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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Programmieren eines
Roboters oder eines ähnlichen
Automaten, der ein Werkzeug trägt,
wobei das System eine Steuereinheit, die zum Steuern der Bewegungen
des Roboters gemäß mehrerer
Achsen wirkt, und einen tragbaren Programmierterminal, der operativ
mit der Steuereinheit verbunden ist, umfasst, wobei der Terminal
- – Auswahlmittel,
die manuell betrieben werden können,
um ein gewünschtes
Koordinatensystem unter einer Vielzahl von in der Steuereinheit
gespeicherten Koordinatensystemen („Basis", „Werkzeug", „Gelenke") auszuwählen;
- – erste
Bewegungssteuermittel, deren Betrieb von einer durch die Auswahlmittel
getroffenen Auswahl abhängt,
wobei die ersten Bewegungssteuermittel eine Vielzahl von Bewegungstasten
umfassen, die manuell betrieben werden können, um der Steuereinheit
ein entsprechendes Befehlssignal für den Roboter bereitzustellen,
wobei das Befehlssignal darauf abzielt, das Werkzeug zu veranlassen,
eine Drehung oder translatorische Bewegung um oder entlang einer
Achse auszuführen,
welche der Druckknopf-betriebenen Bewegung in dem durch die Auswahlmittel
ausgewählten
Koordinatensystem entspricht,
- – Positionslehrmittel,
die manuell betrieben werden können,
um eine von einem vorbestimmten Punkt am Werkzeug in Folge einer
Bewegung des Roboters erreichte Position zu speichern,
umfasst.
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Derartige
Programmiersysteme sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt,
wie aus den Dokumenten
EP
0 974 884 A2 oder
EP
0 792 726 A1 ersichtlich ist.
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Der
Vorgang der Programmierung eines Roboters besteht im Wesentlichen
darin, dass dem Roboter manuell die Bahn gelehrt wird, die einer
seiner Punkte automatisch wiederholen muss, um eine bestimmte Anwendung
aus zuführen.
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Dieser
Punkt wird durch den so genannten „Werkzeug-Zentrums-Punkt" (Tool Centre Point, TCP) gebildet,
der die Position des aktiven Teils des an dem Handgelenk des Roboters
montierten Werkzeugs kennzeichnet, d.h. des Teils des Werkzeugs, der
die Operation ausführt,
und der durch einen Betreiber auf eine für die Anwendung günstige Art
und Weise definiert wird; in Anbetracht dessen ist der TCP beispielsweise
im Fall eines Lichtbogenschweißvorgangs
an der Spitze des Schweißbrenners
am Ende des Schweißdrahts
angeordnet; bei Dichtungsanwendungen ist der TCP stattdessen entsprechend
einer Düse
für das
Ausströmen
des Dichtmittels angeordnet, während
er bei Anwendung, die eine elektrische Punktschweißdüse erfordern,
einer der beiden Elektroden oder einem Punkt zwischen ihnen entspricht.
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Der
Großteil
der Programmierzeit wird darauf verwendet, dem Roboter manuell zu
befehlen, die optimalen Punkte, denen die Bahn des TCP folgen muss,
zu kennzeichnen und ihre Koordinaten zu speichern. Zu diesem Zweck
wird ein tragbarer Programmierterminal bereitgestellt, der als „Handprogrammiergerät" bekannt ist, welches
mit der Robotersteuereinheit verbunden ist und in der Regel eine
Anzeige und eine Reihe von Druckschaltern zum Programmieren und
manuellen Befehlen der Bewegungen des Roboters umfasst; der Programmierterminal ist
normalerweise mit der Steuereinheit über eine lange Leitung verbunden,
die es dem Betreiber gestattet, sich in der Nähe des Arbeitsgebiets des Roboters zu
bewegen, um in der Lage zu sein, die Punkte und Bahnen des TCP präzise zu
bestätigen.
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Um
die Variationen der Haltung des Roboters manuell zu befehlen, verwendet
der Betreiber spezifische Druckschalter des Programmierterminals,
die als „Jog"-Druck schalter oder
Tasten bekannt sind und die Betätigung
einer oder mehrerer Achsen des Roboters befehlen.
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Durch
Betätigung
der Jog-Druckschalter des tragbaren Terminals kann der TCP in eine
spezifische positive oder negative Richtung innerhalb eines durch
den Betreiber unter einer Vielzahl möglicher Bezugssysteme ausgewählten Bezugssystems
betätigt
werden; beispielsweise ist in der Regel ein Bezugssystem der Robotergelenke,
das als „Gelenke" bekannt ist, bereitgestellt,
wobei ein Vektor in einem derartigen System die Winkelposition jedes
der Gelenke darstellt; außerdem
sind Kartesische Bezugssysteme bereitgestellt, wie die normalerweise
als „Basis" und „Werkzeug" bekannten, wobei
sich das erstgenannte auf die Basis des Roboters und das zweite
auf das an dem Ende des Roboters positionierte Werkzeug bezieht.
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Um
dem TCP dicht zu folgen und seine Positionierung visuell zu überprüfen, bewegt
sich der Betreiber fortwährend
um den Roboter, wobei sich der Betreiber natürlich auch relativ zu den Ursprüngen der
oben erwähnten
Bezugssysteme bewegt, was zu einem gewissen Grad den Programmiervorgang kompliziert,
auch mit Blick darauf, dass der Betreiber bei jeder Gelegenheit
das Bezugssystem auswählen muss,
das er zu benutzen wünscht;
an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass zum erfolgreichen Speichern
der einzelnen Arbeitspunkte des Werkzeugs der Anwendung es gelegentlich
notwendig ist, mehrere Achsen des Roboters zu bewegen.
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Der
Einsatz der Programmierterminals aus dem Stand der Technik ist für den Betreiber
auch allgemein umständlich,
da einige der Druckschalter schwierig durch die Finger und nur bei
ständigem Ändern der
Handhaltung zu erreichen sind.
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Aufgrund
des Vorhandenseins eines Sicherheits-Druckschalters (als Totmann-Einrichtung
bekannt), der ge drückt
gehalten werden muss, während der
Roboter mit Hilfe der Jog-Druckschalter betätigt wird, ist die Verwendung
der Programmierterminals aus dem Stand der Technik in einigen Fällen sogar mühselig.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Vorgang des
Programmierens eines Roboters durch einen Betreiber zu vereinfachen und
unmittelbarer zu gestalten als in Systemen nach dem Stand der Technik.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen tragbaren Terminal zum
Programmieren von Robotern zu erhalten, der vom ergonomischen Standpunkt
her einen besonders vorteilhaften Aufbau aufweist, um den Programmiervorgang
weiter zu erleichtern.
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Diese
und andere Aufgaben, die im Folgenden leicht ersichtlich werden,
werden gemäß der Erfindung
durch ein System zum Programmieren erreicht, wie es zu Beginn der
vorliegenden Beschreibung angedeutet wurde und dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Terminal zusätzliche
Bewegungssteuermittel umfasst, um der Steuereinheit ein jeweiliges
Robotersteuersignal bereitzustellen, das darauf abzielt, eine Verschiebung
des vorbestimmten Punktes an dem Werkzeug relativ zu einem zuvor
eingestellten Bezugspunkt zu verursachen, wobei
- – die Position
des Bezugspunkts modifiziert werden kann,
- – der
Terminal Mittel zum Modifizieren der Position des Bezugspunkts umfasst,
und
- – das
Steuersignal, das als Ergebnis des Betreibens der zusätzlichen
Bewegungssteuermittel erzeugt wird, unabhängig von dem mittels der Auswahlmittel
ausgewählten
Koordinatensystem ist.
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Vorteilhafterweise
kann der vorbestimmte Punkt an dem Werkzeug durch den TCP dargestellt werden
und der Bezugspunkt kann durch die Position des Terminals und somit
des ihn haltenden Benutzers relativ zu dem Roboter dargestellt werden.
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Der
Betreiber, der sich während
der Programmierphase innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters
bewegt, kann auf einfache und rasche Art und Weise seinen eigenen
Bezugspunkt ändern,
der auf seiner eigenen Winkelausrichtung relativ zu dem Roboter
basiert, und muss nicht präventiv
ein bestimmtes Bezugssystem der ersten Bewegungssteuermittel, d.h.
der Jog-Druckschalter, auswählen
und letztere dann zum Befehlen der Bewegung des Roboters verwenden;
der Betreiber muss nur die zusätzlichen
Bewegungssteuermittel betätigen,
um die gewünschte
Bewegung des TCP relativ zu seinem Beobachtungspunkt zu erhalten,
nachdem der Bezugspunkt eingestellt wurde.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich,
welche lediglich beispielhafte und nicht einschränkende Beispiele bereitstellen,
und in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Roboterprogrammiersystems gemäß der Erfindung;
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2 eine
Ansicht des Vorderteils eines tragbaren Programmierterminals, der
in dem erfindungsgemäßen System
enthalten ist;
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3 eine
Ansicht des rückwärtigen Teils des
Terminals aus 2;
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4 ein
Beispiel eines Anzeigeschirms, der zur Eingabe von Betriebsparametern
des Terminals aus 2 verwendet werden kann; zeigt.
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In 1 bezeichnet
die Bezugszahl 1 einen im Wesentlichen bekannten Industrieroboter,
der eine Vielzahl von Gelenken 2 und ein Endhandgelenk 3 aufweist,
das ein Werkzeug 4 trägt,
welches hier als Schweißbrenner angenommen
wird; wie im Einführungsteil
der vorliegenden Beschreibung erläutert, verkörpert das Ende des Werkzeugs 4 den
so genannten „Werkzeug-Zentrums-Punkt" oder TCP.
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Der
Roboter 1 ist beispielsweise mittels eines elektrischen
Kabels mit einer entsprechenden Steuereinheit 5 verbunden;
an die Einheit 5 ist auch ein tragbarer Terminal 6 angeschlossen,
der von einem Betreiber 7 zur Programmierung des Roboters 1 verwendet
wird.
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Die
praktischen Mittel zur Konstruktion der mit Einheit 5 und
Terminal 6, die vorzugsweise mit einem entsprechenden Mikroprozessorsteuersystem versehen
sind, gehen über
die Aufgaben der vorliegenden Erfindung hinaus.
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Wie
zuvor beschrieben „simuliert" der Betreiber 7 zu
Programmierungszwecken eine Arbeitsphase, zu deren automatischen
Ausführung
der Roboter 1 später
angewiesen wird, wobei die Haltung des Roboters mittels entsprechender,
an dem Terminal 6 vorgesehener Druckschalter geändert wird;
mittels anderer Druckschalter an dem Terminal 6 speichert der
Betreiber 7 die Koordinaten des für den TCP identifizierten optimalen
Wegs.
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Die
Systemsteuerlogik ermöglicht,
dass die Jog-Druckschalter bei jeder Gelegenheit Translations- und
Drehbewegungen der Achsen des Roboters 1 mit Bezug auf
verschiedene mögliche
Bezugssysteme (Gelenke, Basis, Werkzeug usw.) befehlen, die der
Betreiber 7 auswählen
und bei jeder Gelegenheit präventiv
auswählen
muss. Diese Umstände
machen den Vorgang des Programmierens mittels des Terminals 6 wie
zuvor beschrieben kaum intuitiv, auch mit Blick auf den Umstand,
dass der Betreiber 7 fortwährend seine operative Position
relativ zu den Ursprüngen
der verschiedenen auswählbaren
Bezugssysteme ändert.
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Aus
diesem Grund ist der Terminal 6 gemäß einem wichtigen Aspekt der
vorliegenden Erfindung zusätzlich
zu den üblichen
Jog-Druckschaltern mit zusätzlichen
Mitteln zum Steuern der Bewegung des Roboters 1 versehen,
die durch ein jeweiliges Anwendungsprogramm unterstützt werden,
das sich in der Steuereinheit 5 befindet; die zusätzlichen
Mittel, beispielsweise in der Form eines Druckschalters oder eines
Joysticks sind vorgesehen, um die Verschiebung des TCP relativ zu
einem Bezugspunkt, der vorteilhafterweise der Position des Betreibers 7 entsprechen
kann und der bei jeder Gelegenheit der Steuereinheit 5 mitgeteilt
wird, auf schnelle und direkte Art und Weise zu steuern.
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2 und 3 zeigen
einen Programmierterminal 6, der die zusätzlichen
Bewegungssteuermittel umfasst und eine konstruktive Struktur aufweist,
die von einem ergonomischen Standpunkt aus besonders vorteilhaft
ist.
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Aus
den Figuren ist zunächst
ersichtlich, dass der Körper
des Terminals 6 einen oberen Abschnitt 10, in
dem eine Anzeigeeinrichtung D angeordnet ist, und einen unteren
Abschnitt 11 umfasst, in dem die zu Bewegungs- und Programmierzwecken des
Roboters 1 häufiger
verwendeten Druckschalter positioniert sind.
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Aus
den Figuren ist auch leicht ersichtlich, dass die Breite des unteren
Abschnitts 11 progressiv auf seinen Verbindungsbereich
mit dem oberen Abschnitt 10 zu abnimmt; diese Konfiguration
des Körpers
des Terminals 6 ist von einem ergonomischen Standpunkt
aus extrem vorteilhaft, da es dem Betreiber 7 ermöglicht,
den Terminal selbst mit beiden Händen
entsprechend den beiden Längsseiten
von Abschnitt 11 zu halten, während sie ihm den Einsatz seiner
Daumen ermöglicht,
um die häufiger
verwendeten Bewegungs- und Speicher-Druckschalter zu drücken, wie
im Folgenden leicht ersichtlich sein wird.
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Wie
im Stand der Technik ist Terminal 6 mit einer Sicherheitseinrichtung
versehen, die gewöhnlich
als „Totmann"-Einrichtung bekannt
ist und durch den Betreiber 7 aktiv gehalten werden muss,
um die Operation der Bewegungs-Druckschalter des Roboters zu ermöglichen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist im hinteren Teil des Körpers des Terminals 6 zentral
eine sich in der Längsrichtung
erstreckende Ausnehmung definiert, die in 3 mit der Bezugszahl 12 versehen
ist; von jeder der Längsoberflächen der
Ausnehmung 12 erstreckt sich auf das Innere der Ausnehmung
selbst der Knopf 13 eines entsprechenden Druckschalters,
der Teil der Totmann-Einrichtung ist; wie leicht ersichtlich ist,
haben die beiden Knöpfe 13 im
Wesentlichen die Form eines länglichen
Balkens.
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Die
Ausnehmung 12 und die Knöpfe 13 dienen als
ein Griffbereich für
die Enden der Finger des Betreibers 7, aber nicht für die Daumen,
wenn der Betreiber den Terminal 6 entlang einer oder beider der
geneigten seitlichen Seiten von Abschnitt 11 hält; auf
diese Weise ist notwendigerweise mindestens einer der beiden Knöpfe 13 gedrückt, um
die Verwendung der Bewegungs-Druckschalter
zu ermöglichen; umgekehrt
gestattet Terminal 6, wenn keiner der beiden Knöpfe 13 gedrückt ist,
keinen Befehl über
die Betätigung
von Roboter 1.
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Diese
Anordnung ist für
den Betreiber besonders bequem, da sie ihm gestattet, die Hände beim Betätigen der
Totmann-Einrichtung zu wechseln und die Einrichtung in jedem Fall
mit einer natürlichen Handhaltung
zu betätigen;
im Gegensatz dazu bringen Programmierterminals aus dem Stand der
Technik eine derartig statische Haltung mit sich, dass die Hände des
Betreibers ermüden,
der daher den Griffstelle auf dem Terminal zu ändern versucht, ohne jedoch
eine bequeme Stellung finden zu können, da die Totmann-Einrichtung
gedrückt
gehalten werden muss.
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Der
Umstand, dass die Balken 13 verhältnismäßig lang sind und sich im Wesentlichen
parallel zu den beiden seitlichen Oberflächen von Abschnitt 11 erstrecken,
ermöglicht
außerdem
dem Betreiber, die Griffstelle entlang Abschnitt 11 des
Körpers
von Terminal 6 zu bewegen, wobei immer eine bequeme Betätigung der
Totmann-Einrichtung gewährleistet
ist.
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Wieder
mit Bezug auf 2 umfasst der Terminal 6 übliche Jog-Druckschalter,
um die Koordinaten für
die Betätigung
des Roboters in einer negativen oder positiven Richtung in einem
durch den Betreiber unter den bereitgestellten Bezugssystemen („Gelenke", „Basis", „Werkzeug" usw.) wie oben erläutert zu
liefern; die Jog-Druckschalter sind für diesen Zweck vom Dualdrucktyp
und umfassen somit jeweils einen Druckschalter 14, der
an einem oder dem anderen Längsende
gedrückt
werden muss, um entsprechend eine Bewegung in der positiven Richtung oder
eine Bewegung in der negativen Richtung zu erhalten.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Jog-Druckschalter 14 symmetrisch an
der vorderen Oberfläche
von Terminal 6 und insbesondere sind vier an einer Seite
und vier an der anderen Seite positioniert; auch diese Anordnung
wurde aus ergonomischen Gründen
ausgewählt,
da sie eine Haltungsänderung
der linken Hand und der rechten Hand des Betreibers 7 begünstigt,
der die Druckschalter 13 der sowohl links als auch rechts
im hinteren Teil des Terminals vorhandenen Totmann-Einrichtung alternativ
betreiben wird (siehe 3).
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Vorzugsweise
sind auf derselben Seite (im besonderen Fall von 2 auf
der linken Seite) außerdem
die Druckschalter 14 zum Steuern der Translationsfunktionen
und auf der gegenüberliegenden Seite
die Druckschalter 14 zum Steuern der Drehfunktionen positioniert;
der Zweck dieser Anordnung ist die Vereinfachung der Funktionsfindung.
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Im
hier beispielhaft dargestellten Fall umfasst der Jog-Druckschalter
insbesondere zwei symmetrische Reihen aus vier Druckschaltern, wobei jede
drei obere Druckschalter 14, die im Wesentlichen parallel
zueinander sind, jeweils zum Steuern der Achsen 1–3 und 4–6 des Roboters,
und einen unteren Druckschalter 14, der im Wesentlichen
senkrecht zu den vorherigen Druckschaltern ist, jeweils zum Steuern
der Achsen 7 und 8 des Roboters, umfasst. Den
unteren Druckschaltern 14 kann auch als eine zweite Funktion
die Steuerung der Achsen 9 und 10 des Roboters,
sofern dieser sie aufweist, zugeordnet sein.
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Die
Bezugszahl 15 bezeichnet die Tasten zweier „Beeinflussungs"-Druckschalter, von
denen einer zum Steigern und der andere zum Verringern der Schnelligkeit
der Translation des Roboters verwendet wird. Die beiden Schälter 15 sind
vorzugsweise im zentralen Teil von Abschnitt 11 rechts
in der Nähe
der „Start", „Halten" und „Koord." genannten Steuerung
positioniert, welche später
beschrieben werden.
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Die
Bezugszahl 16 bezeichnet die Taste eines „Start" genannten Druckschalters,
der an der rechten Seite des Terminals im oberen Teil von Abschnitt 11 positioniert
ist, um mit dem Daumen der rechten Hand bequem betrieben werden
zu können; der
Druckschalter 16 ist vorgesehen, um die Bewegung von Roboter 1 zu
starten, um eine zuvor eingestellte Bewegungsabfolge mittels der
Jog-Druckschalter 14 auszuführen.
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Die
Bezugszahl 17 bezeichnet die Taste eines „Halten" genannten Druckschalters,
der es ermöglicht,
die Bewegung des Roboters 1 zu stoppen; die Taste 17 ist
in der unmittelbaren Nähe
von Druckschalter „Start" 16 an der
rechten Seite des Terminals 6 positioniert.
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Die
Bezugszahl 18 bezeichnet die Taste eines „Koord." genannten Druckschalters,
die zum Auswählen
der Betätigungsmethode
des Roboters, d.h. des Bezugskoordinatensystems („Basis", „Werkzeug", „Gelenke" usw.) für die Jog-Druckschalter
verwendet wird und in der Nähe
der Druckschalter 14 auf die linke Seite von Terminal 6 zu
positioniert ist.
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Die
Bezugszahl 19 bezeichnet die Taste eines „Zurück" genannten Druckschalters:
wenn diese gedrückt
wird, wiederholt der Roboter 1 rückwärts eine oder mehrere der zuvor
befohlenen Bewegungen; sie befindet sich in der Nähe des Druckschalters „Start" 16 an der
rechten Seite des Terminals 6.
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Die
Bezugszahl 26 bezeichnet die Taste eines „Schritt" genannten Betätigungsdruckschalters, die
dazu verwendet wird, den Roboter 1 einzelne Schritte einer
zuvor eingestellten Bewegungsabfolge ausführen zu lassen; auch Taste 26 ist
auf der rechte Seite des Terminals zu angeordnet, so dass sie mit dem
Daumen der rechten Hand gedrückt
werden kann.
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Auf
der linken Seite von Abschnitt 11 in der Nähe des Verbindungsgebiets
zu Abschnitt 10 sind Druckschalter zum Programmieren des
Terminals 6 vorgesehen. Diese Positionierung ist zur räumlichen Unterscheidung
der Programmierungsdruckschalter von den Tasten vorgesehen, die
am engsten mit der oben beschriebenen Betätigung verknüpft sind.
Außerdem
erfordern die Programmierungs-Druckschalter
weniger Betätigungsgenauigkeit
als Betätigungs-Druckschalter
und können
daher leicht mit der linken Hand ausgewählt werden. Auf jeden Fall
sollte berücksichtigt
werden, dass die Programmierungs-Druckschalter immer dann verwendet
werden, wenn die in 3 gezeigte Totmann-Einrichtung nicht
gedrückt
ist und daher können
auch diese Druckschalter leicht mit dem Daumen der rechten Hand
betätigt
werden, während
der Terminal mit der linken Hand gehalten wird.
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Die
Programmierungs-Druckschalter umfassen vier Cursor-Druckschalter, die
in dem hier beispielhaft dargestellten Fall durch einen einzigen Kompassknopf
bedeckt sind, der mit 20 bezeichnet ist, und die verwendet
werden, um in einem auf der Anzeige D anzeigbaren Menü zu navigieren.
Der Kompassknopf 20 ist, wie dargestellt, an der oberen linken
Seite am äußersten
Teil von Terminal 6 angeordnet, damit er leicht mit dem
Daumen der linken Hand erreicht werden kann.
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Ebenfalls
für Programmierzwecke
bereitgestellt sind die Tasten zweier „Erf." und „Mod." genannten Druckschalter, die als 21 bzw. 22 bezeichnet
sind; die Tasten 21 und 22 werden jeweils verwendet,
um einen zuvor eingestellten Punkt der dem TCP auferlegten Bahn
zu erfassen und zu modifizieren; sie sind vorzugsweise an der linken
Seite von Terminal 6 nahe den Cursor-Druckschaltern des
Kompassknopfes 20 angeordnet.
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Die
Bezugszahl 23 bezeichnet allgemein ein alphanumerisches
Tastenfeld, dessen Betriebsmodus dem eines tragbaren Telefons ähnlich ist
und das zentral und unten im Abschnitt 11 positioniert
ist; das zum Eingeben von Buchstaben und Zahlen während der
Programmierungsvorgänge
verwendete Tastenfeld 23 kann auch an den beiden Seiten
mit Hilfe der Daumen beider Hände
erreicht werden.
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Die
mit 24 und 25 bezeichneten, „Enter" und „Esc." genannten Tasten beziehen sich auf
Druckschalter, die zusammen mit den Cursor-Druckschaltern in dem
Kompassknopf 20 verwendet werden, um eine Option in dem
auf der Anzeige D angezeigten Menü auszuwählen bzw. darin zu navigieren;
die Tasten 24 und 25 sind im Abschnitt 10 rechts
zur Anzeige D und senkrecht zueinander versetzt (Taste 24 unten und
Taste 25 oben) positioniert.
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Die
Bezugszahl 27 bezeichnet die Tasten von „Shift" genannten Druckschaltern,
die an den Seiten von Anzeige D im Abschnitt 10 von Terminal 6 angeordnet
sind, die Tasten 27 werden ähnlich wie die „Beeinflussungs"-Taste 15 zusammen mit anderen
Tasten mit fortwährendem
Druck benutzt, beispielsweise mit dem Kompassknopf 20 und
den Tasten auf dem Tastenfeld 23.
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Die
Bezugszahl 28 bezeichnet die Taste eines „Hilfe" genannten Druckschalters,
dessen Druck das Erhalten von Hilfeinformationen auf der Anzeige D
in Bezug auf eine Menüauswahl
ermöglicht;
die Taste 28 ist in dem unteren Teil von Anzeige D in zentraler
Position angeordnet.
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Die
Bezugszahl 29 bezeichnet die Tasten zweier Cursor-Druckschalter, die
in der Nähe
des Kompassknopfes 20 positioniert sind und verwendet werden,
um auf den auf der Anzeige D sichtbaren Seiten zu scrollen.
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Die
Bezugszahlen TF1, TF2 und TF3 bezeichnen drei Tastenreihen, die
zugeordnet sind, um spezifische Funktionen in Abschnitt 10 bereitgestellte Funktionen
zu aktivieren; die erste und zweite Tastenreihe TF1, TF2 sind jeweils
entlang jeweiliger Seitenkanten der Anzeige D positioniert, während die dritte
Tastenreihe TF3 entlang der unteren Kante der Anzeige D positioniert
ist.
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Die
Bezugszahl 30 zeigt die Tasten zweier „Mehr" genannter Druckschalter an, die an
den Seiten der Anzeige D in dem Abschnitt 10 angeordnet sind
und zum Aktivieren zusätzlicher,
den Tasten TF1 und TF2 zugewiesener Funktionen verwendet werden.
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Die
Bezugszahlen 31 bzw. 32 zeigen einen Tastenauswähler und
einen pilzköpfigen
Druckschalter an, die beide in dem Bereich am oberen Ende von Abschnitt 10,
ersterer links und letzterer rechts, angeordnet sind; der Tastenauswähler 31 wird
verwendet, um den Programmierterminal 6 zu aktivieren oder
anzuschalten, während
der pilzköpfige
Druckschalter 32 vorgesehen ist, um im Notfall von dem
Betreiber gedrückt
zu werden, um den Betrieb des Roboters 1 zu stoppen.
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Wie
zuvor erwähnt
ist Terminal 6 gemäß einem
wichtigen Aspekt der Erfindung mit einer Reihe zusätzlicher
Mittel zum Steuern der Betätigung
von Roboter 1 ausgerüstet
mit der Funktion des Bewegens des TCP des Roboters 1 auf
Kartesische Art und Weise relativ zu einem von dem Nutzer 7 ausgewählten Bezugspunkt.
Gemäß einer
möglichen
Ausführungsform
der Erfindung wird für
diesen Zweck Folgendes bereitgestellt:
- – vier Druckschalter,
die von einem einzigen, mit 40 bezeichneten Kompassknopf
bedeckt werden und darauf abzielen, die Bewegung des TCP relativ
auf die durch den Betreiber 7 festgelegte Position zu,
von der Position weg, nach rechts oder nach links zu bewirken;
- – ein
doppelt gedrückter
Druckschalter, der darauf abzielt, eine Bewegung des TCP nach oben
oder nach unten zu bewirken, abhängig
davon, ob seine Taste 41 an einem oder dem anderen Längsende
gedrückt
wird.
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Den
Tasten 40 und/oder 41 kann auch die Funktion der
Bestimmung einer Drehung des TCP des Roboters 1 relativ
zu einem von dem Nutzer 7 ausgewählten Bezugspunkt zugewiesen
sein; von diesem Standpunkt aus kann den vorgenannten Tasten 40, 41 eine
Doppelfunktionalität
zugewiesen sein und dem Terminal 6 sind für diesen
Zweck Mittel bereitgestellt, um den Betriebsmodus der Hilfstasten 40, 41 von „Translation" zu „Drehen" und umgekehrt umzuschalten.
Im letztgenannten Betriebsmodus werden die vier Druckschalter des
Kompassknopfes 40 beispielsweise darauf abzielen, die Drehung
des TCP um eine jeweilige Achse gegen und im Uhrzeigersinn nach
rechts, gegen und im Uhrzeigersinn auf die Position zu, die von
dem Betreiber 7 festgelegt wurde, zu bewirken; der Druckschalter
von Taste 41 wird darauf abzielen, eine Drehung des TCP
um die jeweilige Achse gegen und im Uhrzeigersinn nach oben zu bewirken.
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Wie 2 zeigt,
sind beide Tasten 40, 41 im zentralen Bereich
von Abschnitt 11 zwischen den beiden gegenüberliegenden
Reihen von Jog-Druckschaltern 14 angeordnet; die Taste 40 ist
vorzugsweise rechts der Taste 41, so dass Taste 40 mit
dem Daumen der rechten Hand und Taste 41 mit dem Daumen
der linken Hand betätigt
werden kann.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass gemäß der Erfindung
die Hilfstasten 40 und 41 zusätzlich zu den Jog-Druckschaltern 14 vorgesehen
sind: Daher kann die Kombination des TCP zum Erreichen des gewünschten
Punkts immer von dem Betreiber 7 mittels der einzelnen
Druckschalter 14 nach Auswahl eines gegebenen Bezugssystems
mittels des „Koord."-Druckschalters 18 befohlen
werden.
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Die
Bewegung des durch die Tasten 40, 41 bestimmten
TCP wird dagegen keinesfalls durch die aktuelle Einstellung der
Jog-Druckschalter 14 („Basis", „Gelenke", „Werkzeug" usw.) beeinflusst
und für den
Betreiber 7 reicht es aus, eine der Hilfstasten 40, 41 zu
drücken,
um den TCP in die gewünschte
Richtung zu bewegen.
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Wie
erwähnt
können
die Hilfstasten 40, 41 durch den Betreiber 7 betrieben
werden, der den Terminal 6 greift, um die Betätigung des
TCP gemäß der drei
Achsen x, y, x im Raum mit Bezug auf einen variablen Bezugspunkt
zu ermöglichen.
Dieser Bezugspunkt kann vorteilhafterweise durch die Position des Betreibers 7 gegeben
sein, dem dadurch die höchste Empfindlichkeit
für die Bewegung
der Maschine bereitgestellt ist. Wenn der eingestellte Bezugspunkt also
der Betreiber selbst ist und die Taste 40 entsprechend
ihrem nach rechts gerichteten Pfeil gedrückt wird, wird der TCP daher
durch den Roboter 1 nach rechts relativ zur Position des
Betreibers 7 bewegt werden; ähnliche Bewegungen können nach
links und zur Bewegung des TCP näher
oder weiter vom Betreiber 7 weg (jeweils durch Drücken der
Taste 40 entsprechend ihrer nach link, nach oben oder nach unten
gerichteten Pfeile) befohlen werden oder es kann befohlen werden,
den TCP zu heben oder zu senken (durch Drücken der Taste 41 entsprechend ihrer
nach oben oder nach unten gerichteten Pfeile).
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Wenn
der „Drehungs"-Betriebszustand
für die
Taste 40, 41 eingestellt ist und der eingestellte Bezugspunkt
der Betreiber ist:
- – wenn die Taste 40 entsprechend
ihres linken oder rechten Pfeils gedrückt ist, wird der TCP jeweils
im oder gegen den Uhrzeigersinn auf die Position des Betreibers 7 zu
gedreht;
- – wenn
die Taste 40 entsprechend ihres Aufwärts- oder Abwärtspfeils gedrückt ist,
wird der TCP jeweils im oder gegen den Uhrzeigersinn nach rechts
gedreht;
- – wenn
die Taste 41 entsprechend ihres Aufwärts- oder Abwärtspfeils gedrückt ist,
wird der TCP gegen oder im Uhrzeigersinn nach oben gedreht.
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Die
Definition des Anfangsbezugspunkts, zu dem relativ die durch die
Hilfstasten 40, 41 befohlene Betätigung wirkt,
wird von dem Betreiber 7 gefordert, um die Ausführung der
Bewegungen in die richtige Richtung zu ermöglichen.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
der Erfindung wird der variable Bezugspunkt durch den Betreiber 7 mittels
einer Seite oder eines Bildschirms definiert, die auf der Anzeige
D des Terminals 6 angezeigt werden; von der Seite aus wird
es auch möglich
sein, den Betriebsmodus der Hilfstasten 40, 41 von „Translation" zu „Drehung" und umgekehrt zu schalten.
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4 zeigt
schematisch eine für
diesen Zweck verwendbare mögliche
Anzeige. Der Bildschirm besteht im Wesentlichen aus einer graphischen
Darstellung, in der ein Cursor, der als CO angezeigt ist und den
Betreiber oder den Terminal darstellt, entlang einer kreisförmigen Bahn
TC um den Roboter bewegt werden kann, der auf dem Bildschirm durch
das Symbol PR dargestellt ist. Die Verschiebung von Cursor CO entlang
der Bahn TC kann beispielsweise mittels der links/rechts-Cursortasen
in dem Kompassknopf 20 befohlen werden; wenn der Cursor
CO die gewünschte
Position erreicht, wird der Betreiber 7 eine Bestätigungstaste
drücken,
beispielsweise die „Enter"-Taste 24.
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Vorzugsweise,
wird durch den voreingestellten Zustand des Systems, auch im graphischen
Bildschirm von 4 sichtbar, der Betreiber (und
somit der Cursor CO) in einer Position von 0° relativ zur Basis des Roboters
bereit, d.h. in einer mit der Kartesischen Jog-Positon mit „Basis"-Koordinaten äquivalenten
Position.
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Aus
dem Vorhergehenden ist leicht ersichtlich, dass durch die Verwendung
der Hilfstasten 40, 41 der Betreiber 7 nicht
präventiv
ein gegebenes Bezugssystem der Jog-Druckschalter 14 auswählen muss
und Letztere zum Befehlen der Bewegung des Roboters 1 verwenden
kann; der Betreiber 7 muss nur die fest zugewiesenen Tasten 40, 41 betätigen, um
die gewünschte
Bewegung des TCP relativ zu seinem Beobachtungspunkt zu erreichen,
nachdem der Anfangsbezugspunkt eingestellt worden ist. Der Betreiber 7,
der sich während
der Programmierphase innerhalb des Arbeitsbereichs von Roboter 1 bewegt, kann
auf einfache und schnelle Art und Weise seinen auf seiner eigenen
Winkelverschiebung relativ zur Bezugsachse der Roboterbasis basierenden
Bezugspunkt mittels des in 4 gezeigten
Bildschirms verändern.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann außerdem
ein System für
das automatische Selbstlernen der Position des Betreibers 7 durch
die Steuereinheit bereitgestellt sein.
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Zu
diesem Zweck kann der Terminal 6 beispielsweise mit Mitteln
zum Übertragen
von Signalen versehen sein, diese Übertragungsmittel, in 1 als
T bezeichnet, sind etwa so dimensioniert, dass sie einen Arbeitsbereich
von einigen Metern haben, und somit in das Aktionsgebiet des Terminals 6 relativ zum
Roboter 1 fallen.
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An
der Basis des Roboters 1 ist über ihren gesamten oder einen
Teil ihres Umfangs verteilt eine Vielzahl von Empfangsmitteln angeordnet,
die ein durch die im Terminal 6 vorhandenen Übertragungsmittel
T ausgesendetes Signal empfangen können; die an der Basis des
Roboters positionierten Empfangsmittel sind als R in 1 bezeichnet.
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Die
Logik der Steuerschaltung 5 stellt eine codierte Prozedur
bereit, die die Unterscheidung ermöglichen, welches Empfangsmittel
R das Signal von den Übertragungsmitteln
T empfängt;
durch diese Prozedur, die einige Sekunden andauert, kann das System
automatisch die Winkelverschiebung von Betreiber 7 erkennen,
um dem Betreiber die Verwendung der Hilfstasten 40, 41 zum
Bewegen des TCP des Roboters 1 mit Bezug auf zu dieser
Zeit von dem Terminal 6 eingenommenen Position auf die oben
beschriebene Art und Weise zu ermöglichen. Die oben genannte
Prozedur kann vorteilhafterweise von dem Terminal 6, beispielsweise
durch einen einzelnen fest zugeordneten Druckschalter, betätigt werden,
um den Bezugspunkt während
der Programmierungsphase auf der Basis verschiedener Positionen,
die der Betreiber 7 bezüglich
des Roboters 1 einnimmt, zu verändern.
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Selbstverständlich sind
Fachleuten zahlreiche Variationen des beispielhaft beschriebenen
Systems zum Programmieren möglich,
ohne dadurch von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
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Mit
Bezug auf die Ausführungsform
der Erfindung, die mit einem System zum automatischen Erkennen der
Position des Terminals 6 relativ zu dem Roboter versehen
ist, können
beispielsweise an dem Terminal 6 Empfangsmittel R und an
der Basis des Roboters 1 eine Vielzahl von Übertragungsmitteln
T positioniert sein, d.h. mit einer umgekehrten Konfiguration relativ
zu der in 1 gezeigten. Die Mittel, die darauf
abzielen, die vorgenannte automatische Positionserkennung zu ermöglichen,
können
auch mit einer bekannten Technik erhalten werden, beispielsweise
in Form von Infrarot-, optischen, Laser- oder ähnlichen Ausgebern/Empfängern; mit
besonderer Bezugnahme auf den Fall der Infrarot-Sende-/Empfangsmittel sei
auf die Möglichkeit
hingewiesen, dass für
diesen Zweck insbesondere die Datenübertragungskomponenten des
IRDA®-Ports,
die üblicherweise
an den meisten tragbaren Terminals zum Programmieren von Robotern
vorgesehen sind, verwendet werden können.
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Die
Softwareausrüstung
des Terminals 6 und der Steuereinheit 5 zum Zweck
der Ausführung
der oben beschriebenen Funktionen kann natürlich auf vielfältige Arten
mit Fachleuten an sich bekannten Techniken erhalten werden.