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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Roboterkontrollgerät
zum Kontrollieren einer Bewegung eines Roboters oder Roboterwerkzeugendes.
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Hintergrundtechnik
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Eine
manuell kontrollierte Bewegung eines Roboterarms wird vor allem
während einer online Programmierphase verwendet, um dem
Roboter beizubringen, einem durch eine Anzahl von Vorgabewerten
bestimmten Betriebspfad zu folgen. Ein Speichermittel in einem Kontrollsystem
kann Koordinaten von Vorgabewerten als Positionsanweisungen und andere
Betriebsanweisungen speichern, die zusammen mit den Vorgabewerten
einen Arbeitszyklus des Roboters festlegen können. Während
des automatischen Betriebes, wird der Roboter in Übereinstimmung
mit den Informationen kontrolliert, die während der Programmierphase
in dem Speichermittel gespeichert wurden.
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In
einem Kontrollsystem für einen Industrieroboter wird der
Roboter während der online Programmierung oft mithilfe
eines tragbaren Roboterkontrollgeräts betrieben, das Kontrollmittel,
wie einen Joystick, umfasst, die manuell beeinflusst werden können.
Eine andere häufig verwendete Bezeichnung für
das tragbare Roboterkontrollgerät ist „teach Pendant
unit" (TPU). Der Roboter wird nacheinander zu jedem der Vorgabewerte
bewegt, die den Betriebspfad und die Betriebspositionen bestimmen,
die der Roboter während des automatischen Betriebes annehmen
soll. Diese Positionen können in der Form einer Folge von
Positionsanweisungen in einem Programmspeicher gespeichert werden,
d. h. im Speichermittel. Zusätzlich zu den reinen Positionsanweisungen,
werden andere Betriebsanweisungen in dem Programmspeicher gespeichert,
die weitere Informationen über den Arbeitsszyklus des Roboters liefern.
Zum Beispiel können die Betriebsanweisungen Informationen über
die gewünschte Robotergeschwindigkeit in einem bestimmten
Abschnitt der Bewegung, über die Kontrolle der Ausgabe
des Roboters an externe Anlagen, z. B. zu einer Schweißanlage, über
eine gewünschte Präzision der Roboterbewegung, über
Bedingungen für die Roboterbewegung in Abhängigkeit
von Eingangssignalen von externen Sensoren oder Anlagen, über
Ereignisse, wie das An-/Ausschalten von Sprayfarbe, über
den Aufruf einer vorprogrammierten Subroutine und so weiter liefern.
Während des automatischen Betriebes des Roboters, werden
die Programmanweisungen nacheinander durchlaufen, und der Roboter
wird nacheinander zwischen den verschiedenen, programmierten Positionen
in Übereinstimmung mit den Positionsanweisungen verschoben
und führt weiterhin die Maßnahmen durch, die in
den Anweisungen programmiert sind.
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Die
TPU wird normalerweise in einer Hand gehalten, wobei sie teilweise
auf dem Unterarm liegt. Wenn die TPU in der linken Hand gehalten
wird, kontrolliert der Bediener den Joystick in seiner/ihrer rechten
Hand, und das Bewegen des Joysticks in x oder y Richtung, wird eine
Bewegung des Roboters in die x oder y Richtung veranlassen und die
Rotation des Schafts des Joysticks wird eine Bewegung des Roboters
in die z-Richtung veranlassen. Es ist auch möglich, die
TPU so zu konfigurieren, dass sie die verschiedenen Achsen des Roboters
separat vom Joystick bewegt. Mit dieser Konfiguration wird die Bewegung
des Joysticks in x und y Richtung eine Bewegung einer ersten und
einer zweiten Achse des Roboters veranlassen und durch die Rotation
des Schafts des Joysticks wird eine dritte Achse bewegt werden.
Ein Joystick kann nur in drei unabhängigen Richtungen kontrolliert
werden, d. h. vorwärts/rückwärts, hoch/runter,
bzw. links/rechts rotieren. Wegen dieser Eigenschaft der drei Freiheitsgrade
(DOF) des Joysticks ist es mit dieser Konfiguration nicht möglich,
alle sechs Achsen eines sechs-Achsen Roboters mit nur einem Joystick
zu bewegen. Allerdings können mit einer Rekonfiguration
des Joysticks die anderen drei Achsen des Roboters entsprechend
beeinflusst werden.
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Um
den Roboter bewegen zu können, muss der Bediener gleichzeitig
einen Sicherheitsgriff zu Sicherheitszwecken aktivieren. Die Funktion
des Sicherheitsgriffes ist es, sicher zu stellen, dass die TPU betriebsfähig
ist und dass, wenn der Sicherheitsgriff durch den Bediener nicht
aktiviert ist, der Roboter sich nicht bewegt, wenn der Joystick
zufällig bewegt wird.
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Ein
derzeitiger Trend in der kundengesteuerten, roboterbasierten Fertigung
beinhaltet die Produktion kleiner Serien und erfordert schnelles
Online-Programmieren des Roboters. Diese Tatsache wird umso offensichtlicher
im Fall von kleinen Fertigungsbetrieben, denen ausgebildete Offline
Programmierer fehlen. Im Gegensatz zur Online-Programmierung, wo
der Betriebspfad durch aufeinanderfolgende Bewegung des Roboters
zu den Vorgabewerten des Betriebspfades programmiert wird, wird
die Offline-Programmierung ohne den Roboter ausgeführt,
wobei Computer zur Simulation der Roboterumgebung benutzt werden.
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ABB
Industrieroboter ermöglichen die Online-Programmierung
durch Benutzen eines Eingabegerätes als TPU, das auf einem
Touchscreen und einem Joystick basiert. Die Einführung
des Joysticks vereinfachte die harte Arbeit der manuellen Roboterkontrolle.
Dennoch, wegen der 3-DOF-Eigenschaft des oben erwähnten
TPUs und dem Fehlen der Selbstpositionierung in Bezug auf das Roboter-Koordinatensystem,
ist die Bewegung des Roboters oder des Roboterwerkzeugendes immer
noch weit davon entfernt, intuitiv zu sein. Die 3-DOF-Eigenschaft macht
es schwierig, gewisse Roboterbewegungspfade auszuführen und
viele Rekonfigurationen werden benötigt. Das Fehlen der
Selbstpositionierung in Bezug auf das Roboter-Koordinatensystem
wird in einer Abweichung zwischen dem Koordinatensystem der TPU
und des Roboters entsprechend resultieren, wenn die TPU rotiert.
Ohne Kompensation des Koordinatensystems der TPU in Abhängigkeit
der Orientierungsänderung, wird diese Eigenschaft zu verschiedenen
Roboterbewegungen in dem TPU-Koordinatensystem für zwei
identische Joystickoperationen führen, wenn das TPU dazwischen
rotiert wurde. Um dieses Problem zu überwinden, verwenden
Programmierer oft die trial-and-error-Vorgehensweise, um festzustellen,
welche Achse von welcher Joystickbewegung kontrolliert wird und
in welche Richtung sie sich bewegen wird. Das Fehlen an Intuition verlängert
die Programmierzeit und kann zu Roboterkollisionen mit nahegelegenen
Objekten fuhren.
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Eine
mögliche Lösung, um dieses Problem zu umgehen,
ist durch Kraftrückkopplung, d. h. ein Hilfsmittel wird
durch direkten Kontakt mit der Hand des Bedieners geführt,
wobei die Bewegung dessen durch einen 6-DOF-Kraftsensor (Handgelenkssensor)
erkannt wird. Ein Beispiel ist in
US
6 212 443 gezeigt, wobei ein Lehrgerät gezeigt
wird, das einen Kraftdetektor beinhaltet. Ein Griff wird an den
Detektor angebracht und wird von dem Bediener gehalten, um den Roboter
in einem Lehrprozess zu führen. Allerdings wird wegen sehr
hoher Sicherheitsanforderungen ein ferngesteuertes Eingabegerät
bevorzugt, um eine gewisse Distanz zwischen dem Bediener und dem
Roboter einzuhalten.
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Eine
andere Art, die Aufgabe zu bewältigen, einem Roboter einen
Betriebspfad zu lehren, der durch eine Anzahl an Vorgabewerten bestimmt
ist, ist in
US 6 584
378 B1 bereit gestellt. Ein Verfahren und ein Gerät
für die Bestimmung von Koordinaten und die Orientierung
eines Objektes in einer Messposition werden vorgestellt. Der Roboter
selbst ist nicht in die Messprozedur eingebunden, die durch das
Verfahren ausgeführt wird, sondern die Koordinaten und die
Orientierung werden benutzt, um den Betriebspfad des Roboters zu
bestimmen. Das Verfahren ermöglicht die Bestimmung von
Koordinaten und der Orientierung der Messposition durch Berechnen
der Position basierend auf der Startposition und der relativen Bewegung
des Objektes. Die relative Bewegung des Objektes wird auf der Basis
von Informationen von Beschleunigungsmessern, die auf dem Objekt
platziert sind, berechnet. Die Startposition wiederum wird auf der
Basis der Information einer oder mehrerer Kameras berechnet. Dennoch
gibt es etliche Nachteile bei diesem Vorgehen. Offensichtlich ist ein
zusätzliches Messgerät, das eine oder mehrere Kameras
umfasst, notwendig, um die Startposition zu bestimmen und der Bediener
hat kein visuelles Feedback über die Korrektheit der Roboterposition
oder Kenntnis über die räumliche Begrenzung. Die
Koordinaten müssen auch zu dem Roboterkontroller übertragen
werden, bevor Tests des Betriebspfades in der realen Umgebung durchgeführt
werden können.
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Um
die erwähnten Probleme bewältigen zu können,
ist es ein Ziel der Erfindung, ein einfacheres, bedienerfreundlicheres
und intuitives Roboterkontrollgerät bereit zu stellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der
Erfindung wird ein tragbares Roboterkontrollgerät zum Kontrollieren
einer Bewegung eines Roboters oder eines Roboterwerkzeugendes bereit
gestellt, das ein Trägheitsvorrichtung umfasst mit zumindest
einem Beschleunigungssensor und/oder zumindest einem Rotationssensor,
wobei die Trägheitsvorrichtung ihre relative Bewegung misst
und das Gerät ein die relative Bewegung darstellendes Signal
zu einem Roboterkontroller aussendet, so dass es dem Roboterkontroller
möglich ist, den Roboter derart zu kontrollieren, dass
die relative Bewegung von dem Roboter oder von dem Roboterwerkzeugende
in Echtzeit wiederholt wird.
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Beschleunigungsmesser
werden benutzt, um die Translation der TPU zu erfassen und Winkelgeschwindigkeitssensoren,
Gyroskope, werden benutzt, um die Winkelposition zu erfassen. Die
relative Translation und Rotation der TPU stellt eine Eingabe für
die Berechnung des Versatzes der derzeitigen, absoluten Position
des Roboters bereit. Der Roboter wird demgemäß in
Echt-Zeit bewegt werden.
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Ein
Vorteil des verbesserten Roboterkontrollgeräts gemäß der
Erfindung besteht darin, dass die Kontrolle der relativen Bewegung
des Roboters mit einer TPU, die Mittel zur Trägheitsmessung
umfasst, einen leichteren, sichereren und intuitiveren Weg darstellt,
vor allem, wenn der Bediener den Roboter in mehr als eine Richtung
gleichzeitig bewegt, und insbesondere dann, wenn der Bediener seine/ihre Orientierung
in Relation zum Roboter ändert.
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Die
Bewegung der TPU und des Roboterwerkzeugendes entsprechen sich direkt
sowohl in Richtung als auch in Orientierung, sogar nach der Orientierungsänderung.
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Ein
anderer Vorteil der TPU gemäß der Erfindung besteht
darin, dass der Bediener visuell die komplette Bewegung des Roboters
beobachtet, da die 6 DOFs gleichzeitig geändert werden
können, was eine hohe Sicherheit bedeutet.
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Die
TPU gemäß der Erfindung kann die bestehende, einen
Joystick umfassende TPU ersetzen. Während die Joysticks
selbst billig sind, sind die umgebenden, mechanischen Anordnungen
kompliziert, z. B. Gummidichtungen und Abdichtungen, Dichtungsringe
mit Schrauben und Halterungen etc. Diese Erfindung wird komplett
in das Gehäuse der Hängebedienungstafel mit keinen
vorstehenden Teilen und deshalb ohne Dichtungsproblematik eingefügt.
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Das
Verfahren und das Gerät, die in
US 6 584 378 B1 beschrieben
sind, basieren auf ähnlichen Prinzipien wie die Erfindung,
aber es gibt einige wichtige Unterschiede:
- • Die
Erfindung umfasst eine direkte Kontrolle über den Roboter,
im Gegensatz zu US
6 584 378 B1 .
- • Die neue Erfindung benutzt das bereits im Roboter
etablierte Messsystem, das alle absoluten Messungen und Raumberechnungen
erledigen wird.
- • Keine Kameras oder andere absolute Messgeräte
sind notwendig.
- • Es gibt ein direktes, visuelles Feedback, wo der Roboter
positioniert ist.
- • Der Bediener bekommt einen unmittelbaren Eindruck
der räumlichen Begrenzung in Echt-Zeit.
- • Alle etablierten logischen Operationen können unverändert
bleiben.
- • Nur eine billige zusätzliche Komponente
wird benötigt, um eine relative Bewegung zu generieren.
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Die
Erfindung wird auch den Effekt einer Eingabe-Antwort-Verzögerung
in dem System minimieren. Wenn Joysticks benutzt werden, wird eine
Antwortverzögerung oft in einem Überschwingen
resultieren, da eine exzessive Eingabe erfolgt, wenn der Start der
Bewegung erwartet wird. Durch die Benutzung dieser Erfindung sollte
eine Bewegung von 10 cm der TPU selbst mit Verzögerung
in einer Bewegung von 10 cm des Roboters resultieren.
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Gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein tragbares
Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben bereit gestellt,
wobei die Trägheitsvorrichtung eine Trägheitsmesseinheit (IMU)
mit drei Beschleunigungsmessern und drei Gyroskopen, umfasst, deren
Messachsen senkrecht zueinander stehen, als Referenzeingabe zum
Kontrollieren der relativen Bewegung des Roboters oder des Roboterwerkzeugendes.
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Ein
IMU ist ein geschlossenes System, das dazu benutzt wird, die Änderungsrate
der Lage zu ermitteln, die als die Rotationswinkel im 3-dimensionalen
Raum und die Translation definiert werden kann. Es verwendet normalerweise
eine Kombination von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen. Der
Begriff IMU wird weithin benutzt, um sich auf eine Box zu beziehen,
die drei Beschleunigungsmesser und drei Gyroskope enthält,
und dabei Positionierungsmöglichkeiten mit 6 DOFs aufweist.
Die Beschleunigungsmesser messen die derzeitige Beschleunigungsrate
und sind so angeordnet, dass ihre Messachsen senkrecht zueinander
stehen. Die Gyroskope messen die Rotationsrate und sind so angeordnet, dass
ihre Messachsen senkrecht aufeinander stehen. Typischerweise erkennt
ein IMU die derzeitige Beschleunigung und die Änderungsrate
der Lage und addiert diese dann, um die totale Änderung
gegenüber der anfänglichen Position zu finden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei die Trägheitsvorrichtung ein auf
einem Chip integriertes IMU umfasst.
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Ein
Vorteil des verbesserten Roboterkontrollgeräts gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die
Kosten. Alle essentiellen Sensorkomponenten sind nun auf einem Chip
verfügbar. Die Entwicklung von Spielzubehör wie
Nintendo Wii hat kleine und billige Komponenten verfügbar
gemacht, z. B. Analog Devices Tri Axis Gyroscope & Accelerometer
ADIS 16350, und sie sind gut geeignet für diese Art von
Operation.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei das Gerät weiterhin zumindest ein
Joystickmittel als alternative Eingabe zum Kontrollieren der Bewegung
des Roboters oder des Roboterwerkzeugendes umfasst. Das Joystickmittel
kann auf einfache Weise zu der bestehenden Hardware hinzugefügt werden.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei das Gerät oder die TPU weiterhin
Mittel zum Ändern eines Skalierungsverhältnisses
zwischen der Bewegung der TPU und des Roboters oder des Roboterwerkzeugendes
umfasst. Der Roboter wird die Bewegung der TPU mit einem voreingestellten
oder sich adaptiv verändernden Skalierungsverhältnis
verfolgen, z. B. wird sich bei einem Skalierungsverhältnis
von 1:10 bei einer Bewegung der TPU um 10 cm der Roboter um 1 cm
bewegen. Dasselbe gilt für die Winkelpositionskontrolle
durch Rotieren der TPU.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei das tragbare Roboterkontrollgerät
oder die TPU einen Aktivierungsknopf umfasst, der aktiviert werden
muss, um ein Schaltungsrelais oder ähnliches zum Antworten
zu bringen, wobei die Ausgänge von dem zumindest einem
Joystick getrennt werden und der Ausgang von der Trägheitsvorrichtung
an den TPU-Kontroller verbunden wird.
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Ein
Arbeitsablauf für einen Bediener zum Kontrollieren der
Roboterbewegung würde sich wie folgt gestalten:
- 1. Beobachten der Position des Roboters und
Bestimmen seiner gewünschten Route.
- 2. Einschalten des Trägheitseingabegerätes durch
Aktivieren des für diesen Zweck vorgesehenen Aktivierungsknopfes
und Ausführen von relativen Bewegungen mit dem Gerät.
- 3. Nach Erledigung Deaktivieren des Aktivierungsknopfes, und
falls eine Verlagerung der Vorrichtung im Raum benötigt
wird, um die relative Bewegung zu vervollständigen, Zurückgehen
zu Schritt 1., ähnlich dem, was während einer
Bewegung des Mauscursors ausgeführt wird, wenn die PC Maus
das Ende des Desktops erreicht.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei das tragbare Roboterkontrollgerät
oder die TPU keinen Joystick umfasst, aber wobei der Aktivierungsknopf
noch aktiviert werden muss, um die Trägheitsvorrichtung
zu aktivieren. Der Arbeitsablauf für einen Bediener zum
Kontrollieren der Roboterbewegung bleibt derselbe wie oben.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Roboterkontrollgerät so wie oben beschrieben
bereit gestellt, wobei das tragbare Roboterkontrollgerät
oder die TPU weiterhin Mittel zum Einstellen des Koordinatensystems
der TPU umfasst, um mit dem Koordinatensystem des Roboters zu korrespondieren.
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Einer
der Hauptvorteile des Gerätes nach der Erfindung besteht
darin, dass der Roboterkontroller Informationen über die
relative Bewegung der TPU erhält, daher wird das Koordinatensystem
der TPU eingestellt, um mit dem Koordinatensystem des Roboters zu
korrespondieren, wenn die TPU rotiert wird. Diese Fähigkeit
der Selbst-Positionierung in Bezug auf das Koordinatensystem des
Roboters, ermöglicht es dem Bediener, die Orientierung
der TPU zu ändern, ohne den intuitiven Zusammenhang zwischen
der Bewegung der TPU und des Roboterwerkzeugendes entsprechend zu
verlieren. Eine gewisse Bewegung der TPU im Roboterkoordinatensystem wird
den Roboter unabhängig von der Orientierung der TPU in
derselben Richtung bewegen.
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IMUs
und andere Trägheitsnavigationssysteme leiden unter Integrierungsdrift.
Da sich geringe Fehler in der Messung der Beschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit
zu zunehmend größeren Fehlern in der Geschwindigkeit
integrieren, die sich zu Fehlern in der Position verstärken,
akkumuliert sich jeder Fehler in der Messung. Das führt
zu einem Drift, oder einer immer größer werdenden
Abweichung zwischen dem Koordinatensystem der TPU und dem tatsächlichen
Koordinatensystem des Roboters. Aktivieren der Mittel gemäß der
oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das
Koordinatensystem der TPU einstellen, um mit dem Koordinatensystem
des Roboters zu korrespondieren.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereit
gestellt zum Kontrollieren der Bewegung des Roboter oder des Roboterwerkzeugendes
durch Benutzen des tragbaren Roboterkontrollgerätes, wie
es oben beschrieben wurde, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- – Messen der relativen Bewegung des
Gerätes
- – Aussenden eines die relative Bewegung darstellenden
Signals zu einem Roboterkontroller und
- – Kontrollieren des Roboters derart, dass die relative
Bewegung von dem Roboter oder von dem Roboterwerkzeugende in Echt-Zeit
wiederholt wird.
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Die
Fähigkeit der Selbst-Positionierung in Bezug auf das Koordinatensystem
des Roboters ist notwendig, um den intuitiven Zusammenhang zwischen
der Bewegung der TPU und des Roboterwerkzeugendes entsprechend zu
erhalten. Um dasselbe Koordinatensystem für die TPU und
den Roboter aufrecht zu erhalten, muss das TPU Koordinatensystem eingestellt
werden, sobald die TPU in Bezug auf das Roboterkoordinatensystem
rotiert. Folglich muss das Koordinatensystem eingestellt werden,
solange der Aktivierungsknopf während einer Rotation der
TPU deaktiviert ist. Wenn der Aktivierungsknopf aktiviert ist, wird
der Roboter oder das Roboterwerkzeugende eine Translation entsprechend
der TPU ausführen und ihr Koordinatensystem wird nicht
eingestellt werden.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren,
wie oben beschrieben bereit gestellt, wobei das Verfahren, in dem
Fall, dass der Aktivierungsknopf deaktiviert ist, weiterhin den
Schritt des Änderns des Koordinatensystem des tragbaren
Roboterkontrollgerätes entsprechend der relativen Rotation
umfasst, um mit dem Koordinatensystem des Roboters zu korrespondieren.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren,
wie oben beschrieben bereit gestellt, wobei das Verfahren weiterhin den
Schritt des Änderns des Skalierungsverhältnisses
zwischen der Bewegung des Gerätes und des Roboters oder
des Roboterwerkzeugendes umfasst.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren,
wie oben beschrieben bereit gestellt, wobei das Verfahren weiterhin
die Schritte Platzieren des tragbaren Roboterkontrollgerätes
in einer Position, die in Bezug auf das Roboterkoordinatensystem
festgelegt ist, und Aktivieren eines Mittels zum Einstellen des
Koordinatensystems des Gerätes, um mit dem Koordinatensystem
des Roboters zu korrespondieren, umfasst.
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Nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
wird ein Roboterlehrsystem bereit gestellt, das ein tragbares Roboterkontrollgerät,
wie oben beschrieben, und einen Roboterkontroller umfasst, wobei
das tragbare Roboterkontrollgerät, oder die TPU, benutzt
wird, den Roboter oder das Roboterwerkzeugende in einem Lehrprozess
zu bewegen, um einen Betriebspfad zu definieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird näher durch Beispiele mit Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein
tragbares Roboterkontrollgerät zeigt, das ein seine relative
Bewegung darstellendes Signal an einen Roboterkontroller aussendet,
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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2 ein
Blockdiagramm des Gerätes zeigt, das einen TPU Kontroller
beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
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3 das
Gerät zeigt, das gerade einen Roboter in eine Richtung
nach oben kontrolliert, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
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4 das
Gerät zeigt, das gerade den Roboter in eine Richtung nach
rechts kontrolliert, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
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5 das
Gerät zeigt, das den Roboter im Uhrzeigersinn rotiert,
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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6 ein
Robotersystem zeigt, das ein Gerät, einen Roboterkontroller
und den Roboter umfasst, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Bild eines tragbaren Roboterkontrollgerätes 1,
das ein die relative Bewegung des tragbaren Roboterkontrollgerätes darstellendes
Signal 11 an einen Roboterkontroller 12 sendet.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau des Gerätes 1,
das Teile eines Trägheitsroboterkontrollmittels 7 umfasst,
angezeigt als eine schattierte Box, die die zusätzlichen
Merkmale darstellen, die das Gerät oder die TPU von einer
konventionellen TPU mit einem Joystick unterscheidet. Das Trägheitsroboterkontrollmittel
umfasst einen Aktivierungsknopf 4 für die Auswahl
zwischen Joystick-Betrieb oder Trägheitsbetrieb des Roboters. Standardmäßig,
also ohne den Aktivierungsknopf 4 zu aktivieren, ist der
Joystick-Betrieb aktiv. Durch Aktivieren des Aktivierungsknopfes
wird ein Schaltungsrelais 5 zum Antworten gebracht werden,
das die Ausgänge von dem zumindest einem Joystick 2, 3 trennt
und den Ausgang von dem Trägheitsvorrichtung 6 an
den TPU-Kontroller 8 verbindet. Das Gerät umfasst
auch ein Interface 15, um das Signal 11 an den
Roboterkontroller 12 zu senden.
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3 zeigt
ein Bild, in dem das tragbare Roboterkontrollgerät gemäß der
Erfindung ein Roboterwerkzeugende 9 in einer vertikalen/aufwärts
Richtung in Echt-Zeit auf eine master-slave Weise kontrolliert.
Ein Arbeitsablauf zum Kontrollieren der Roboterbewegung würde
sich wie folgt gestalten: Beobachten der Position des Roboterwerkzeugendes 9 und
Bestimmen seiner gewünschten Route, Einschalten der Trägheitsvorrichtung 6 durch
Aktivieren des Aktivierungsknopfes 4, Ausführen
von relativen Bewegungen mit dem Gerät 1 und nach
Erledigung Deaktivieren des Aktivierungsknopfes 4, und
falls eine Verlagerung des Roboterwerkzeugendes 9 benötigt
wird, um die relative Bewegung zu vervollständigen, erneut
Beginnen am Anfang des Arbeitsablaufes.
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4 zeigt
ein Bild, in dem das tragbare Roboterkontrollgerät nach
der Erfindung ein Roboterwerkzeugende 9 in einer horizontalen
Richtung in Echt-Zeit auf eine master/slave Weise kontrolliert.
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5 zeigt
ein Bild, in dem das tragbare Roboterkontrollgerät nach
der Erfindung das Roboterwerkzeugende 9 in Echt-Zeit auf
eine master/slave Weise schwenkt.
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6 zeigt
ein schematisches Bild eines Robotersystems, das das tragbare Roboterkontrollgerät 1,
den Roboterkontroller 12 und den Roboter 10 umfasst.
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Es
soll angemerkt werden, dass, während das obige beispielhafte
Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, es zahlreiche
Variationen und Modifikationen gibt, die an der offenbarten Lösung durchgeführt
werden können ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung, wie er in den angehängten Schutzansprüchen
bestimmt ist, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6212443 [0008]
- - US 6584378 B1 [0009, 0017, 0017]