand hat, beispielsweise das Ende eines in die Roboterhand eingesetzten Bearbeitungswerk­ zeuges. Die Lage dieses Punktes wird mit Hilfe des Steu­ erhebels 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 Arbeits­ punktes 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 be­ schaffen sind. Dabei hat sich gezeigt, daß man die absolut einfachste und schnellste Programmierung dann erhält, wenn der Steuerhebel die folgenden Eigenschaften hat:

• a) der Steuerhebel wird von Federkräften in seine neu­ trale Stellung zurückgeführt, und es ist eine ge­ wisse Mindestkraft erforderlich, um den Steuerhebel (einschließlich des Knaufes 34a) aus seiner neutra­ len 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 An­ zeigeeinheit mit fluoreszierenden alphanumerischen Zeichen. Jede Zeile kann gleichzeitig bis zu 40 alpha­ numerische 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 Funk­ tionstasten oder über die Wahl, Fragen oder Wünsche be­ treffend verschiedener Daten. In der oberen Displayzeile werden z. B. aktuelle Befehle aus dem Roboterprogramm angezeigt.

Die Funktionstasten FB1-FB5 können verschiedene Funktionen haben, was davon abhängt, in welchem Arbeits­ zustand sich der Roboter gerade befindet. Diese Tasten werden daher im folgenden variable Funktionstasten ge­ nannt. Die Programmierungseinheit hat ferner eine An­ zahl Funktionstasten 17-32 mit gleichbleibenden Funk­ tionen; diese werden im folgenden feste Funktionstasten oder Steuertasten genannt. Weiter gibt es einen Tasten­ block 33 zur Eingabe numerischer Daten in das Roboter­ programm, z. B. zur Definition der Fortbewegungsgeschwin­ digkeit des Roboters, einer Wartezeit, einer Positions­ verschiebung 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 Funktio­ nen zugeordnet, und zwar für jeden Grundzustand eine andere, welche aus dem Text über jeder Taste in der unte­ ren Displayzeile 102 hervorgehen. In einem bestimmten Grundzustand können mit Hilfe der variablen Funktions­ tasten entweder Unterzustände, in welchen die Funktions­ tasten 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 licher beschrieben werden.

Die Taste 22 ist eine Stopptaste, welche den Programm­ ablauf und damit die Bewegung des Roboters stoppt. Mit Hilfe der Tasten 23 und 24 kann die Bewegungsgeschwin­ digkeit 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 ge­ wählt, 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 ein­ nimmt. 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 Steuer­ hebel eine andere Funktion als die vorstehend beschrie­ bene geschwindigkeitssteuernde Funktion. Wenn diese Taste gedrückt ist, wird bei jeder Betätigung des Steuer­ hebels in einer bestimmten Richtung der Roboter um ein vorbestimmtes Inkrement, z. B. 0,1 mm, in dieser Rich­ tung weiterbewegt, wodurch die Feineinstellung der Ro­ boterposition erleichtert wird und die gewünschte Po­ sition genau angefahren werden kann. Mit Hilfe der Tasten 29-32 können zwei verschiedene auf der Roboter­ hand 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 ermög­ lichen.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Programmier­ einheit FU. Der Steuerhebel 34 mit drehbarem Knauf 34a enthält drei z. B. als Potentiometer ausgebildete Geber 34x, 34y und 34z, welche die Stellung des Steuerhebels 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 Bedie­ nungselemente einschließlich des Steuerhebels ab und überträgt diese Daten über einen Datenbus 7a, z. B. in serieller Form, an den Steuerschrank CC. Die Kommuni­ kationseinheit 41 empfängt über den Datenbus 7a auch Befehle über den gewünschten aktuellen Text auf der An­ zeigeeinheit 10 und befördert diese in Form geeigneter Steuersignale an die Anzeigeeinheit weiter.

Fig. 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 Kommunikations­ glied 7a und mit den übrigen Einheiten des Steuer­ schranks über einen Datenbus 43. Ferner enthält der Steuerschrank einen Arbeitsspeicher MM, in welchem alle für den Betrieb des Roboters erforderliche Daten ge­ speichert sind. Der Arbeitsspeicher enthält einerseits einen sog. Steuerspeicher, z. B. aus einem PROM bestehend, in dem die für dem Betrieb des Roboters generell be­ nötigten Daten, z. B. Koordinatentransformationsfunktio­ nen, gespeichert sind. Andererseits enthält der Arbeits­ speicher MM einen Anwenderspeicher, in dem die vom An­ wender für jeden Betriebsfall eingegebenen Positionie­ rungsbefehle und sonstigen Befehle gespeichert werden, die den Arbeitszyklus des Roboters beschreiben. Der An­ wenderspeicher kann ein Halbleiterspeicher mit Batterie- Back-up sein. Der Steuerschrank enthält ferner eine Be­ dienungstafel CP, über welche das System gestartet wer­ den kann, der Roboter gestartet und stillgesetzt werden kann, ein Notstopp des Systems ausgelöst werden kann und eventuell die Verbindung mit einem externen Speicher (Massenspeicher), z. B. eine flexible Magnetspeicherschei­ be (Floppy-disk) hergestellt werden kann. Ein Servo­ system SS1 erhält von den verschiedenen Achsen des Ro­ boters Daten über deren Stellung (Lage) und eventuell auch über deren Verstellgeschwindigkeit, vergleicht diese Daten mit Sollwerten, die von dem im Arbeitsspeicher ge­ speicherten Programm des Roboters oder von der Pro­ grammiereinheit geliefert werden, und steuert über eine Antriebsvorrichtung DU1 die Antriebsmotoren der Roboter­ achsen. In entsprechender Weise sind ein Servosystem SS2 und eine Antriebseinheit DU2 zur Steuerung der Zusatz­ ausrüstung EE vorhanden. Eine Steuereinheit IOC ist mit den Ein- und Ausgängen I/O des Steuerschranks verbunden. Diese Steuereinheit enthält Anordnungen zum Abtasten und eventuell zur Analog-Digitalumwandlung der Eingangssig­ nale sowie zur Steuerung der Signale an den Ausgängen und für die erforderliche Digital-Analogumwandlung. Der Steuerschrank enthält außerdem eine Energieversorgungs­ einheit PS, welche die verschiedenen Teile des Systems mit den erforderlichen Speisespannungen versieht.

Die Ausgestaltung der Programmiereinheit basiert auf dem Prinzip "selbstbelehrenden Bedienerkommunikation". Dies bedeutet, daß die durch die variablen Funktions­ tasten FB1-FB5 auslösbaren Funktionen von dem System durch Klartextanzeige auf der Wiedergabeeinheit ange­ zeigt werden, und zwar derart, daß der Bediener in je­ dem Augenblick darüber informiert wird, welche Maßnahmen zulässig sind. Nachstehend sollen die Teile des Steuer­ systems näher beschrieben werden, die von den Funktions­ tasten betroffen werden und die die Funktionstasten steuern.

Wie Fig. 5 zeigt, enthält das Steuersystem eine Ein­ heit OC für die Bedienerkommunikation. Diese Einheit 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, Programmie­ rungshilfstexte, Funktionstastentexte und Fehlermittei­ lungstexte. 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, nach­ dem die Vorkehrungen durchgeführt wurde. Die Tabelle ORT über Vorkehrungsroutinen enthält Detailinformatio­ nen über die verschiedenen Vorkehrungsroutinen. Die Ein­ heit OC für die Bedienerkommunikation erhält Eingangs­ signale von der Programmiereinheit PU, die angeben, wel­ che Funktionstasten betätigt wurde, sowie Eingangssig­ nale von der Zusatzausrüstung EE und über die Eingänge. I/O von der äußeren Ausrüstung oder der Prozeßausrüstung, sog. Prozeßsignale. Die Einheit OC steuert außerdem ei­ nen 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 OS1-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 Funktions­ tasten 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 Vorkeh­ rungen getroffen werden, z. B. "Start der Programmaus­ führung". Diese Operationen werden von dem Zustands­ decoder CD verwaltet. Er erhält Eingangssignale von der Programmiereinheit und die Prozeßsignale und erhält da­ mit Information darüber, welche Bedienungsorgane be­ tätigt 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 akti­ vem 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 Zustands­ tabelle hervorgeht, wird eine Zustandsänderung durchge­ führt, die folgendes bedeutet:

• a) Eine Anzahl von Vorkehrungen wird getroffen durch Aufruf von Vorkehrungsroutinen in der Vorkehrungsta­ belle ORT. Dabei können mehrere Befehlssignale an andere Teile des Systems gesandt oder Prozeßdaten PD geändert werden. Welche Vorkehrungsroutinen aufgeru­ fen werden, geht aus den Daten in der Zustandstabelle hervor.
• b) Der nächste Zustand wird aktiv, wobei das Anzeige­ glied PO einen neuen Wert erhält, der aus Daten in der Zustandstabelle hervorgeht, die den nächsten Zu­ stand anzeigen.
• c) Ein neuer Text wird in der unteren Display-Zeile an­ gezeigt, der die neuen Funktionen der Funktionstasten nennt. Diese Texte werden der Texttabelle TT ent­ nommen und von Daten in der Zustandstabelle ange­ zeigt. 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 x gedrückt wird, wenn dich 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 Fig. 6 hervor. Es wird angenommen, daß das System m verschiedene Zustände einnehmen kann, so daß die Zu­ standstabelle in Posten enthält, die mit C1-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 Feh­ lerzustände. Ein zulässiges Eingangssignal wird mit Hilfe eines in der Zustandstabelle gespeicherten Identitäts­ codes 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) ausge­ schrieben. Ein Eingangssignal, z. B. IS1, das beispiels­ weise durch Drücken der Funktionstaste FB1 ausgelöst wird, veranlaßt, wie genannt, eine Identitätsprüfung, was in Fig. 6 mit ID1 dargestellt ist. Die Zustandsta­ belle enthält eine Liste über die Vorkehrungen, O11-O1q1, die als Folge des Drückens der Taste FB1 getroffen wer­ den sollen. Der Reihe nach werden Adressen POR11-PORq1 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 IS1 ausgelöst wur­ den. 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 Fig. 7 ausführlicher beschrieben werden, die links 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 mit C79 bezeichneten Zustand eintritt. Zuerst wird dann eine in der Zustandstabelle gespeicherte Textadresse ab­ gegeben, 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).

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 151 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 gedrückt wurde, geht man in der Zustandstabelle weiter und führt oder Reihe nach die Vor­ kehrungen 01-03 durch, die in der Zustandstabelle unter dem Eingangssignal IS1 definiert sind. Für jede Vorkeh­ rung 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 OR103 in der Vorkehrungsroutinentabelle adressiert ist, die Vorkehrung 2 adressiert den Posten OR208 in der Vorkehrungsroutinentabelle, und die Vor­ kehrung 03 adressiert den Posten OR179. Wenn alle Vor­ kehrungen 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 Funktions­ tasten 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 ge­ speichert sind, zeigt die folgende Tabelle:

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

• 1. Den Leittext, der für den weiteren Dialog zwischen dem Bediener und dem Robotersystem von Bedeutung ist.
• 2. Befehlsnummer und Befehl oder Teil des Befehls ein­ schließlich Argument.
• 3. Alle Arten von Fehlermitteilungen.

Die untere Zeile des Displays dient zur Ausgabe der Re­ aktion des Robotersystems auf die Vorkehrungen des Be­ dieners während des Dialogs.

Die folgenden Ausschriften können vorkommen:

• 1. Wahl von vier verschiedenen Funktionen sowie einer Funktion (SCAN), die es ermöglicht, weitere Funktio­ nen aufzurufen ("Blätter-Vorgang").
• 2. Wahl von bis zu vier verschiedenen Teilfunktionen, die den im vorgenannten Punkt genannten Funktionen unter­ geordnet sind.
• 3. Fragen mit den Beantwortungsalternativen Ja oder Nein.
• 4. Fragen, welche die Eingabe von Daten von der Ziffern­ tastatur erfordern, sowie die Funktionen EINGEBEN und LÖSCHEN.

Die Wahl der gewünschten Funktion oder Teilfunktion ge­ schieht 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.

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

Im folgenden wird beschrieben, wie sich der Bediener ver­ halten 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 unte­ ren Zeile der Anzeigeeinheit der Text gemäß der oberen Zeile in Fig. 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 Dis­ play erschienen ist, wird die zugehörige, Funktions­ taste gedrückt.

Mit der SCAN-Funktion können die Funktionen also gewisser­ maßen "durchgeblättert" werden. Nachdem sämtliche Funk­ tionen angezeigt wurden, hat das nächste Drücken der SCAN-Taste zur Folge, daß die zuerst gezeigten Funktions­ texte 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 Steuer­ taste drückt. Nach dem Drücken einer Steuertaste wer­ den immer die vier ersten Funktionsarten gezeigt.

Wenn eine Funktion gemäß vorstehender Beschreibung ge­ wählt worden ist, kann das System auf die Weise reagie­ ren, daß es weitere Informationen verlangt. Wie der Be­ diener diese Information eingibt, wird nachstehend be­ schrieben.

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

Weitere Information kann das System auch dadurch verlan­ gen, 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 beantwor­ 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 HINGEBEN 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 gegeben werden, in dem Feld rechts von DATA = gezeigt. Wenn sich der Bediener davon überzeugt hat, daß der ein­ gegebene 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 Fig. 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.

SAMMA (DASSELBE)

Die Funktion SAMMA wird benutzt, wenn mehrere Positio­ nierungsbefehle 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 Po­ sition wiederholt. Nach dem Drücken von SAMMA wird in der oberen Display-Zeile der aktuelle Befehl mit sämt­ lichen 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 wählen, indem man eine große oder kleine Nullzone an­ gibt. Eine große Nullzone ergibt eine geringere Genauig­ keit.

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 automa­ tisch 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 Be­ wegung des Roboters bei einem Signal an einem Eingang unterbrochen werden soll. Beim Drücken dieser Funktions­ taste erhält man neue Leittexte, und mit Hilfe der Funktionstasten kann dann der Eingang spezifiziert wer­ den, und die Bedingungen für die Unterbrechung werden definiert.

PENDL (PENDELUNG)

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

Das Bewegungsmuster wird vorher in einem Unterprogramm mit einer bestimmten Nummer definiert. Dieses Unterpro­ gramm wird Pendelprogramm genannt. Das Pendelprogramm wird im Zusammenhang mit der Programmierung des End­ punktes der geradlinigen Verschiebung dieser überlagert. Die Eingabe des Argumentes der Funktion PENDL ge­ schieht wie folgt:

• 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 Bewe­ gungsmuster in dem Arbeitsbereich des Roboters paral­ lelverschoben 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 ver­ schoben, 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 Fig. 8 hervorgeht, können in der Gruppe von Funktionen, die mit Hilfe der Steuertaste POS gewählt werden können, weitere Funktionen und Leittexte F7-F12 vorkommen. Die Anzahl von Funktionen in dieser Gruppe kann beliebig groß sein. Wenn die Anzahl fünf oder we­ niger 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, Programmabschnit­ te 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 Er­ gänzungen und andere Änderungen eines bereits vorhande­ nen Programms möglich sein. Hierfür gibt es Redigier­ funktionen unter der Steuertaste für Redigierung RED.

Unter der Steuertaste MAN gibt es eine Anzahl von Funk­ tionen, mit welchen man die Arbeitsweise des Roboter­ systems, 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, haben einige der Funktions­ tasten (17-32) eine feste Funktion und andere (FB1- FB5) eine variable Funktion. Einige der festen Tasten, die Steuertasten 17-21, werden dabei für die Wahl der Funktionsgruppe (z. B. POS) benutzt, während die übri­ gen festen Tasten (22-32) spezifizierte Funktionen haben. Einige oder alle Funktionstasten 22-32 können natürlich fortgelassen werden, wobei die Funktionen der Tasten statt dessen in das "Menü" einbezogen werden das man mit Hilfe der Steuertasten 17-21 erhält. In umge­ kehrter Weise können einige der in dem "Menü" vorkommen­ den Funktionen aus diesem herausgenommen werden und zu­ sätzlich festen Steuertasten (neben den in Fig. 2 ge­ 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 Steuer­ tasten 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 Funktions­ tasten FB1-FB5 die Funktion der Steuertasten zuteilt. Die beiden sich widersprechenden Forderungen nach einer kleinen Tastenanzahl an der Programmiereinheit einer­ seits 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, ver­ bindet das Steuersystem nach der Erfindung die Möglich­ keit einer schnellen, richtungsintuitiven und dadurch sicheren Positionierung des Roboters mit Hilde des Steuerhebels mit der Möglichkeit, den Roboter durch An­ leitung des Bedieners mit einem Mindestmaß an Tasten und ohne Konsultation von Handbüchern oder dergleichen richtig zu programmieren. Ferner kann eine Programmier­ einheit nach der Erfindung ohne Änderungen mit einer un­ begrenzten Anzahl neuer oder geänderter Programmier­ funktionen erweitert werden. Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Programmiereinheit durch einfache Umprogrammierung der Texttabelle derart ge­ ändert 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 Bedienungs­ vorrichtung, die gerade gewünschte Sprache für die Leit­ texte und, die übrigen Informationen auf der Anzeige­ einheit auswählen kann.

Claims (9)

1. Steuersystem für einen Industrieroboter, der zur Program­ mierung mit Hilfe der Lernmethode eingerichtet ist,

• a) mit ersten Bedienungsorganen (34) zur manuellen Steuerung des Roboters während des Programmierens in mehrere Positio­ nen, die die Arbeitsbahn des Roboters bestimmen,
• b) mit Speichern (MM) zur Speicherung der Koordinaten der ge­ nannten Positionen und weiterer Befehle, die zusammen einen Arbeitszyklus des Roboters bestimmen,
• c) mit zweiten Bedienungsorganen (FB1-FB5, 16-33) zur Betäti­ gung des Steuersystems während des Programmierens und zur Speicherung der genannten Befehle
• d) und mit Vorrichtungen (CU, SS1, DU1), die den Roboter bei sei­ nem automatischen Betrieb in Übereinstimmung mit den in den Speichern beim Programmieren gespeicherten Daten steuern,
• e) wobei die ersten und zweiten Bedienungsorgane (34; FB1-FB5) (10) in einer tragbaren Programmierungseinheit (PU) verei­ nigt sind, die mit Hilfe eines Kommunikationskanals (7a) mit den übrigen Teilen des Steuersystems verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

• f) daß die ersten Bedienungsorgane als ein Steuerhebel (34) zur Steuerung der Bewegung des Roboters ausgebildet sind,
• - wobei der Steuerhebel (34) mindestens drei Freiheitsgrade hat, von denen einer in einer Drehmöglichkeit des Steuer­ hebels oder eines seiner Teile (34a) um die Längsachse des Hebels besteht,
• - und wobei ein Umschalter (37) an der Programmierungsein­ heit vorhanden ist, mit dessen Hilfe der Steuerhebel wahlweise zur Steuerung des Arbeitspunktes des Roboters oder zur Steuerung der Orientierung der Roboterhand ver­ wendet werden kann,
• g) daß die zweiten Bedienungsorgane eine Gruppe von Bedienungs­ gliedern (FB1-FB5) enthalten, von denen jedes mehrere ver­ schiedene Funktionen auslösen kann (variable Funktions­ tasten), wobei die gerade auslösbare Funktion von dem Ar­ beitszustand des Steuersystems abhängt, der durch Betätigung einer von mehreren festen Funktionstasten (17-21) der Pro­ grammierungseinheit auswählbar ist,
• h) daß eine Anzeigevorrichtung (10) vorhanden ist, die für jede der genannten variablen Funktionstasten (FB1-FB5) die gerade auslösbare Funktion der variablen Funktionstaste sowie ein­ gegebene Befehle, Eingabeaufforderungen oder Eingabefehler anzeigt,
• i) daß das Steuersystem einen außerhalb der Programmiereinheit (PU) angeordneten Zustandsdekoder (CD) enthält, der Eingänge zur Decodierung von in Datenspeichern (CT, TT) gespeichert Daten sowie Ausgänge zur Abgebung von Signalen (OS1-OSp) zur Steuerung des Roboters hat,
• j) und daß ein mit dem Zustandsdekoder (CD) verbundener Datenspeicher mit einer im voraus gespeicherten Zustandsta­ belle (CT) vorhanden ist, die für jeden Arbeitszustand, den das System einnehmen kann, Daten enthält, welche
• j1) die gerade durch jede variable Funktionstaste (FB1-FB5) auslösbare Funktion zur Wiedergabe mit Hilfe der Anzeige­ vorrichtung und
• j2) für jede variable Funktionstaste (FB1-FB5) einerseits die Vorkehrungen, die das Steuersystem in dem gerade herr­ schenden Zustand bei der Aktivierung der Funktionstaste treffen soll und andererseits den neuen Zustand, den das System nach Durchführung der Vorkehrungen einnehmen soll, definiert,
• - wobei das Steuersystem bei der Aktivierung einer variablen Funktionstaste (FB1-FB5) die genannten Vorkehrungen trifft und danach auf der Anzeigevorrichtung die Funktio­ nen anzeigt, welche die variable Funktionstasten (FB1- FB5) in dem neuen Zustand haben.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Daten, die den neuen Zu­ stand definieren, die Form einer Adresse an der Stelle in der Zustandstabelle (CT) haben, wo die zum Arbeitszustand gehörigen Da­ ten gespeichert sind.

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

4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pro­ grammierungseinheit eine umstellbare Taste (28) vorhanden ist und daß die Steuerhebelfunktion so beschaffen ist, daß in einer Stellung der Taste (28) eine Betätigung des Steuer­ hebels (34), unabhängig von der Größe des Betätigungshubes, der Roboter in der vorgegebenen Richtung sich nur um ein vorbestimmtes Inkrement weiterbewegt.

5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während gewisser Arbeitszustände die variablen Funktions­ tasten (FB1-FB5) zur Wahl neuer Arbeitszustände des Steuer­ systems vorgesehen sind.

6. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzei­ gevorrichtung (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der er­ ste Teil (101) zur Wiedergabe der Programminformationen aus­ gebildet ist und der zweite Teil (102), der in räumlicher Beziehung zu den Bedienungsorganen angeordnet ist, zur Wie­ dergabe von Information über die gerade durch jede variable Funktionstaste auslösbaren Funktion ausgebildet ist.

7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzei­ gevorrichtung (10) die durch jede variable Funktionstaste gerade auslösbare Funktion in Form einer Textausgabe an­ zeigt.

8. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zumindest für gewisse Arbeitszustände die Anzahl der auslösbaren Funktionen größer ist als die Anzahl der vari­ ablen Funktionstasten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine variable Funktionstaste (FB5) zur gruppenweisen Auswahl der auslösbaren Funktionen und zur Zu­ ordnung der gewählten Funktionen zu den übrigen variablen Funktionstasten vorhanden ist.