ES2598242T3 - Procedimiento para manejar un robot industrial - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para manejar un robot industrial (12) por medio de un aparato de mando (10) que presenta una interfaz de usuario gráfica (18) con pantalla táctil (20), que comprende las etapas de procedimiento de: - visualizar sobre la pantalla táctil (20) al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) que representa una función o modo de funcionamiento del robot industrial (12), - seleccionar una función o modo de funcionamiento deseado activando el al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) por parte de un usuario, - detectar que se ha activado el al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) y enviar una señal de control correspondiente a la función o al modo de funcionamiento seleccionado a un control de seguridad (78), - evaluar la señal de control en el control de seguridad (78) y seleccionar una información gráfica (88) asignada a la función o al modo de funcionamiento seleccionado, - generar una imagen (90), en la que la información gráfica (88) está colocada en una posición de visualización determinada por el control de seguridad (78), - transmitir la imagen (90) al aparato de mando (10) y visualizar la imagen (90) con la información gráfica (88) sobre la pantalla táctil (20), - detectar una posición de confirmación al confirmar la información gráfica visualizada (88) por parte del usuario, - reenviar la posición de confirmación al control de seguridad (78), - comparar la posición de confirmación recibida con la posición de visualización predeterminada, - realizar la función o el modo de funcionamiento seleccionado cuando la posición de confirmación coincide con la posición de visualización.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para manejar un robot industrial
La invencion se refiere a un procedimiento para manejar un robot industrial por medio de un aparato de mando que presenta una interfaz de usuario grafica con pantalla tactil.
En el documento DE 10 2010 039 540 A1 se describe un dispositivo para controlar un robot industrial en forma de aparato de mando manual. El aparato de mando manual puede acoplarse con un control de robot para programar o controlar el robot industrial.
El aparato de mando manual comprende un sistema electronico, que comprende un microprocesador, para poder comunicarse con el control de robot. Ademas el aparato de mando manual comprende un elemento de visualizacion configurado como pantalla tactil, un boton de apagado de emergencia y un interruptor configurado como cerradura. Para el movimiento manual, por ejemplo de un brazo de robot, el aparato de mando manual comprende diferentes medios de entrada o medios de desplazamiento que pueden activarse manualmente y de manera independiente uno de otro, que por ejemplo estan configurados como raton 6D o como pulsadores. Por medio de la pantalla tactil existe la posibilidad de asignar a cada uno de los medios de desplazamiento su propio sistema de coordenadas de referencia.
Sin embargo, en la forma de realizacion conocida el control del robot industrial se produce exclusivamente por los medios de entrada que pueden activarse manualmente, de modo que el aparato de mando manual es de fabricacion compleja y tiene un funcionamiento vulnerable.
En el documento DE 10 2010 025 781 A1 se describe un dispositivo adicional para manejar un robot industrial. El aparato manual en forma de telefono movil presenta una pantalla tactil que por un lado sirve como medio de salida para emitir informacion del control de robot, en particular para la representacion de una interfaz de mando, y por otro lado como medio de entrada de ordenes para introducir ordenes de control por medio de teclas.
El aparato manual esta fijado por medio de un dispositivo de sujecion, tal como se conoce en principio por ejemplo de los soportes para telefonos moviles en vefnculos, de manera separable a un dispositivo de seguridad portatil y con este se une mediante una interfaz USB. El dispositivo de entrada de seguridad presenta un boton de parada de emergencia, una tecla de confirmacion asf como un interruptor de seleccion del modo de funcionamiento. En esta forma de realizacion resulta desventajoso que para el manejo seguro de las teclas virtuales un operario siempre esta obligado a mirar la pantalla tactil para evitar entradas erroneas. Lo mismo ocurre en el caso de condiciones adversas del entorno como por ejemplo mucha luz u oscuridad que dificultanan un manejo de la pantalla tactil.
Por el documento DE 10 2010 025 781 A1 se conoce un procedimiento para manejar un robot industrial por medio de un aparato de mando que presenta una interfaz de usuario grafica con pantalla tactil, que comprende las etapas de procedimiento de: visualizar sobre la pantalla tactil al menos un elemento de mando virtual que representa una funcion o modo de funcionamiento del robot industrial, seleccionar una funcion o modo de funcionamiento deseado activando el al menos un elemento de mando virtual por parte de un usuario, detectar la activacion del al menos un elemento de mando virtual y enviar una orden de control correspondiente a la funcion o al modo de funcionamiento seleccionado para un medio de seguridad del control de robot, evaluar la orden de control, realizar la funcion o el modo de funcionamiento seleccionado, cuando se ha activado correctamente una tecla de confirmacion o coincide la identificacion. 21 de julio de 2015/ 54426 - copia en limpio
De la cita de Niederhuber, Ch.: “Bedienpanel: Multitouch-Technologie mit Haptischen Elementen vereint”, en: etz Elektrotechnik + Automation, n.° 1-2/2012, pags. 2-4, puede deducirse un panel de mando multitoque con elementos hapticos, en el que las entradas se realizan a traves de elementos de mando virtuales en el panel de mando por medio de gestos con un dedo y con dos dedos asf como movimientos de barrido.
Del documento US 5 937 143 A puede deducirse un procedimiento para manejar un robot industrial por medio de un aparato de mando, en el que el aparato de mando presenta una pantalla tactil con interfaz de usuario grafica.
Por los documentos DE 102 96 965 B4, WO 2010/009488 A2 y WO 2011/150440 A2 se conocen procedimientos para manejar un robot industrial por medio de un aparato de mando que presenta una interfaz de usuario grafica con pantalla tactil, en los que las entradas se monitorizan por un control de seguridad.
Partiendo de esto, la presente invencion se basa en el objetivo de perfeccionar un procedimiento del tipo mencionado al principio de tal modo que se aumente la seguridad durante el manejo de un robot industrial.
El objetivo se alcanza mediante un procedimiento con las etapas de procedimiento siguientes:
- visualizar sobre la pantalla tactil al menos un elemento de mando virtual que representa una funcion o modo de funcionamiento del robot industrial,
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- seleccionar una funcion o modo de funcionamiento deseado activando o tocando el al menos un elemento de mando virtual por parte de un usuario,
- detectar que se ha activado o tocado el al menos un elemento de mando virtual y enviar una senal de control correspondiente a la funcion o al modo de funcionamiento seleccionado a un control de seguridad,
- evaluar la senal de control en el control de seguridad y seleccionar una informacion grafica asignada a la funcion o al modo de funcionamiento seleccionado,
- generar una imagen, en la que la informacion grafica esta colocada en una posicion de visualizacion determinada por el control de seguridad,
- transmitir la imagen al aparato de mando y visualizar la imagen con la informacion grafica sobre la pantalla tactil,
- detectar una posicion de toque al tocar la informacion grafica visualizada por parte del usuario,
- reenviar la posicion de toque al control de seguridad,
- comparar la posicion de toque recibida con la posicion de visualizacion predeterminada y
- realizar la funcion o el modo de funcionamiento seleccionado, cuando la posicion de toque coincide con la posicion de visualizacion.
Un modo de proceder preferido se caracteriza por que la posicion de visualizacion, en la que se visualiza la informacion grafica dentro de la imagen, se determina de manera aleatoria.
La transmision de la imagen con informacion grafica integrada se produce como archivo de imagenes como Bitmap del control de seguridad al aparato de mando y a continuacion se visualiza sobre la pantalla tactil en una posicion predeterminada por el control de seguridad o conocida por el control de seguridad.
Con respecto a la pantalla tactil cabe indicar que en este caso se trata preferiblemente de una pantalla tactil de superficie lisa habitual en el mercado, que preferiblemente esta configurada como pantalla tactil capacitiva, aunque tambien se considera una pantalla tactil resistiva.
Preferiblemente como informacion grafica se visualiza un elemento de mando virtual correspondiente a la funcion o al modo de funcionamiento o de manera grafica se representa un codigo numerico.
Segun un procedimiento preferido la informacion grafica se almacena con una tecnica segura en una memoria del control de seguridad preferiblemente en dos canales. Tambien la evaluacion de la senal de control en el dispositivo de seguridad se produce con una tecnica segura, preferiblemente en dos canales.
Segun otra realizacion preferida del procedimiento esta previsto que el toque del elemento de mando virtual sobre la superficie de la pantalla tactil se detecte determinando una primera coordenada de un punto de toque y que se produzca una activacion de la funcion del elemento de mando virtual cuando la primera coordenada del punto de toque, tras permanecer el contacto con la superficie de la pantalla tactil, abandona un area de coordenadas predeterminada mediante una accion manual del operario.
A este respecto, la accion manual puede activarse por un gesto del operario. El gesto puede realizarse arrastrando un dedo del operario sobre la pantalla tactil, entrando o saliendo del area de coordenadas predeterminada. Preferiblemente el gesto se realiza en una direccion definida, pudiendo ajustarse la sensibilidad al movimiento de los dedos, la intensidad del gesto de manera continua, para activar una accion.
Por lo demas la invencion se refiere a un procedimiento inventivo propio para manejar un robot industrial con un aparato manual. A este respecto, esta previsto que la activacion de una funcion tactil requiera de una accion manual por parte del usuario sobre la pantalla tactil. Para evitar una activacion accidental de elementos de mando virtuales por un toque involuntario, solo se activara una funcion cuando tras tocar la pantalla tactil se realice un “gesto fino” especial, por ejemplo arrastrar el dedo en una direccion definida. De este modo se produce un “toque fiable”.
El gesto necesario para activar una funcion, es decir, la intensidad o el tipo de gesto necesario, puede ajustarse de manera continua: va desde un toque sencillo con el dedo, un manejo generalmente habitual de la pantalla tactil, hasta un gesto definido. Mediante marcas hapticas, como la forma especial de las depresiones para los dedos en el borde de la pantalla, el dedo como continuacion de las depresiones para los dedos puede deslizarse sobre la pantalla tactil y a este respecto, activar una funcion. Si el usuario percibe que ha iniciado una activacion de la funcion no deseada, puede suprimir la activacion de la funcion arrastrando de nuevo el dedo a la posicion inicial.
El dispositivo segun la invencion se caracteriza en comparacion con el estado de la tecnica en particular por que la cantidad de componentes de hardware se reduce a un mmimo absoluto. Todas las funciones de mando se implementan por consiguiente en software tactil, a excepcion de los interruptores orientados a la seguridad de “parada de emergencia” y “confirmacion”. No son necesarios componentes electricos adicionales tales como teclas de membrana, interruptores o lamparas indicadoras. Esto hace que el sistema requiera poco mantenimiento.
La ganancia de espacio conseguida permite una pantalla tactil grande y comoda. Los elementos de mando virtuales y las visualizaciones representados sobre la pantalla tactil estan disenados para la aplicacion industrial y se representan con mucho contraste y en grande, de modo que es posible un manejo fiable.
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Otros detalles, ventajas y caractensticas de la invencion se obtendran no solo por las reivindicaciones y las caractensticas que pueden deducirse de las mismas, individualmente y/o en combinacion, sino tambien por la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion que podran deducirse del dibujo.
Muestran:
la figura 1, un aparato manual de programacion para manejar un robot industrial,
la figura 2, un segmento de un marco de pantalla del aparato manual de programacion que limita con la
pantalla tactil,
la figura 3, un segundo segmento de un marco de pantalla que limita con la pantalla tactil,
la figura 4, un tercer segmento de un marco de pantalla que limita con la pantalla tactil,
la figura 5, una vista posterior del aparato manual de programacion,
la figura 6, un procedimiento esquematico para manejar un robot industrial con un aparato de mando,
la figura 7, un fragmento de una interfaz de mando del aparato de mando con elementos de mando virtuales,
la figura 8, un fragmento de una interfaz de mando del aparato de mando con una imagen con informacion
grafica,
la figura 9, una interfaz de mando del aparato de mando con diferentes superficies de desplazamiento y
la figura 10, un elemento de mando virtual para la recalibracion del sistema de coordenadas del aparato de
mando.
La figura 1 muestra un dispositivo 10 en forma de aparato manual de programacion para manejar un robot industrial 12. Para ello, el aparato manual 10 esta unido con un control de robot 16 mediante una union de comunicacion 14 inalambrica o por cable. El aparato manual 10 comprende una interfaz de usuario grafica 18 con una pantalla sensible al tacto 20, a continuacion denominada pantalla tactil. La pantalla tactil 20 sirve para visualizar al menos un elemento de mando virtual 22.1...22.n, 24.1...24.n, que representa una funcion para el control, la programacion o el manejo del robot industrial 12, activandose la funcion asignada al tocar el elemento de mando virtual 22.1...22.n, 24.1...24.n con un dedo de un operario o un lapiz.
El aparato manual 10 comprende por lo demas una unidad de control 30 para el control de la interfaz de usuario grafica 18 y para la comunicacion con el control de robot 16 asf como un sensor de posicion para determinar la posicion e inclinacion del aparato de mando.
La interfaz de usuario grafica 18 con la pantalla tactil 20 esta dispuesta en una carcasa 32 junto con la unidad de control 30. La carcasa 32 forma un marco de pantalla 34, que rodea la pantalla tactil 20 por los bordes. Por lo demas, en un lado superior de la carcasa 32 esta dispuesto un interruptor orientado a la seguridad de “parada de emergencia” 26.
Los elementos de mando virtuales 22.1 .... 22.n asf como 24.1 ... 24.n estan dispuestos, en cada caso, a lo largo de un segmento de marco 36, 38 del marco de pantalla que limita con la pantalla tactil 20. Para permitir un manejo sin mirar de los elementos de mando virtuales 22.1 ... 22.n o 24.1 ... 24.n, segun un primer concepto independiente de la invencion en el segmento de marco 36, 38 estan dispuestas en cada caso marcas hapticas 40.1 ... 40.n o 42.1 ... 42.n. A cada marca haptica 40.1 ... 40.n, 42.1 ... 42.n esta asignado un elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n.
A este respecto, en particular el elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n limita directamente con la marca haptica 40.1 ... 40.n o 42.1 ... 42.n, de modo que se produce una transicion directa de la marca haptica 40.1 ... 40.n o 42.1 ... 42.n al elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n. Por consiguiente, practicamente en un movimiento se grna un dedo guiado a lo largo de una marca haptica 40.1 ... 40.n o 42.1 ... 42.n al elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n. De este modo se evitan o minimizan errores de manejo: en primer lugar se detecta la posicion del elemento de mando virtual con ayuda de las marcas hapticas y a continuacion se activa la funcion tocando el elemento de mando virtual. Ademas no es necesario que la pantalla tactil, esto es, la pantalla 20 tenga un diseno especial. En particular y a diferencia del estado de la tecnica no es necesario que sobre la pantalla se coloquen materiales superpuestos especiales, que de lo contrario producinan mermas en la transparencia.
Las marcas hapticas 40.1 ... 40.n o 42.1 ... 42.n forman una grna, por la que se grna un dedo de un operario al elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n asignado.
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La figura 2 muestra una representacion ampliada de los elementos de mando 22.1 ... 22.n y las marcas hapticas 40.1 ... 40.n asignadas a los mismos.
Mediante la disposicion de los elementos de mando virtuales 22.1 ... 22.n o 24.1 ... 24.n a lo largo de los segmentos de marco 36, 38 que presentan las marcas hapticas 40.1 ... 40.n, 42.1 ... 42.n se garantiza un manejo seguro de los elementos de mando virtuales. A este respecto, el segmento de marco 36, 38 escalonado y de forma especial sirve para la orientacion tactil sobre la pantalla tactil 20.
En el ejemplo de realizacion representado en la figura 2, las marcas hapticas 40.1 ... 40.n estan configuradas como depresiones para los dedos, que estan conformadas de tal modo que pueden detectarse de manera fiable con los dedos y garantizan un guiado del dedo de los segmentos de marco 36, 38 hacia el elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n o 24.1 ... 24.n asignado.
Ademas estan previstas marcas hapticas 43.1 ... 43.n que estan configuradas como botones y estan dispuestas sobre una superficie del marco de pantalla 34.
De este modo, por un lado, se compensa el sistema haptico en principio ausente de una pantalla tactil 20 y por otro lado el usuario puede dirigir su atencion visual al robot industrial y al proceso, sin tener que mirar al aparato de manejo manual o manual 10, con lo que en conjunto aumenta la seguridad en el manejo. Es posible un “manejo sin mirar”.
La figura 3 muestra una forma de realizacion de una marca haptica 44 como esquina de marco 46 del marco de pantalla 34 que limita con la pantalla tactil 20. Mediante la esquina de marco 46 del marco de pantalla 34 se define una posicion umvoca, exacta sobre la pantalla tactil 20. Para estas posiciones seleccionadas esta previsto un elemento de mando virtual 48 sobre la pantalla tactil 20, que por ejemplo se mueve en direccion lineal a lo largo de un segmento de marco 50 de lado de pantalla o del otro segmento de marco 52 de la esquina de marco 44.
La figura 4 muestra otra forma de realizacion de una marca haptica 54, que esta configurada como segmento de marco 56 de lado de pantalla del marco de pantalla 34. El dedo de un operario puede realizar un movimiento de deslizamiento a lo largo del segmento de marco 56, con lo que puede regularse un elemento deslizante virtual 60 que discurre a lo largo del segmento de marco 56.
Las marcas hapticas 40.1 ... 40.n representadas en las figuras 1 y 2 y configuradas como depresiones para los dedos forman una orientacion haptica sobre el borde de pantalla con alta resolucion, por ejemplo para percibir posiciones de los elementos de mando virtuales 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n, porque se disponen directamente al lado de las depresiones para los dedos. A cada depresion para los dedos puede estar asignado unvocamente un elemento de mando virtual. Las depresiones para los dedos 22.1 .... 22.n, 24.1 ... 24.n estan realizadas medio abiertas y abiertas en la direccion de la pantalla tactil 20, de modo que sobre la pantalla tactil puede deslizarse un dedo como guiado por un canal y aqrn puede activar una funcion del elemento de mando virtual 22.1 ... 22.n, 24.1 ... 24.n.
Segun un concepto independiente de la invencion esta previsto que la activacion de una funcion asignada al elemento de mando virtual 22.1...22.n, 24.1...24.n requiera de una accion manual del operario sobre la pantalla tactil 20. Para evitar una activacion accidental de los elementos de mando virtuales 22.1...22.n, 24.1...24.n por un toque involuntario, solo se activa una funcion cuando tras tocar la pantalla tactil 20 se realiza un gesto predefinido como por ejemplo arrastrar el dedo en una direccion definida. La sensibilidad de la reaccion al movimiento de los dedos puede ajustarse a traves de un regulador de manera continua. De este modo puede ajustarse la intensidad del gesto necesario para activar funciones de manera continua. Va desde un toque sencillo con los dedos, el manejo habitual general de la pantalla tactil 20, hasta un gesto fino especial. Mediante la forma especial de las depresiones para los dedos 22.1...22.n, 24.1...24.n en el segmento de marco 36, 38 del marco de pantalla, el dedo, como continuacion de las depresiones para los dedos puede deslizarse sobre la pantalla tactil y a este respecto, activar una funcion. Si el usuario percibe que ha iniciado una activacion de la funcion no deseada, puede suprimir la activacion de la funcion arrastrando de nuevo el dedo a la posicion inicial.
Una vez que el operario, por ejemplo partiendo de la depresion para los dedos 40.n, toca con el dedo el elemento de mando virtual 22.n, se detectan las coordenadas correspondientes del punto de toque sobre la pantalla tactil mediante la unidad de control 30. De manera correspondiente a la definicion de un gesto previamente ajustado, la funcion correspondiente solo se activa cuando el dedo del operario abandona un area de coordenadas predeterminada o llega a un area de coordenadas predefinida. Cuando el elemento de mando virtual se ha desviado y de este modo esta listo para la activacion (la activacion se produce al soltar el dedo), esto se indica mediante una identificacion optica, por ejemplo mediante un borde de color, en el elemento de mando. Cuando se anula una desviacion accidental, arrastrando de nuevo el elemento de mando a su inicio, esto se indica haciendo desaparecer esta identificacion optica.
Segun otra forma de realizacion inventiva propia de la invencion, los elementos de mando virtuales 48, que estan situados por ejemplo en la esquina de marco 46 del marco de pantalla 34, se enlazan con un control de gestos
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especial. Estos pueden deslizarse por ejemplo a lo largo de los segmentos de marco 50, 52 en dos direcciones 62, 64, tal como se representa en la figura 3. A cada direccion de movimiento 62, 64 esta asignada una funcion que puede seleccionarse. Asf, por ejemplo, es posible, activar una funcion “A” al moverse a lo largo del segmento de marco 52 y activar una funcion “B” al moverse a lo largo del segmento de marco 50. A este respecto se evalua el grado de desviacion estando previstas dos posibilidades de evaluacion.
Segun una primera posibilidad de evaluacion, el grado de desviacion se transfiere inmediatamente a la funcion como parametro analogico como especificacion de velocidad. Cuando se suelta el dedo en la posicion desviada, el valor analogico salta inmediatamente a cero. Cuando se grna el dedo de manera deslizante de nuevo a la posicion inicial 66, el parametro, de manera analoga a la desviacion, vuelve a cero. Esta funcion puede utilizarse para, por ejemplo, iniciar un programa de movimiento en direcciones positiva o negativa y a este respecto, variar la velocidad de manera continua.
Segun una segunda posibilidad de evaluacion esta previsto que al superar un valor umbral que puede definirse se active una funcion de conmutacion. La activacion de la funcion solo se produce cuando el dedo abandona la pantalla tactil 20 en la posicion desviada. Sin embargo, cuando se devuelve el dedo a la posicion cero sin soltarlo sobre los segmentos de marco 50, 52 se evita la activacion de la funcion.
Otro concepto inventivo propio de la invencion se refiere a la implementacion de una denominada funcion de control manual (override) (regulador de velocidad), que se implementa a traves del elemento de mando deslizante 60, que se representa en la figura 4. Para ello se coloca el elemento de mando deslizante 60 a lo largo del segmento de marco 56 y en el centro con respecto a la marca haptica 43. De este modo puede detectarse la posicion del elemento de mando deslizante 60 y regularse mediante deslizamiento del dedo a lo largo del segmento de marco 56. La regulacion sin mirar se ve favorecida adicionalmente mediante las marcas hapticas 22.1...22.n 43, 54 de los segmentos de marco 38, 56. El denominado control manual, con un deslizamiento entre dos marcas hapticas, puede regularse por una magnitud definida, por ejemplo el 20%. Por medio del elemento de mando deslizante 60 dispuesto en el lado de borde tambien pueden ajustarse otras magnitudes analogicas como parametros de proceso con un manejo sin mirar.
Otra caractenstica propia de la invencion se refiere la disposicion simetrica de las marcas hapticas 22.1...22.n, 24.1...24.n con respecto al eje central transversal o longitudinal de la pantalla tactil 20. A este respecto, el eje central longitudinal es la recta que discurre de manera central y en paralelo a los lados de marco longitudinales del marco de pantalla 34. En perpendicular discurre el eje central transversal, es decir, de manera central entre y en paralelo a los lados transversales mas cortos del marco de pantalla 34. De este modo se garantiza que el aparato manual 10 es adecuado tanto para un manejo para una persona diestra como para un manejo para una persona zurda. Esto se consigue en particular mediante el consiguiente diseno sin teclas de la interfaz de usuario grafica y por la disposicion simetrica de las marcas hapticas. De este modo la interfaz de usuario grafica, mediante una funcion de configuracion sencilla puede cambiarse de manejo para diestro a manejo para zurdo. A este respecto, todas las posiciones de los elementos de mando virtuales 22.1...22.n, 24.1...24.n se invierten de manera especular en el eje central longitudinal de la pantalla tactil 20.
La figura 5 muestra un lado posterior 66 de la carcasa 32. En el lado posterior 66 y simetricamente al eje longitudinal 68 estan dispuestas unas tiras de sujecion 70, 72 en las que el aparato manual 10 puede sujetarse con seguridad con una o ambas manos. Las tiras de sujecion 70, 72 pueden presentar una geometna externa que corresponde a segmentos cilmdricos, debiendo salir las tiras de sujecion 70, 72 desde el borde externo, es decir, desde los bordes longitudinales del marco de pantalla 34. En cada tira de sujecion 70, 72, en cada caso, esta integrado un interruptor de confirmacion o tecla de confirmacion 74, 76, de los que opcionalmente debe activarse uno para autorizar el desplazamiento del robot industrial.
Mediante esta disposicion simetrica se evita que se cansen las manos porque los elementos interruptores de confirmacion 74, 76 pueden activarse de manera alterna con la mano izquierda o derecha. En caso de cansarse una mano, la otra mano, en cada caso, puede asumir la confirmacion sin que por ello se interrumpa la autorizacion del desplazamiento para el movimiento del robot.
Otra forma de realizacion propia de la invencion se caracteriza por que se sustituye un interruptor de llave hasta ahora habitual para la seleccion de los modos de funcionamiento del robot “configurar”, “automaticidad”, “prueba de automaticidad” por una funcion de software. La particularidad radica entre otras cosas en el procesamiento de datos con una tecnica segura. La pantalla tactil 20 es, en principio, un aparato de un solo canal y por tanto, poco seguro. Acudiendo a un control de seguridad 78, a continuacion denominado controlador de seguridad 78, integrado en el control de robot 16 segun la figura 6, se garantiza una funcionalidad segura del software. El controlador de seguridad 78 se describe en la solicitud de patente europea 1 035 953.
Sin embargo, la ensenanza segun la invencion no esta limitada a un control de seguridad segun la solicitud de patente europea 1 035 953.
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Sobre la pantalla tactil 20, mediante la interfaz de mando 18, se ofrecen diferentes opciones de modo de funcionamiento en forma de interfaces de mando virtuales 80, 82, 84 tales como teclas multifuncion para su seleccion, tal como se representa en la figura 7. Al tocar una de estas teclas multifuncion 80, 82, 84 el usuario selecciona un nuevo modo de funcionamiento “X”. El software de la interfaz de mando envfa el modo de funcionamiento recien seleccionado como comando “peticion nuevo modo de funcionamiento X” al controlador de seguridad 78. El controlador de seguridad 78 extrae de su memoria 86 informacion grafica correspondiente a este modo de funcionamiento como el icono 88 y lo coloca en una posicion de visualizacion determinada de manera aleatoria en una imagen 90 mas grande. La posicion del icono 88 en la imagen 90 solo la conoce el controlador de seguridad 78. Esta imagen 90 se envfa como archivo de imagenes como Bitmap a la interfaz de mando 18 y aqu se visualiza en una posicion definida, tal como se representa en la figura 8.
Mediante un toque con el dedo sobre el icono 88 representado el usuario debe confirmar el modo de funcionamiento reconocido por el controlador de seguridad 78. Una posicion de toque sobre la pantalla tactil se detecta en forma de coordenadas tactiles y se devuelve al controlador de seguridad 78. Este compara la posicion de toque con la posicion de visualizacion del icono 88 aleatoria conocida solo por el controlador de seguridad 78 en la imagen 90. La comparacion se produce teniendo en cuenta la posicion conocida de la imagen 90 sobre la pantalla tactil 20. En caso de que la posicion de toque (dentro de una tolerancia definida) sea igual a la posicion de visualizacion, se realiza el cambio de modo de funcionamiento introducido. En caso contrario se rechaza el cambio de modo de funcionamiento y se mantiene el modo de funcionamiento anterior.
Mediante este procedimiento se crea un cfrculo de accion seguro entre usuario y controlador de seguridad 78:
- el usuario selecciona un modo de funcionamiento,
- el controlador de seguridad 78 visualiza el modo de funcionamiento reconocido en el aparato de mando 10,
- el usuario confirma al controlador de seguridad 78 que el modo de funcionamiento visualizado es correcto,
- el controlador de seguridad 78 ajusta el nuevo modo de funcionamiento.
Alternativamente al procedimiento mencionado anteriormente, el controlador de seguridad 78 puede visualizar un codigo numerico en forma de icono, que debe reconocer el usuario e introducirse como numero a traves de un teclado visualizado. La posicion de toque de los numeros visualizados del teclado se envfa al controlador de seguridad, que al respecto comprueba si la entrada es correcta.
Los iconos 80, 82, 84 se almacenan con una tecnica segura en el controlador de seguridad 78.
Opcionalmente una peticion para un cambio del modo de funcionamiento tambien puede llegar a traves de un interruptor de llave de hardware.
La insercion/extraccion de la llave en/del interruptor de seleccion del modo de funcionamiento se reproduce por medio de un procedimiento de inicio/cierre de sesion por medio de un PIN.
La posibilidad de “arrastrar” el dedo en mayor o menor medida tras tocar la pantalla tactil 20 se aprovecha segun un procedimiento inventivo propio para generar una especificacion de desplazamiento analogica para el robot industrial 12. Asf, el robot industrial 12 segun la figura 6 puede controlarse de manera sensible en 6 grados de libertad, por ejemplo X, Y, Z y orientaciones A, B, C de una herramienta 91.
Con la desviacion del dedo de un operario es posible proporcionar al robot industrial 12 una especificacion de la posicion, de manera similar al control del cursor mediante teclado tactil en un notebook. A este respecto, el robot industrial 12 puede desplazarse al mismo tiempo en dos direcciones de coordenadas, por ejemplo X e Y.
En un modo adicional, mediante una desviacion del dedo, se genera una especificacion de velocidad para el robot industrial 12: cuanto mas se haya desviado el dedo, mas rapido se desplazara el robot.
Tras tocar una superficie de desplazamiento 100 seleccionada, representada en la figura 9, el usuario activa un elemento de mando virtual 92, que se coloca en la zona del punto de toque. A continuacion el elemento de mando virtual 92 puede arrastrarse tambien por medio del dedo mas alla de un lfmite 94 por toda la pantalla tactil 20 y asf generar especificaciones de desplazamiento. Al soltar, el robot industrial 12 se queda inmediatamente parado. Entonces, para una nueva especificacion de desplazamiento debe volver a tocarse la superficie 100 deseada.
La sensibilidad de la reaccion a un movimiento de los dedos puede ajustarse de manera continua mediante un elemento de mando virtual 96 como reguladores deslizantes (control manual) tanto para la especificacion de posicion como para la especificacion de velocidad.
La superficie sensible 100 para el desplazamiento 2D se encuentra cerca del borde de pantalla 36, de modo que con una distancia considerable con respecto al borde de pantalla aun puede alcanzarse bien con el dedo (por ejemplo con el pulgar separado).
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Para poder desplazarse tambien en una tercera direccion de coordenadas (por ejemplo la coordenada Z del sistema cartesiano de coordenadas), se coloca un campo 101 con una anchura de aproximadamente un dedo con un elemento de mando virtual 98 directamente de manera lateral en el borde de pantalla 36, de modo que este campo 101 puede “detectarse” con el dedo, guiando el dedo, en particular el pulgar, a lo largo del borde de pantalla 36. Este campo genera una especificacion de desplazamiento unidimensional, por ejemplo en la direccion Z.
Mediante la disposicion especial, el usuario puede distinguir claramente los dos campos de desplazamiento 100, 101 y alcanzarlos sin mirar: El campo 101 directamente en el borde de pantalla 36, teniendo el dedo un contacto perceptible con el borde de carcasa, activa la especificacion de desplazamiento para la tercera dimension (dimension Z). El campo 100, que esta colocado aproximadamente con una anchura de un dedo o pulgar al lado del borde de pantalla 36, activa la especificacion de desplazamiento simultanea en dos dimensiones (dimension X-Y).
El robot industrial 12 tiene 6 grados de libertad. Para el ajuste de la orientacion de la herramienta 91 con los tres angulos (A, B, C) se utiliza el mismo procedimiento que el descrito anteriormente. Para ello se divide la pantalla en dos zonas. Por ejemplo, en la zona superior se encuentran los campos de desplazamiento 100, 101 para las dimensiones 1-3 (por ejemplo X, Y, Z). Por ejemplo, en la zona inferior se encuentran los campos de desplazamiento 102, 103 para las dimensiones 4-6 por ejemplo A, B, C. A traves de las marcas hapticas en forma de botones 108, 110, 112 pueden distinguirse sin mirar los dos campos de desplazamiento 100, 101 y 102, 103.
Tras tocar la superficie de desplazamiento 102 el usuario activa un elemento de mando virtual 104, que se coloca en la zona del punto de toque. A continuacion puede deslizarse el elemento de mando virtual 104 sobre la pantalla tactil para generar una especificacion de desplazamiento.
Asf, con una pantalla multitoque 20 el robot industrial 12 puede desplazarse simultaneamente en los 6 grados de libertad. Con una pantalla de un solo toque, las funciones de desplazamiento solo pueden utilizarse secuencialmente.
En el desplazamiento por medio de la funcion de movimiento por toque explicada anteriormente, la pantalla tactil esta orientada en el caso ideal de manera colineal con respecto al sistema de coordenadas del robot industrial. En este caso, el movimiento del robot coincide de manera optima con el movimiento de los dedos sobre la pantalla tactil.
Sin embargo, cuando el usuario se gira con el aparato de mando 10 hacia un lado, ya no se produce esta coincidencia. Entonces, la direccion de movimiento del robot ya no coincide con la direccion de movimiento del dedo.
En este caso, es necesario volver a recalibrar el sistema de coordenadas de la pantalla tactil al sistema de coordenadas del robot.
Segun la invencion, sobre la pantalla tactil 20 esta previsto un elemento de mando virtual 114 especial con un indicador 116. Este elemento de mando 114 debe tocarse en primer lugar con un dedo y a continuacion tiene que arrastrarse el dedo en la direccion seleccionada del sistema de coordenadas del robot, por ejemplo la direccion X. Como soporte visual para el usuario puede indicarse la direccion X en la zona de trabajo del robot por ejemplo mediante una marca sobre la superficie del suelo. El movimiento del dedo sobre el elemento de mando 114 y con ello la orientacion del indicador 116 se produce en paralelo a la marca existente en la zona de trabajo del robot. Una de estas se indica a modo de ejemplo en la figura 6 con “200”. Tras levantar el dedo de la pantalla tactil 20 se calcula la direccion vectorial entre el primer punto en el que se toca y el punto en el que se suelta. Con ayuda de este vector, el eje de coordenadas de robot seleccionado y un vector Z comun se calcula una matriz de rotacion mediante la que de aqrn en adelante se transforman todos los movimientos de los dedos, antes de proporcionarse como especificacion de desplazamiento al robot. La recalibracion se produce de este modo lo mas rapido posible con un unico gesto. Tras la recalibracion, los dos sistemas de coordenadas se ajustan de nuevo de manera colineal entre sf, practicamente correlacionados. Para una mejor comprobacion, la direccion del sistema de coordenadas de pantalla calibrado se representa graficamente en la pantalla tactil.
El sistema de coordenadas para el robot esta dibujado en la figura 6. Se reconoce que la marca 200 discurre paralela al eje X. El eje Y discurre en el plano de la huella del robot 12. Perpendicular al mismo discurre el eje Z, sobre el que puede girar el robot 12 (flecha A1).
En las figuras 1 y 6, mediante las flechas 1, 2, 3, 4, 5, 6 o A1, A2, A3, A4, A5, A6 se indican los movimientos de pivote o giro del robot 12 o del brazo que sujeta la herramienta 91. De este modo, en el ejemplo de realizacion el robot 12 puede mover la herramienta 91 con 6 grados de libertad.
Este procedimiento de calibracion segun la invencion, que funciona sin un sistema sensor, tambien puede utilizarse para cualquier otro sistema de coordenadas, como por ejemplo marcos de definicion libre.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para manejar un robot industrial (12) por medio de un aparato de mando (10) que presenta una interfaz de usuario grafica (18) con pantalla tactil (20), que comprende las etapas de procedimiento de:
    - visualizar sobre la pantalla tactil (20) al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) que representa una funcion o modo de funcionamiento del robot industrial (12),
    - seleccionar una funcion o modo de funcionamiento deseado activando el al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) por parte de un usuario,
    - detectar que se ha activado el al menos un elemento de mando virtual (80, 82, 84) y enviar una senal de control correspondiente a la funcion o al modo de funcionamiento seleccionado a un control de seguridad (78),
    - evaluar la senal de control en el control de seguridad (78) y seleccionar una informacion grafica (88) asignada a la funcion o al modo de funcionamiento seleccionado,
    - generar una imagen (90), en la que la informacion grafica (88) esta colocada en una posicion de visualizacion determinada por el control de seguridad (78),
    - transmitir la imagen (90) al aparato de mando (10) y visualizar la imagen (90) con la informacion grafica (88) sobre la pantalla tactil (20),
    - detectar una posicion de confirmacion al confirmar la informacion grafica visualizada (88) por parte del usuario,
    - reenviar la posicion de confirmacion al control de seguridad (78),
    - comparar la posicion de confirmacion recibida con la posicion de visualizacion predeterminada,
    - realizar la funcion o el modo de funcionamiento seleccionado cuando la posicion de confirmacion coincide con la posicion de visualizacion.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la posicion de visualizacion de la informacion grafica (88) dentro de la imagen (90) se determina de manera aleatoria.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la imagen (90) se transmite como archivo de imagenes como Bitmap del control de seguridad (78) al aparato de mando (10) y se visualiza sobre la pantalla tactil (20) en una posicion predeterminada por el control de seguridad o conocida por el control de seguridad.
  4. 4. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como informacion grafica (88) se visualiza un elemento de mando virtual correspondiente a la funcion o al modo de funcionamiento.
  5. 5. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como informacion grafica (88) se visualiza de manera grafica un codigo numerico.
  6. 6. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la informacion grafica (88) se almacena con una tecnica segura en una memoria (86) del control de seguridad (78) preferiblemente en dos canales.
  7. 7. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la evaluacion de la senal de control se produce en el control de seguridad (2) en dos canales.
  8. 8. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que sobre la pantalla tactil (20) de la interfaz de usuario grafica (18) se visualizan diferentes modos/opciones de funcionamiento en forma de elementos de mando virtuales (80, 82, 84).
  9. 9. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se generan coordenadas de la posicion de visualizacion mediante un generador de numeros aleatorios.
  10. 10. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el toque del elemento de mando virtual (80, 82, 84) sobre la superficie de la pantalla tactil (20) se detecta determinando una primera coordenada de un punto de toque y por que se produce una activacion de la funcion del elemento de mando virtual (80, 82, 84) cuando la primera coordenada del punto de toque, tras permanecer el contacto con la superficie de la pantalla tactil, abandona un area de coordenadas predeterminada mediante una accion manual del operario.
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado por que la accion manual se activa mediante un gesto del operario.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 10 a 11, caracterizado por que el gesto se realiza arrastrando un dedo del operario sobre la pantalla tactil (20), entrando o saliendo del area de coordenadas predeterminada.
  13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 10 a 12, caracterizado por que el gesto se realiza en una direccion definida.
  14. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 10 a 13, caracterizado por que se ajusta una intensidad del gesto de manera continua.
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