WO2018149808A1 - Eingabeeinrichtung, verfahren zur bereitstellung von bewegungsbefehlen an einen aktor und aktorsystem - Google Patents

Eingabeeinrichtung, verfahren zur bereitstellung von bewegungsbefehlen an einen aktor und aktorsystem Download PDF

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WO2018149808A1
WO2018149808A1 PCT/EP2018/053505 EP2018053505W WO2018149808A1 WO 2018149808 A1 WO2018149808 A1 WO 2018149808A1 EP 2018053505 W EP2018053505 W EP 2018053505W WO 2018149808 A1 WO2018149808 A1 WO 2018149808A1
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WO
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movement
actuator
symbols
sequence
motion
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PCT/EP2018/053505
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Elias Knubben
Nadine Kärcher
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Festo Ag & Co. Kg
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40099—Graphical user interface for robotics, visual robot user interface
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40395—Compose movement with primitive movement segments from database

Definitions

  • Input device method for providing motion commands to an actuator and actuator system
  • the invention relates to an input device for providing motion commands to an at least one actuator, having an input surface on which a plurality of motion symbols are arranged, which are each associated with movement commands for at least one actuator. Furthermore, the invention relates to a method for providing movement commands to at least one actuator and a
  • a process module library for programming a manipulator process comprising a plurality of parameterizable process modules for performing a sub-process, wherein the process modules each comprise a plurality of basic commands of a common basic instruction set for performing a basic operation, wherein a process module with a further process module and / or a basic command can be linked, and wherein during programming a manipulator is controllable by means of a function module of a graphical programming environment.
  • the object of the invention is to provide an input device, a method for providing movement commands to at least one actuator and actuator system, which allow a simplified operation by an operator.
  • the input surface comprises a trace track, which, in particular exclusively, for a sequencing of copies of the motion symbols along a
  • Arranging direction is formed to a movement, with a processing means for querying the trace track in the Arranging direction and for determining a sequence of movement commands depending on the predetermined by the arrangement of the motion symbols in the trace track movement sequence and for outputting the sequence of movement commands and / or an actuator control signal sequence which is dependent on the sequence of the movement commands, and with an output interface which is provided for providing the sequence of movement commands and / or the
  • Acken tenual plausible is formed on the at least one actuator.
  • motion symbol and "motion command” are directed to instructions that may cause immediate movement of the at least one actuator as well as instructions that are only indirectly associated with movement of the at least one Actors are linked.
  • An indirectly linked instruction can be, for example, an indication of a tool center point which is to be activated within the framework of a subsequent movement of the at least one actuator.
  • an actuator comprises a component or component arrangement which, depending on movement conditions, missing a targeted movement, preferably a one-dimensional movement (eg linear motion along a straight line or rotation about a rotation axis), particularly preferably a two-dimensional movement (eg linear motion in a plane of motion or rotations about two mutually different axes of rotation), in particular a three-dimensional motion (eg linear motion in Space or rotations about at least three mutually different axes of rotation) can perform.
  • An actuator can be designed, for example, as a linear divider, as a rotary drive or as a combination of several linear actuators and / or rotary drives, in particular as a manipulator for moving and / or machining workpieces.
  • the input device is designed as a computer, in particular as a desktop computer, laptop, tablet, screen glasses or smartphone, and the input surface is formed by at least one screen on which both the motion symbols and the sequence track are identified by suitable, in particular predetermined or freely configurable, graphical elements are represented.
  • an operator can make use of an arrangement of motion symbols in the trace track.
  • a movement symbol just copied can be added to a free end of an already existing arrangement of movement symbols or inserted between two movement symbols of an already existing arrangement of movement symbols.
  • a copied motion symbol can be arranged exclusively in the trace track. An arrangement of the just copied motion symbol outside the trace results in this case in an automatic deletion of the currently copied motion symbol.
  • motion symbols already arranged in the trace track can be moved by manual selection within the trace track or deleted by removal from the trace track.
  • the input surface is formed by a screen having no touch-sensitive properties.
  • copying motion symbols as well as moving the copied motion symbols for example, by means of a mouse pointer, which can be moved by the operator using an integrated or external mouse.
  • the trace track is the only location on the input surface at which copied movement symbols can be strung together in order to be subsequently executed by the processing device in a predetermined manner
  • Arranging direction in particular from left to right or vice versa, to be evaluated.
  • the movement commands assigned to the respective movement symbols are supplied by the processing device a sequence of motion commands and / or one dependent on the sequence of motion commands
  • the input device has a plurality of, for example, designed as a push-button and graphically designed accordingly movement symbols whose shape and position is mechanically fixed.
  • the trace track for example in the form of an LCD matrix line or an LED indicator strip, is designed to display the motion symbols in the order in which the push buttons are actuated by an operator.
  • one or more movement keys for displacement processes of movement symbols in the execution lane and / or a delete key for deletion processes of movement symbols in the execution lane can additionally be provided purely by way of example.
  • the processing device is preferably designed as a microprocessor or microcontroller, which performs a scan, in particular a cyclically recurring scan, motion symbols to detect a selection of a motion symbol, and on the other hand, a display of the motion symbols in the trace depending on the order of Selection of motion symbols.
  • the processing device is implemented by at least one processor of a computer or laptop or
  • the processing device is designed to display the movement symbols arranged in the trace track or the copies of the movement symbols in the trace track evaluate the classification direction. Subsequently, with the aid of the processing device, a determination is made of a sequence of movement commands in dependence on the movement sequence predetermined by the arrangement of the movement symbols in the process track and an output of the sequence of movement commands and / or an actuator control signal sequence dependent on the sequence of movement commands at the output interface. Depending on the configuration of the output interface is provided to forward the movement commands to a downstream arranged actuator control or to use the Aktor tenusignal thesis for direct control of the at least one actuator.
  • the actuator control can be an arrangement of a plurality of electrically controllable valves, which are actuated by an associated valve controller as a function of incoming movement commands.
  • the actuator control comprises a plurality of electrically controllable valves, in the immediate manner of the electrical control signals of the
  • the at least one actuator can be designed as an electric drive, in particular as an electric linear drive or as an electric geared motor.
  • Arranging direction is formed.
  • the scanning of the planned sequence of movements is kept simple, since only one movement symbol can always follow a preceding movement symbol.
  • the clarity of the procedure in the trace track is guaranteed movement sequence for a user.
  • the processing device is designed for blocking impermissible alignments of movement symbols along the trace track.
  • the motion symbols in the trace track are chain-linked like chain links, with each of the chain links being designed to be concatenated with just one previous and one subsequent chain link. It can also be checked at the junction between the respective chain links, whether a chaining of the chain links is allowed or not. For example, it may be provided that certain motion symbols may not be directly linked together.
  • TCP tool center point two different tool center points (TCP tool center point) should be mentioned for this, since it is not possible, for example, for a tool to occupy a first tool center point on a robot arm and then a second tool center point without an intermediate movement.
  • Classification of motion symbols in the trace track is formed as a function of the operating state of the control symbol. This allows an immediate (real-time) coupling between inputs of a user who arranges operating symbols in the trace, in their position changed or cleared, and a movement of the at least one actuator are produced.
  • the input device is coupled to the at least one actuator and changes in the arrangement of operating symbols of the sequence track lead directly to changes in the movement behavior of the at least one actuator.
  • Such an operating mode for the input device is of particular interest for actuators whose design leaves no risk potential and thus an immediate implementation of changes in the arrangement of movement symbols in the trace track into a corresponding movement behavior of the at least one actuator can be accepted.
  • the at least one actuator is a device which, due to its design, must be assumed to pose a risk to people or objects, such a (real-time) coupling is not provided, but in this case, after completion of the determination of the Movement carried out a review of the movement behavior of the at least one actuator with slowed movement speed.
  • the method which may be embodied, in particular, as a computer program for execution on a computer, comprises the following steps: providing a plurality of motion symbols on an input surface, wherein each of the motion symbols is assigned at least one motion command for at least one actuator, stringing the motion symbols in a trace, to determine a movement sequence for the at least one actuator, scanning the movement symbols arranged in the execution track with a processing device, providing a sequence of movement commands in Dependence on the movement sequence predetermined by the arrangement of the movement symbols in the execution track by the processing device, provision of the sequence of movement commands to the at least one actuator and / or to a simulation representation of the at least one actuator.
  • a group of movement symbols which are arranged in the trace track, forms a movement group, which is lined up several times in the trace track.
  • This motion sequences for the at least one actuator can be defined, which are composed of several, especially many, individual motion commands and these movements can be multiplied in a simple manner, without having to repeat each of the individual movement commands by means of the associated motion symbols. If the method is carried out with the aid of an input device which allows a free design or assignment of additional movement symbols, provision can be made for providing such movement profiles with a separate movement symbol and thereby for a user in a particularly simple manner
  • the trace track is assigned in regions, in particular exclusively in regions, a secondary track, which is designed for a series of motion symbols and linked to the trace track by a logical function from the group: condition, repetition, time loop is.
  • a, in particular exclusive, stringing of motion symbols can also be carried out, wherein the motion commands represented by these motion symbols are only detected by the processing device for a movement.
  • tion sequence of the at least one actuator are taken into account when a predefinable condition is met, which is arranged in the trace track as a motion symbol.
  • this condition is associated with a sensor signal of a sensor which is assigned to the at least one actuator.
  • the actuator control in which the sequence of movement commands and / or the actuator control signal sequence dependent on the sequence of movement commands has been converted into movements of the at least one actuator is equipped with an input interface for the at least one sensor, so that at any given time within the sequence an evaluation of the sensor signal can be carried out by movement commands or in a time-recurring manner in order to check the occurrence of the condition and, if appropriate, to provide the movement commands of the movement symbols arranged in the secondary track to the at least one actuator.
  • a number of motion symbols are arranged in the secondary track, which are to be repeated at a predeterminable frequency before a movement sequence which is defined in the sequence track is continued.
  • a time loop may be formed in the secondary track.
  • a condition is to be arranged exclusively in the secondary track, the repetition and the time loop can also be arranged in the trace track.
  • control symbols are provided on the input surface, which are designed to be arranged between motion symbols adjacent to the trace track and / or in the secondary track and which effect an influence on the respectively adjacent motion symbols.
  • Such control symbols do not represent independent motion commands but rather are intended for this purpose. see movement commands influenced by downstream motion symbols.
  • a control symbol a movement speed for a movement of the at least one actuator, which is represented by a movement symbol arranged downstream in the execution lane, can be influenced.
  • an operating state of an operating symbol arranged on the input surface is interrogated by the processing device and at the output interface a sequence of the movement commands and / or the
  • Aktor tenusignal south takes place when there is an executable array of motion symbols in the trace and the operating state of the control icon is set to provide the sequence of motion commands.
  • the operating symbol may be an arrow key pointing in the direction of an arrangement direction and scanning direction for the operating symbols in the sequence track and upon actuation of which the operating symbol arranged in the execution track is scanned and the associated movement commands are provided directly to the at least one actuator , In this way, an immediate control of the movement sequence, as it is predetermined in the trace track, be checked using real movements of the at least one actuator. It is particularly preferred that in addition to such a stop button and / or a mouse button and optionally a return button on which an input surface are formed with which a complete control of the movement is possible.
  • the actuator system comprises an input Direction according to one of claims 1 to 4 and at least one actuator which is designed to perform movements in response to movement commands or Aktor tenusignal Anlagen, and a control means for implementing movement commands or Aktor tenusignal réelle in energy flows, in particular electrical currents or fluid flows,yog for at least Actuator is formed and assigned to the input device or the at least one actuator and connected to the at least one actuator.
  • Figure 1 is a purely schematic representation of a
  • Actuator system with an input device, an actuator control and an actuator, a detailed representation of the input device, a representation of a multifunctional input mask of the input device, and an exemplary representation of an input field for defining a condition that is deposited a motion symbol.
  • Actuator system 1 comprises an example designed as a tablet computer input device 2, which with a
  • Actuator 3 is connected, wherein the actuator control 3 in turn is connected to an example designed as a multi-joint robot actuator 4. According to the representation of Fi gur 1 is between the input device 2 and the
  • Actuator 3 and between the actuator control 3 and the Actuator 4 each have a connection cable 5, 6 provided to allow transmission of information between the respective components.
  • an output interface 17 of the input device 2 is designed as an Ethernet or USB interface (universal serial bus) and connected to a correspondingly formed input interface 18 on the actuator control 18 by means of the connection cable 5.
  • a wireless coupling between input device and actuator control and between actuator control and actuator is provided.
  • the actuator 4 which is shown only schematically, is a pneumatically operable multi-joint robot, with a design of this actuator 4 with respect to the mass of the moving parts of the actuator 4, the maximum force exerted by the actuator 4 and the maximum movement speed of the actuator Actuator 4 is chosen so that the actuator 4 can be operated in direct cooperation with a worker without the actuator 4 poses a threat to the worker.
  • the actuator 4 has a base part 7, on which a turntable 8 is rotatably mounted about a vertically oriented axis of rotation, not shown, and on which a pivot joint 9 is formed.
  • an arm part 10 is movably received, which is pivotally connected to an arm part 11, which in turn is pivotally coupled to an arm part 12.
  • the arm 12 carries one end
  • Linear gripper 15 which is shown purely by way of example in an open position.
  • a provision of the compressed air streams, which are required to move the respective pneumatic actuators, not shown, via the actuator control 3, which is purely exemplary of an arrangement of a plurality of electro-pneumatic control valve, in a manner not shown by one of the actuator control 3 associated control device can be controlled.
  • the control device is, in particular, a microprocessor with associated electrical output stages, with a prescribable program running on the microprocessor, by means of which the respective electrical output stages can be controlled in order to be able to provide suitable electrical control currents to the respective electropneumatic control valves, so that they can be provided provide appropriate compressed air streams to the respective pneumatic actuators.
  • the screen contents displayed on the screen 20 can be freely selected within the scope of the graphic display options of the input device 2 designed as a tablet computer.
  • the screen 20 is divided into a plurality of functional areas at 21, 22, 23 and 24, the function of which will be described in greater detail below.
  • a plurality of movement symbols 25, 26, 27, 28 and 29 are shown, which can be selected individually by an operator represented symbolically as operator hand 32 by touching the screen area with the finger in which the respective movement symbol 25 to 29 is represented , By way of example, it can be provided that this contact leads to a graphic and / or acoustic
  • the functional area 22 is designed as a trace, in which an exclusively sequential juxtaposition of motion symbols 25 to 29 can be performed.
  • the motion symbols 25 to 29 arranged in the trace track are scanned by a processing device, in particular a microprocessor of the input device 2, with a scan direction oriented from left to right, and the motion command associated with the respective motion symbol 25 to 29 is preceded by motion commands and downstream motion symbols 25 to 29 can be linked to a sequence of motion commands.
  • the functional area 23 below the mode of operation 22 comprises a graphic representation of a slide controller 33 which can be selected by the operator and moved along the trace of the functional area 22, the motion commands associated respectively with the motion symbols 25 to 29 arranged in the trace track be output from the input device 2 to the actuator controller 3 to perform an actual movement of the actuator 4 or processed within the input device 2 to a simulation that can be displayed in a manner not shown on the screen 20 as a graphical representation of the actuator 4.
  • a further functional area 24 is arranged below the functional area 23 and has a forward button 34, a stop button 35 and a return button 36 based on a device or program for playing music tracks or films, with these buttons 34 to 36 the sequence of movement commands, as represented by the movement symbols 25 to 29 in the lapse track, can be started in a stocking direction or a reverse direction, or stopped by the stop key 35.
  • the motion symbols 25 to 29 are assigned the functions described in more detail below: the motion symbol 25 represents a point in space which a tool center point (TCP tool center point) of the actuator 4 should occupy, the motion symbol 26 represents a closing movement for the linear gripper 15, the movement symbol 27 represents an opening movement for the linear gripper 15, the movement symbol 28 represents a movement for the actuator 4 and the movement symbol 29 represents a waiting phase for the actuator 4.
  • the movement symbols 25 to 29 can only be strung together sequentially in the trace of the functional area 22, wherein the input device 2 can be set up such that only certain combinations of movement symbols 25 to 29 can be strung together.
  • a tool center point is specified at a first position with the movement symbol 25, and at the second position with the movement symbol 27 an opening of the
  • Linear gripper 15 predetermined. Subsequently, with the motion symbol 28 arranged at the third position, the movement of the actuator 4 to the predetermined tool center point takes place. After reaching the tool center point, a closing movement for the linear gripper 15 is effected by the motion symbol 26 arranged at the fourth position. This is followed by the command of a new tool center point, which is approached by the actuator 4 in accordance with the movement symbol 28 provided at the sixth position, with the movement symbol 25 arranged at the fifth position.
  • the actuator 4 directly executes the respective action which is defined by the arrangement of one or more of the movement symbols 25 to 29 in the functional area 22 or that the actuator 4 controls the actions. NEN performed only when the operator with the help of the arranged in the functional area 23 slide controller 33 or by means of arranged in the functional area 24 start-stop buttons 34, 35, and 36, the implementation of the respective actions.
  • the input device 2 is adapted to brin the motion symbols 25 to 29 associated, not shown Be wegungsbetatione in a sequence of motion commands, which is then provided to the actuator control 3, where an implementation of the movement commands in control signals for the not shown in detail electro-pneumatic control valves, which provide the compressed air streams to the pneumatic drives of the actuator 4, not shown.
  • the operator can also move the motion symbols 25 to 29, which are temporarily arranged in the trace track of the functional area, by selecting the respective motion symbol 25 to 29 within the trace track or delete them by deleting them from the trace track.
  • the operator can combine a group of motion symbols 25 to 29, which are arranged in the trace of the functional area 22, into a motion group and assign a new motion symbol 31 to this motion group, which is taken, for example, from a library of motion symbols can be.
  • the library of movement symbols already comprises different movement groups. Symbols are provided and which can be arranged by the operator in the same way as the movement symbols 25 to 29 in the functional area 22.
  • motion symbols from the library of motion symbols are also arranged in the functional area 21, as shown purely by way of example in FIG. There arranged motion symbols are then available in a simple manner for multiple use.
  • the stored motion command is designed as a condition.
  • an input window 40 exemplarily shown in FIG. 4 opens on the screen 20 in which further details for the condition can be entered.
  • this source may be a sensor that provides a sensor value.
  • a determination of a value to be used as a threshold value can be made.
  • a selection of logical operations 43 to 48 is provided, with which a relationship between the threshold value and the sensor value can be established and which thus determine the condition.
  • the operator has decided on a specific condition, whereby the movement symbol 30 is shown purely as an example in an altered representation as a movement symbol 31 on the Screen 20 is shown and is now available for the baying in the functional area 22.
  • the arrangement of the movement symbol 31 in an additional functional area 50 is possible, which is designed as a secondary track to the functional area 22.
  • an existing linkage of adjacently arranged movement symbols 25 to 29, for example the movement symbols 26 and 28, is first of all resolved and subsequently recreated again with the interposition of the condition defined in the movement symbol 31.
  • the movement symbol 31 remains arranged in the secondary track of the functional area 50 and the two movement symbols 26 and 28 occupy a distance from one another.
  • the arrangement of the movement symbol 31 and the linkage with the two movement symbols 26 and 28 after closing the linear gripper 15, thereby representing the movement symbol 26 is first a check of the condition represented in the movement symbol 31, which may for example be selected such that a monitoring a gripping force of the linear gripper 15 is effected by means of a sensor, not shown, and a movement, which is represented by the movement symbol 28, is carried out only when the condition is met that the gripping force reaches or exceeds a threshold value stored for the movement symbol 31.
  • FIG. 3 a practical implementation of a user interface 60 is shown purely by way of example, as can likewise be represented on the screen 20 of the input device 2 and in which the principles according to FIGS. 1, 2 and 4 discussed above are applied. Further, at the user interface 60 additional information is displayed on the screen 20. Consistent with Figures 1, 2 and 4, the user interface 60, the functional areas 21 and 22. Furthermore, an additional functional area 61 is arranged between the functional area 21 and the functional area 22, in which individual settings can be made for that motion symbol which is currently selected with the slide controller 33 assigned to the functional area 22 by way of example.
  • settings for a movement speed and an acceleration of the actuator 4 can be made in the functional area 61; for this purpose, appropriate sliders 62, 63 are arranged in the functional area 61.
  • other movement symbols arranged in the functional area 22 which are likewise arranged with the slider 33. can be selected, other settings may be required.
  • Status displays are provided, for example for a wireless communication connection as well as a graphic visualization of the tool center point.

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Abstract

Die Erfindung betriffteine Eingabeeinrichtung zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an wenigstens einen Aktor (4), mit einer Eingabeoberfläche (20), auf der mehrere Bewegungssymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) angeordnet sind, die jeweils mit Bewegungsbefehlen für einen Aktor (4) verknüpft sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeoberfläche (20) eine Ablaufspur (22) umfasst, die für eine Anreihung von Kopien der Bewegungssymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) längs einer Anreihungsrichtung zu einem Bewegungsablauf ausgebildet ist, mit einer Verarbeitungseinrichtung, die zur Abfrage der Ablaufspur in der Anreihungsrichtung und zur Ermittlung einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der Bewegungssymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) in der Ablaufspur (22) vorgegebenen Bewegungsablauf sowie zur Ausgabe der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder einer von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen Aktorsteuersignalfolge ausgebildet ist, und mit einer Ausgabeschnittstelle (17) zur Bereitstellung der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder der Aktorsteuersignalfolge an den Aktor (4).

Description

Eingabeeinrichtung, Verfahren zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an einen Aktor und Aktorsystem
Die Erfindung betrifft eine Eingabeeinrichtung zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an einen wenigstens einen Aktor, mit einer Eingabeoberfläche, auf der mehrere Bewegungssymbole angeordnet sind, die jeweils mit Bewegungsbefehlen für wenigstens einen Aktor verknüpft sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an wenigstens einen Aktor und ein
Aktorsystem.
Aus der DE 10 2010 012 598 AI ist eine Prozessmodulbibliothek zur Programmierung eines Manipulatorprozesses bekannt, die eine Mehrzahl von parametrierbaren Prozessmodulen zur Durchführung eines Teilprozesses umfasst, wobei die Prozessmodule jeweils eine Mehrzahl von Basisbefehlen eines gemeinsamen Basisbefehlssatzes zur Durchführung einer Basisoperation umfassen, wobei ein Prozessmodul mit einem weiteren Prozessmodul und/oder einem Basisbefehl verknüpfbar ist und wobei während der Programmierung ein Manipulator mittels eines Funktionsmoduls einer graphischen Programmierumgebung steuerbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Eingabeeinrichtung, ein Verfahren zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an wenigstens einen Aktor sowie Aktorsystem bereitzustellen, die eine vereinfachte Bedienung durch einen Bediener ermöglichen .
Diese Aufgabe wird eine Eingabeeinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Hierbei ist vorgesehen, dass die Eingabeoberfläche eine Ablaufspur umfasst, die, insbesondere ausschließlich, für eine Anreihung von Kopien der BewegungsSymbole längs einer
Anreihungsrichtung zu einem Bewegungsablauf ausgebildet ist, mit einer Verarbeitungseinrichtung, die zur Abfrage der Ablaufspur in der Anreihungsrichtung und zur Ermittlung einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der BewegungsSymbole in der Ablaufspur vorgegebenen Bewegungsablauf sowie zur Ausgabe der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder einer von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen Aktorsteuersignalfolge ausgebildet ist, und mit einer Ausgabeschnittstelle, die zur Bereitstellung der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder der
Aktorsteuersignalfolge an den wenigstens einen Aktor ausgebildet ist.
Für die nachstehenden Erläuterungen wird davon ausgegangen dass die Begriffe „Bewegungssymbol" und „Bewegungsbefehl" sowohl auf Anweisungen gerichtet sind, die eine unmittelbare Bewegung des wenigstens einen Aktors hervorrufen können, als auch auf Anweisungen gerichtet sind, die lediglich mittelbar mit einer Bewegung des wenigstens einen Aktors verknüpft sind. Bei einer mittelbar verknüpften Anweisung kann es sich beispielsweise um eine Angabe für einen Werkzeugzentrumspunkt handeln, der im Rahmen einer nachfolgenden Bewegung des wenigstens einen Aktors angesteuert werden soll. Ferner wird davon ausgegangen, dass ein Aktor eine Komponente oder Komponentenanordnung umfasst, die in Abhängigkeit von Bewegungsbe- fehlen eine zielgerichtete Bewegung, vorzugsweise eine eindimensionale Bewegung (z.B. Linearbewegung längs einer Bewegungsgerade oder Rotation um eine Rotationsachse) , besonders bevorzugt eine zweidimensionale Bewegung (z.B. Linearbewegung in einer Bewegungsebene oder Rotationen um zwei voneinander verschiedene Rotationsachsen) , insbesondere eine dreidimensionale Bewegung (z.B. Linearbewegung im Raum oder Rotationen um wenigstens drei voneinander verschiedene Rotationsachsen) ausführen kann. Ein Aktor kann beispielsweise als Linearsteiler, als Drehantrieb oder als Kombination von mehreren Line- arstellern und/oder Drehantrieben, insbesondere als Manipulator zur Bewegung und/oder Bearbeitung von Werkstücken, ausgebildet sein.
Exemplarisch ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung als Computer, insbesondere als Desktop-Computer, Laptop, Tablet, Bildschirmbrille oder Smartphone, ausgebildet ist und die Eingabeoberfläche durch wenigstens einen Bildschirm gebildet ist, auf dem sowohl die BewegungsSymbole als auch die Ablauf- spur durch geeignete, insbesondere vorgegebene oder frei gestaltbare, grafische Elemente repräsentiert sind.
Bei einer Ausgestaltung der Eingabeoberfläche als berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen) , wie dies insbesondere bei Tablets und Smartphones der Fall ist, kann ein Bediener unter Anwendung eine Anordnung von BewegungsSymbolen in der Ablaufspur vornehmen. Exemplarisch ist vorgesehen, hierzu Bedienvorgänge vorzunehmen, wie sie bei berührungsempfindlichen Bildschirmen üblich sind. Beispielsweise erfolgt zunächst mit einer manuellen Anwahl eines BewegungsSymbols eine optisch und/oder haptisch und/oder akustisch nachvollziehbare Bestätigung der getroffenen Anwahl. Bei einer anschließenden Verschiebungsbewegung ausgehend von dem angewählten Bewegungs- symbol wird zunächst eine Kopie des jeweiligen Bewegungssymbols erstellt und diese Kopie in der Ablaufspur angeordnet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein gerade kopiertes Bewegungssymbol an ein freies Ende einer bereits bestehenden Anordnung von BewegungsSymbolen angereiht werden kann oder zwischen zwei Bewegungssymbole einer bereits bestehenden Anordnung von BewegungsSymbolen eingefügt werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein kopiertes Bewegungssymbol ausschließlich in der Ablaufspur angeordnet werden kann. Eine Anordnung des gerade kopierten BewegungsSymbols außerhalb der Ablaufspur resultiert in diesem Falle in einer automatischen Löschung des gerade kopierten Bewegungssymbols . Ferner können bereits in der Ablaufspur angeordnete Bewegungssymbole durch manuelle Anwahl innerhalb der Ablaufspur verschoben oder durch Entfernen aus der Ablaufspur gelöscht werden.
Alternativ wird die Eingabeoberfläche beispielsweise bei der Verwendung eines Desktop-Computers oder eines Laptops durch einen Bildschirm ohne berührungsempfindliche Eigenschaften gebildet. In diesem Fall erfolgen ein Kopieren von Bewegungssymbolen sowie ein Verschieben der kopierten Bewegungssymbole beispielsweise mittels eines Mauszeigers, der vom Bediener unter Verwendung einer integrierten oder externen Maus bewegt werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Ablaufspur der einzige Ort auf der Eingabeoberfläche ist, an dem kopierte Bewegungs- symbole aneinandergereiht werden können, um anschließend von der Verarbeitungseinrichtung in einer vorgegebenen
Anreihungsrichtung, insbesondere von links nach rechts oder umgekehrt, ausgewertet zu werden. Im Rahmen dieser Auswertung erfolgt werden die den jeweiligen BewegungsSymbolen zugeordneten Bewegungsbefehle von der Verarbeitungseinrichtung zu einer Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder zu einer von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen
Aktorsteuersignalfolge verarbeitet .
Alternativ ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung mehrere beispielsweise als Tastschalter ausgebildete und grafisch entsprechend ausgestaltete BewegungsSymbole aufweist, deren Gestalt und Position mechanisch festgelegt ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ablaufspur, beispielsweise in Form einer LCD-Matrixzeile oder einer LED-Anzeigeleiste, dazu ausgebildet ist, die Bewegungssymbole in derjenigen Reihenfolge anzuzeigen, in der die Tastschalter von einem Bediener betätigt werden. Bei einer derartigen Eingabeeinrichtung können zusätzlich rein exemplarisch eine oder mehrere Bewegungstasten für Verschiebevorgänge von BewegungsSymbolen in der Ablaufspur und/oder eine Löschtaste für Löschvorgänge von Bewegungssymbolen in der Ablaufspur vorgesehen sein.
Die Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise als Mikroprozessor oder Microcontroller ausgebildet, der zum einen eine Abtastung, insbesondere eine zyklisch wiederkehrende Abtastung, Bewegungssymbole durchführt, um eine Anwahl eines Bewegungssymbols detektieren zu können, und zum anderen eine Anzeige der Bewegungssymbole in der Ablaufspur in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Anwahl der Bewegungssymbole vornimmt.
Exemplarisch wird die Verarbeitungseinrichtung durch wenigstens einen Prozessor eines Computers oder Laptops oder
Tablets oder einer Bildschirmbrille oder eines Smartphones gebildet .
Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, die in der Ablaufspur angeordneten Bewegungssymbole bzw. die in der Ablaufspur angeordneten Kopien der Bewegungssymbole in der Anreihungsrichtung auszuwerten. Anschließend erfolgt mit Hilfe der Verarbeitungseinrichtung eine Ermittlung einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der BewegungsSymbole in der Ablaufspur vorgegebenen Bewegungsablauf und eine Ausgabe der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder einer von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen Aktorsteuersignalfolge an der Ausgabeschnittstelle. Je nach Ausgestaltung der Ausgabeschnittstelle ist vorgesehen, die Bewegungsbefehle an eine nachgelagert angeordnete Aktorsteuerung weiterzuleiten oder die Aktorsteuersignalfolge für eine unmittelbare Ansteuerung des wenigstens einen Aktors zu nutzen. Beispielhaft kann es sich bei der Aktorsteuerung um eine Anordnung mehrerer elektrisch ansteuerbarer Ventile handeln, die von einer zugehörigen Ventilsteuerung in Abhängigkeit von eintreffenden Bewegungsbefehlen angesteuert werden. Alternativ ist vorgesehen, dass die Aktorsteuerung mehrere elektrisch ansteuerbare Ventile umfasst, die in unmittelbarer Weise von den elektrischen Steuersignalen der
Aktorsteuersignalfolge angesteuert werden. Ergänzend oder alternativ kann der wenigstens eine Aktor als elektrischer Antrieb, insbesondere als elektrischer Linearantrieb oder als elektrischer Getriebemotor ausgebildet sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Zweckmäßig ist es, wenn die Ablaufspur für eine ausschließlich sequentielle Anordnung der BewegungsSymbole in der
Anreihungsrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird einerseits die Abtastung des geplanten Bewegungsablaufs einfach gehalten, da stets nur ein Bewegungssymbol auf ein vorhergehendes Bewegungssymbol folgen kann. Andererseits wird dadurch die Übersichtlichkeit für den in der Ablaufspur durch die Bewe- gungssymbole repräsentierten Bewegungsablauf für einen Benutzer gewährleistet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Blockierung von unzulässigen Anreihungen von Bewegungssymbolen längs der Ablaufspur ausgebildet ist. Beispielhaft sind die BewegungsSymbole in der Ablaufspur wie Kettenglieder miteinander verkettet, wobei jedes der Kettenglieder derart ausgebildet ist, dass es mit genau einem vorhergehenden und mit genau einem nachfolgenden Kettenglied verkettet werden kann. Hierbei kann an der Verbindungsstelle zwischen den jeweiligen Kettengliedern auch geprüft werden kann, ob eine Verkettung der Kettenglieder erlaubt ist oder nicht. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass bestimmte Bewegungssymbole nicht direkt miteinander verkettet werden dürfen. Exemplarisch sind hierfür zwei unterschiedliche Werkzeugzentrumspunkte (TCP- tool center point) zu nennen, da es nicht möglich ist, dass beispielsweise ein Werkzeug an einem Roboterarm einen ersten Werkzeugzentrumspunkt und anschließend einen zweiten Werkzeugzentrumspunkt ohne eine dazwischenliegende Bewegung einnimmt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Abfrage eines Betätigungszustands eines auf der Eingabeoberfläche angeordneten Bediensymbols sowie für eine Bereitstellung einer Abfolge der Bewegungsbefehle und/oder der Aktorsteuersignalfolge an der Ausgabeschnittstelle bei Vorliegen einer ausführbaren
Anreihung von BewegungsSymbolen in der Ablaufspur in Abhängigkeit von dem Betätigungszustand des Bediensymbols ausgebildet ist. Hiermit kann eine unmittelbare (Echtzeit- ) Kopplung zwischen Eingaben eines Benutzers, der Bediensymbole in der Ablaufspur anordnet, in ihrer Position verändert oder löscht, und einer Bewegung des wenigstens einen Aktors hergestellt werden. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung mit dem wenigstens einen Aktor gekoppelten ist und Veränderungen der Anordnung von Bediensymbolen der Ablaufspur unmittelbar zu Veränderungen des Bewegungsverhaltens des wenigstens einen Aktors führen. Eine derartige Betriebsweise für die Eingabeeinrichtung ist insbesondere für Aktoren von Interesse, denen aufgrund ihrer Konstruktion kein Gefährdungspotenzial ausgeht und somit eine unmittelbare Umsetzung von Veränderungen der Anreihung von BewegungsSymbolen in der Ablaufspur in ein entsprechendes Bewegungsverhalten des wenigstens einen Aktors akzeptiert werden kann. Handelt es sich bei dem wenigstens einen Aktor hingegen um eine Einrichtung, bei der aufgrund ihrer Konstruktion von einer Gefährdung für Menschen oder Gegenstände ausgegangen werden muss, ist eine derartige (Echtzeit- ) Kopplung nicht vorgesehen, vielmehr muss in diesem Fall nach Abschluss der Festlegung des Bewegungsablauf eine Überprüfung des Bewegungsverhaltens des wenigstens einen Aktors mit verlangsamter Bewegungsgeschwindigkeit vorgenommen werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Hierbei umfasst das Verfahren, das insbesondere als Computerprogramm zur Ausführung auf einem Computer ausgebildet sein kann, die folgenden Schritte: Bereitstellen mehrerer Bewegungssymbole auf einer Eingabeoberfläche, wobei jedem der BewegungsSymbole wenigstens ein Bewegungsbefehl für wenigstens einen Aktor zugeordnet ist, Anreihen der BewegungsSymbole in einer Ablaufspur, um einen Bewegungsablauf für den wenigstens einen Aktor zu bestimmen, Abtasten der in der Ablaufspur angeordneten Bewegungssymbole mit einer Verarbeitungseinrichtung, Bereitstellen einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der BewegungsSymbole in der Ablaufspur vorgegebenen Bewegungsablauf durch die Verarbeitungseinrichtung, Bereitstellen der Abfolge von Bewegungsbefehlen an den wenigstens einen Aktor und/oder an eine Simulationsdarstellung des wenigstens einen Aktors.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Gruppe von BewegungsSymbolen, die in der Ablaufspur angeordnet sind, eine Bewegungsgruppe bildet, die mehrfach in der Ablaufspur angereiht wird. Hiermit können Bewegungsabläufe für den wenigstens einen Aktor definiert werden, die aus mehreren, insbesondere vielen, einzelnen Bewegungsbefehlen zusammengesetzt sind und diese Bewegungsabläufe können in einfacher Weise vervielfacht werden, ohne jeweils die einzelnen Bewegungsbefehle mittels der zugeordneten BewegungsSymbole wiederholen zu müssen. Sofern das Verfahren mit Hilfe einer Eingabeeinrichtung durchgeführt wird, die eine freie Gestaltung bzw. Zuordnung von zusätzlichen BewegungsSymbolen ermöglicht, kann vorgesehen werden, derartige Bewegungsprofilen mit einem eigenen Bewegungssymbol zu versehen und hierdurch für einen Benutzer in besonders einfacher Weise
anwählbar zu machen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ablaufspur bereichsweise, insbesondere ausschließlich bereichsweise, eine Nebenspur zugeordnet wird, die für eine Anreihung von BewegungsSymbolen ausgebildet ist und die mit der Ablaufspur durch eine logische Funktion aus der Gruppe: Bedingung, Wiederholung, Zeitschleife, verknüpft ist. In der Nebenspur kann ebenfalls eine, insbesondere ausschließliche, Anreihung von BewegungsSymbolen vorgenommen werden, wobei die durch diese BewegungsSymbole repräsentierten Bewegungsbefehle nur dann von der Verarbeitungseinrichtung für einen Bewe- gungsablauf des wenigstens einen Aktors berücksichtigt werden, wenn eine vorgebbare Bedingung erfüllt ist, die in der Ablaufspur als Bewegungssymbol angeordnet ist. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass diese Bedingung in Zusammenhang mit einem Sensorsignal eines Sensors steht, der dem wenigstens einen Aktor zugeordnet ist. Beispielhaft ist die Aktorsteuerung, in der die Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder die von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen Aktorsteuersignalfolge hat in Bewegungen des wenigstens einen Aktors umgesetzt wird mit einer Eingangsschnittstelle für den wenigstens einen Sensor ausgerüstet, so dass zu einem gegebenen Zeitpunkt innerhalb der Abfolge von Bewegungsbefehlen oder zeitlich wiederkehrend eine Auswertung des Sensorsignals durchgeführt werden kann, um den Eintritt der Bedingung zu überprüfen und gegebenenfalls die Bewegungsbefehle der in der Nebenspur angeordneten BewegungsSymbole an den wenigstens einen Aktor bereitzustellen. Alternativ ist in der Nebenspur eine Reihe von BewegungsSymbolen angeordnet, die mit einer vorgebbaren Häufigkeit wiederholt werden sollen, bevor ein Bewegungsablauf weiter durchgeführt wird, der in der Ablaufspur definiert ist. In ähnlicher Weise kann in der Nebenspur eine Zeitschleife ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine Bedingung ausschließlich in der Nebenspur anzuordnen, die Wiederholung und die Zeitschleife können auch in der Ablaufspur angeordnet werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass Steuersymbole auf der Eingabeoberfläche bereitgestellt werden, die zur Anordnung zwischen benachbart in der Ablaufspur und/oder in der Nebenspur angereihte Bewegungssymbole ausgebildet sind und die eine Beeinflussung der jeweils nachgelagert angereihten BewegungsSymbole bewirken. Derartige Steuersymbole stellen keine eigenständigen Bewegungsbefehle dar sondern sind vielmehr dazu vorge- sehen, Bewegungsbefehle von nachgelagert angeordneten Bewegungssymbolen zu beeinflussen. Beispielsweise kann mit einem Steuersymbol eine Bewegungsgeschwindigkeit für eine Bewegung des wenigstens einen Aktors, die von einem in der Ablaufspur nachgelagert angeordneten einem Bewegungssymbol repräsentiert ist, beeinflusst werden.
Vorteilhaft ist es, wenn von der Verarbeitungseinrichtung ein Betätigungszustand eines auf der Eingabeoberfläche angeordneten Bediensymbols abgefragt wird und an der Ausgabeschnittstelle eine Abfolge der Bewegungsbefehle und/oder der
Aktorsteuersignalfolge erfolgt, wenn in der Ablaufspur eine ausführbare Anreihung von BewegungsSymbolen vorliegt und der Betätigungszustand des Bediensymbols zur Bereitstellung der Abfolge von Bewegungsbefehlen eingestellt ist. Beispielhaft kann es sich bei dem Bediensymbol um eine Pfeiltaste handeln, die in Richtung einer Anordnungsrichtung und Abtastrichtung für die Bediensymbole in der Ablaufspur weist und bei deren Betätigung die in der Ablaufspur angeordneten Bediensymbols abgetastet und die damit verknüpften Bewegungsbefehle unmittelbar an den wenigstens einen Aktor bereitgestellt werden. Hierdurch kann eine unmittelbare Kontrolle des Bewegungsablaufs, wie er in der Ablaufspur vorgegebenen ist, anhand von realen Bewegungen des wenigstens einen Aktors überprüft werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass neben einer derartigen bei noch eine Stopptaste und/oder eine Maustaste sowie gegebenenfalls eine Rücklauftaste auf der ein Eingabeoberfläche ausgebildet sind, mit denen eine vollständige Kontrolle des Bewegungsablauf ermöglicht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Aktorsystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Hierbei umfasst das Aktorsystem mit eine Eingabeein- richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie wenigstens einen Aktor, der zur Ausführung von Bewegungen in Abhängigkeit von Bewegungsbefehlen oder Aktorsteuersignalfolgen ausgebildet ist, sowie ein Steuermittel, das zur Umsetzung von Bewegungsbefehlen oder Aktorsteuersignalfolgen in Energieströme, insbesondere elektrische Ströme oder Fluidströme, fü den wenigstens Aktor ausgebildet ist und das der Eingabeeinrichtung oder dem wenigstens einen Aktor zugeordnet und mit dem wenigstens einen Aktor verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
Figur 1 eine rein schematische Darstellung eines
Aktorsystems mit einer Eingabeeinrichtung, einer Aktorsteuerung sowie einem Aktor, eine Detaildarstellung der Eingabeeinrichtung, eine Darstellung einer multifunktionalen Eingabemaske der Eingabeeinrichtung, und eine beispielhafte Darstellung eines Eingabefeldes zur Festlegung einer Bedingung, die einem Bewegungssymbol hinterlegt ist.
Ein in der Figur 1 rein exemplarisch dargestelltes
Aktorsystem 1 umfasst eine beispielhaft als Tablet-Computer ausgebildete Eingabeeinrichtung 2, die mit einer
Aktorsteuerung 3 verbunden ist, wobei die Aktorsteuerung 3 ihrerseits einem beispielhaft als Mehrgelenk-Roboter ausgebildeten Aktor 4 verbunden ist. Gemäß der Darstellung der Fi gur 1 ist zwischen der Eingabeeinrichtung 2 und der
Aktorsteuerung 3 sowie zwischen der Aktorsteuerung 3 und dem Aktor 4 jeweils ein Verbindungskabel 5, 6 vorgesehen, um eine Übertragung von Informationen zwischen den jeweiligen Komponenten zu ermöglichen. Rein exemplarisch ist eine Ausgabeschnittstelle 17 der Eingabeeinrichtung 2 als Ethernet- oder USB-Schnittstelle (universal serial bus) ausgebildet und mit einer korrespondierend ausgebildeten Eingangsschnittstelle 18 an der Aktorsteuerung 18 mittels des Verbindungskabels 5 verbunden .
Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform eines Aktorsystems ist eine drahtlose Kopplung zwischen Eingabeeinrichtung und Aktorsteuerung sowie zwischen Aktorsteuerung und Aktor vorgesehen.
Beispielhaft handelt es sich bei dem nur rein schematisch dargestellten Aktor 4 um einen pneumatisch betreibbaren Mehrgelenk-Roboter, wobei eine Auslegung dieses Aktors 4 im Hinblick auf die Masse der bewegten Teile des Aktors 4, die maximale vom Aktor 4 ausübbare Kraft sowie die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Aktors 4 so gewählt ist, dass der Aktor 4 in unmittelbarer Kooperation mit einem Arbeiter betrieben werden kann, ohne dass vom Aktor 4 eine Gefährdung des Arbeiters ausgeht. Rein exemplarisch weist der Aktor 4 ein Sockelteil 7 auf, an dem ein Drehtisch 8 um eine nicht dargestellte vertikal ausgerichtete Drehachse drehbeweglich gelagert ist und an dem ein Schwenkgelenk 9 ausgebildet ist. Am Schwenkgelenk 9 ist ein Armteil 10 beweglich aufgenommenen, das schwenkbeweglich mit einem Armteil 11 verbunden ist, welches seinerseits schwenkbeweglich mit einem Armteil 12 gekoppelt ist. Das Armteil 12 trägt endseitig einem
Lineargreifer 15, der rein exemplarisch in einer Öffnungsstellung dargestellt ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass zwischen dem Sockelteil 7 und dem Drehtisch 8 sowie zwischen dem Schwenkgelenk 9 und den jeweiligen Armteilen 10, 11 und 12 sowie am Lineargreifer 15 jeweils ein nicht näher dargestellter Pneumatikantrieb angeordnet ist, der eine Relativbewegung der jeweiligen Komponenten zueinander ermöglicht.
Eine Bereitstellung der Druckluftströme , die zur Bewegung der jeweiligen nicht dargestellten Pneumatikantriebe erforderlich sind, erfolgt über die Aktorsteuerung 3, bei der es sich rein exemplarisch um eine Anordnung einer Vielzahl von elektro- pneumatischen Steuerventil handelt, die in nicht näher dargestellter Weise von einer der Aktorsteuerung 3 zugehörigen Steuereinrichtung angesteuert werden. Bei der Steuereinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Mikroprozessor mit zugeordneten elektrischen Endstufen, wobei auf den Mikroprozessor ein vorgebbares Programm abläuft, mit dessen Hilfe die jeweiligen elektrischen Endstufen angesteuert werden können, um geeignete elektrische Steuerströme an die jeweiligen elektropneumatischen Steuerventile bereitstellen zu können, damit diese entsprechende Druckluftströme an die jeweiligen Pneumatikantriebe bereitstellen können.
Eine Programmierung des Mikroprozessors erfolgt mittels der Eingabeeinrichtung 2, die rein exemplarisch als Tablet- Computer mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm 20 ausgebildet ist und auf der ein Programm abläuft, das einem Benutzer eine einfache und intuitive Programmierung der Bewegungsabläufe für den Aktor 4 ermöglicht.
Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Eingabeeinrichtung 2 können die Bildschirminhalte, die auf dem Bildschirm 20 dargestellt werden, im Rahmen der grafischen Darstellungsmöglichkeiten der als Tablet-Computer ausgebildeten Eingabeeinrichtung 2 frei gewählt werden. Rein exemplarisch ist der Bildschirm 20 in mehrere Funktionsbereiche an 21, 22, 23 und 24 unterteilt, deren Funktion nachstehend näher beschrieben wird.
Im Funktionsbereich 21 sind mehrere BewegungsSymbole 25, 26, 27, 28 und 29 dargestellt, die von einem symbolisch als Bedienerhand 32 repräsentierten Bediener einzeln angewählt werden können, indem derjenige Bildschirmbereich mit dem Finger berührt wird, in dem das jeweilige Bewegungssymbol 25 bis 29 dargestellt ist. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass diese Berührung zu einer grafischen und/oder akustischen
und/oder haptischen Rückmeldung führt, so dass der Bediener darüber informiert wird, dass von dem jeweiligen Bewegungssymbol 25 bis 29 eine Kopie erstellt wurde, die anschließend durch eine Schiebebewegung des Fingers über den Bildschirm 20 in den Funktionsbereich 22 verschoben werden kann. Der Funktionsbereich 22 ist als Ablaufspur ausgebildet, in der eine ausschließlich sequenzielle Aneinanderreihung von Bewegungssymbolen 25 bis 29 vorgenommen werden kann. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die in der Ablaufspur angeordneten Bewegungssymbole 25 bis 29 von einer Verarbeitungseinrichtung, insbesondere einem Mikroprozessor der Eingabeeinrichtung 2 mit einer von links nach rechts ausgerichteten Abtastrichtung abgetastet werden und der mit dem jeweiligen Bewegungssymbol 25 bis 29 verknüpfte Bewegungsbefehl mit Bewegungsbefehlen der vorgelagerten und nachgelagerten BewegungsSymbole 25 bis 29 zu einer Abfolge von Bewegungsbefehlen verknüpft werden kann. Wahlweise kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von BewegungsSymbolen 25 bis 29, die in der Ablaufspur angeordnet werden können, begrenzt ist oder hierfür keine Begrenzung vorgesehen ist. Der Funktionsbereich 23 unterhalb des Funktionsweise 22 um- fasst eine grafische Darstellung eines Schiebereglers 33, der vom Bediener angewählt werden kann und längs der Ablaufspur des Funktionsbereichs 22 verschoben werden kann, wobei die jeweils mit den in der Ablaufspur angeordneten Bewegungssymbolen 25 bis 29 verknüpften Bewegungsbefehle entweder von der Eingabeeinrichtung 2 an die Aktorsteuerung 3 ausgegeben werden, um eine tatsächliche Bewegung des Aktors 4 durchzuführen oder innerhalb der Eingabeeinrichtung 2 zu einer Simulation verarbeitet werden, die in nicht näher dargestellter Weise auf dem Bildschirm 20 als grafische Repräsentation des Aktors 4 dargestellt werden kann.
Beispielhaft ist unterhalb des Funktionsbereichs 23 ein weiterer Funktionsbereich 24 angeordnet, der in Anlehnung an ein Gerät oder Programm zum Abspielen von Musiktiteln oder Filmen eine Vorlauftaste 34, eine Stopptaste 35 sowie eine Rücklauf - taste 36 aufweist, wobei mit diesen Tasten 34 bis 36 der Ablauf von Bewegungsbefehlen, wie sie durch die BewegungsSymbole 25 bis 29 in der Ablaufspur repräsentiert sind, in einer Vorratsrichtung oder einer Rückwärtsrichtung gestartet oder mit der Stopptaste 35 gestoppt werden kann.
Rein exemplarisch sind den BewegungsSymbolen 25 bis 29 die nachstehend näher beschriebenen Funktionen zugeordnet: das Bewegungssymbol 25 stellt einen Punkt im Raum dar, den ein Werkzeugzentrumspunkt (TCP- tool center point) des Aktors 4 einnehmen soll, das Bewegungssymbol 26 stellt eine Schließbewegung für den Lineargreifer 15 dar, das Bewegungssymbol 27 stellt eine Öffnungsbewegung für den Lineargreifer 15 dar, das Bewegungssymbol 28 stellt eine Bewegung für den Aktor 4 dar und das Bewegungssymbol 29 stellt eine Wartephase für den Aktor 4 dar. Die Bewegungssymbole 25 bis 29 können in der Ablaufspur des Funktionsbereichs 22 lediglich sequenziell aneinandergereiht werden, wobei die Eingabeeinrichtung 2 derart eingerichtet werden kann, dass nur bestimmte Kombinationen von Bewegungssymbolen 25 bis 29 aneinandergereiht werden können. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass der Mikroprozessor sowie die darauf ablaufende Software der Eingabeeinrichtung 2 dazu ausgebildet sind, eine Aneinanderreihung von zwei Bewegungssymbolen 25, die unterschiedliche Werkzeugzentrumspunkte repräsentieren oder eine Aneinanderreihung von zwei Bewegungssymbolen 28, die jeweils eine Bewegung für den Aktor 4 repräsentieren, zu verhindern.
Bei der rein exemplarisch in der Ablaufspur gemäß der Figur 1 dargestellten Abfolge von BewegungsSymbolen 25 bis 29 wird an einer ersten Position mit dem Bewegungssymbol 25 ein Werkzeugzentrumspunkt vorgegeben, ferner wird an der zweiten Position mit dem Bewegungssymbol 27 ein Öffnen des
Lineargreifers 15 vorgegeben. Anschließend erfolgt mit dem an dritter Position angeordneten Bewegungssymbol 28 die Bewegung des Aktors 4 zu dem vorgegebenen Werkzeugzentrumspunkt . Nach Erreichen des Werkzeugzentrumspunkts wird durch das an vierter Position angeordnete Bewegungssymbol 26 eine Schließbewegung für den Lineargreifer 15 bewirkt. Daran schließt sich mit dem an fünfter Position angeordneten Bewegungssymbol 25 die Vorgabe eines neuen Werkzeugzentrumspunkts an, der vom Aktor 4 gemäß dem an sechster Position vorgesehenen Bewegungssymbol 28 angefahren wird.
Wahlweise kann vorgesehen werden, dass der Aktor 4 unmittelbar die jeweilige Aktion ausführt, die durch die Anordnung eines oder mehrerer der Bewegungssymbole 25 bis 29 im Funktionsbereich 22 definiert wird oder dass der Aktor 4 die Aktio- nen erst dann durchgeführt, wenn der Bediener mit Hilfe des im Funktionsbereich 23 angeordneten Schiebereglers 33 oder mit Hilfe der im Funktionsbereich 24 angeordneten Start- Stopp-Tasten 34, 35, und 36 die Durchführung der jeweiligen Aktionen freigibt.
Für diese Durchführung von Aktionen des Aktors 4 ist die Ein gabeeinrichtung 2 dazu ausgebildet, die den jeweiligen Bewegungssymbolen 25 bis 29 zugeordneten, nicht dargestellten Be wegungsbefehle in einem Ablauf von Bewegungsbefehlen zu brin gen, der anschließend an die Aktorsteuerung 3 zur Verfügung gestellt wird, wo eine Umsetzung der Bewegungsbefehle in Steuersignale für die nicht näher dargestellten elektropneu- matischen Steuerventile erfolgt, die die Druckluftströme an die nicht näher dargestellten Pneumatikantriebe des Aktors 4 bereitstellen .
Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Bediener die in Ablaufspur des Funktionsbereichs zeitweilig angeordneten Bewegungssymbole 25 bis 29 durch Anwählen des jeweiligen Bewegungssymbols 25 bis 29 auch innerhalb der Ablaufspur verschieben oder durch Entfernen aus der Ablaufspur löschen kann .
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Bediener eine Gruppe von BewegungsSymbolen 25 bis 29, die in der Ablaufspur des Funktionsbereichs 22 angeordnet sind, zu einer Bewegungsgrup pe zusammenfassen kann und dieser Bewegungsgruppe ein neues Bewegungssymbol 31 zuordnen kann, das beispielsweise aus einer Bibliothek von BewegungsSymbolen entnommen werden kann. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Bib liothek von BewegungsSymbolen bereits unterschiedliche Bewegungsgruppen umfasst, hat die mit entsprechenden Bewegungs- Symbolen versehen sind und die vom Bediener in gleicher Weise wie die BewegungsSymbole 25 bis 29 im Funktionsbereich 22 angeordnet werden können.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass BewegungsSymbole aus der Bibliothek von BewegungsSymbolen auch im Funktionsbereich 21 angeordnet werden, wie dies rein exemplarisch in der Figur 2 dargestellt ist. Dort angeordnete BewegungsSymbole stehen anschließend in einfacher Weise für eine mehrfache Verwendung zur Verfügung.
Bei dem rein exemplarisch in der Figur 2 dargestellten Bewegungssymbol 30, das aus der nicht näher dargestellten Bibliothek der Bewegungsbefehle ausgewählt und im Funktionsbereich 21 angeordnet werden kann, ist der hinterlegte Bewegungsbefehl als Bedingung ausgebildet. Sofern sich der Benutzer dazu entschließt, dass Bewegungssymbol 30 anzuwählen, öffnet sich auf dem Bildschirm 20 ein in der Figur 4 exemplarisch dargestelltes Eingabefenster40 , in dem nähere Angaben für die Bedingung eingegeben werden können. Beispielhaft ist vorgesehen, dass in dem Eingabefenster 40 eine Auswahl einer Quelle für einen zu überwachenden Wert in einem Auswahlfenster 41 getroffen werden kann. Bei dieser Quelle kann es sich beispielsweise um einen Sensor handeln, der einen Sensorwert bereitstellt. Ferner kann mit einem Auswahlfenster 42 eine Festlegung eines Werts vorgenommen werden, der als Schwellwert verwendet werden soll. Ferner ist im Eingabefenster 40 eine Auswahl von logischen Operationen 43 bis 48 vorgegeben, mit denen ein Zusammenhang zwischen dem Schwellwert und dem Sensorwerts hergestellt werden kann und die somit die Bedingung bestimmen . Wie der Darstellung der Figur 2 entnommen werden kann, hat sich der Bediener nach der Anwahl des BewegungsSymbols 30 durch Auswahl im Eingabefenster 40 gemäß der Figur 4 für eine bestimmte Bedingung entschieden, wodurch das Bewegungssymbol 30 rein exemplarisch in einer veränderten Darstellung als Bewegungssymbol 31 auf dem Bildschirm 20 dargestellt wird und nunmehr für die Anreihung im Funktionsbereich 22 zur Verfügung steht. Zum Zweck der Erläuterung der Funktionsweise der durch das BewegungsSymbole 31 repräsentierten Bedingung sowie der Verknüpfung dieses BewegungsSymbols 31 mit weiteren Bewegungssymbolen 25 bis 29 wird davon ausgegangen, dass der Benutzer im Eingabefenster 40 ein bestimmtes Sensorsignal ausgewählt hat und für dieses Sensorsignal einen Schwellwert sowie eine logische Operation vorgegeben hat. Beispielhaft wird davon ausgegangen, dass die Bedingung des BewegungsSymbols 31 erfüllt ist, wenn der Betrag des Sensorsignals größer oder gleich dem ausgewählten Schwellwert ist.
Beispielhaft ist bei der Darstellung der Figur 2 die Anordnung des Bewegungssymbols 31 in einem zusätzlichen Funktionsbereich 50 möglich, der als Nebenspur zum Funktionsbereich 22 ausgebildet ist. Durch die Anordnung des Bewegungssymbols 31 im Funktionsbereich 50 wird eine bestehende Verknüpfung benachbart angeordneter BewegungsSymbole 25 bis 29, exemplarisch der BewegungsSymbole 26 und 28, zunächst aufgelöst und anschließend unter Zwischenschaltung der im Bewegungssymbol 31 definierten Bedingung wieder neu hergestellt. Um die Verknüpfung der drei BewegungsSymbole 26, 31 und 28 für den Benutzer gut nachvollziehbar zu machen, kann exemplarisch vorgesehen werden, dass das Bewegungssymbol 31 in der Nebenspur des Funktionsbereichs 50 angeordnet bleibt und die beiden BewegungsSymbole 26 und 28 einen Abstand zueinander einnehmen. Durch die Anordnung des BewegungsSymbols 31 und die Verknüpfung mit den beiden BewegungsSymbolen 26 und 28 erfolgt nach dem Schließen des Lineargreifers 15, dadurch das Bewegungssymbol 26 repräsentiert ist zunächst eine Überprüfung der im Bewegungssymbol 31 repräsentierten Bedingung, die beispielsweise so ausgewählt sein kann, dass eine Überwachung einer Greifkraft des Lineargreifers 15 mittels eines nicht näher dargestellten Sensors erfolgt und eine Bewegung, die durch das Bewegungssymbol 28 repräsentiert ist, nur bei Erfüllung der Bedingung durchgeführt wird, dass die Greifkraft einen dem Bewegungssymbol 31 hinterlegten Schwellwert erreicht oder übersteigt .
Aus der Darstellung der Figur 3 ist rein exemplarisch eine praktische Umsetzung einer Bedienoberfläche 60 dargestellt, wie sie ebenfalls auf dem Bildschirm 20 der Eingabeeinrichtung 2 dargestellt werden kann und bei der die Prinzipien gemäß den vorstehend diskutierten Figuren 1, 2 und 4 angewandt werden. Ferner werden bei der Bedienoberfläche 60 zusätzliche Informationen auf dem Bildschirm 20 dargestellt. Übereinstimmend mit den Figuren 1, 2 und 4 weist auch die Bedienoberfläche 60 die Funktionsbereiche 21 und 22 auf. Ferner ist zwischen dem Funktionsbereich 21 und dem Funktionsbereich 22 ein zusätzlicher Funktionsbereich 61 angeordnet, in dem individuelle Einstellungen für dasjenige Bewegungssymbol vorgenommen werden können, das aktuell mit dem beispielhaft unmittelbar dem Funktionsbereich 22 zugeordneten Schieberegler 33 angewählt ist. Rein exemplarisch können im Funktionsbereich 61 Einstellungen für eine Bewegungsgeschwindigkeit sowie eine Beschleunigung des Aktors 4 vorgenommen werden, hierzu sind im Funktionsbereich 61 entsprechende Schieberegler 62, 63 angeordnet. Bei anderen im Funktionsbereich 22 angeordneten BewegungsSymbolen, die ebenfalls mit dem Schieberegler 33 ange- wählt werden können, sind möglicherweise andere Einstellungen vorzusehen. Angrenzend an den Funktionsbereich 61 sind bei der Eingabeeinrichtung 2 gemäß der Figur 3 rein exemplarisch auf der linken Seite im Funktionsbereich 64 eine Textdarstel- lung der BewegungsSymbole , die im Funktionsbereich 22 angeordnet sind, vorgesehen und auf der rechten Seite im Funktionsbereich 65 eine Anordnung von mehreren Statusanzeigen, beispielsweise für eine drahtlose Kommunikationsverbindung sowie einer grafischen Visualisierung des Werkzeugzentrums - punkts vorgesehen.

Claims

Ansprüche
1. Eingabeeinrichtung zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an wenigstens einen Aktor (4) , mit einer Eingabeoberfläche (20) , auf der mehrere BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) angeordnet sind, die jeweils mit Bewegungsbefehlen für wenigstens einen Aktor (4) verknüpft sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeoberfläche (20) eine Ablaufspur (22) umfasst, die, insbesondere ausschließlich, für eine Anreihung von Kopien der BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28,
29, 30, 31) längs einer Anreihungsrichtung zu einem Bewegungsablauf ausgebildet ist, mit einer Verarbeitungseinrichtung, die zur Abfrage der Ablaufspur in der
Anreihungsrichtung und zur Ermittlung einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) in der Ablauf - spur (22) vorgegebenen Bewegungsablauf sowie zur Ausgabe der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder einer von der Abfolge der Bewegungsbefehle abhängigen Aktorsteuersignalfolge ausgebildet ist, und mit einer Ausgabeschnittstelle (17) , die zur Bereitstellung der Abfolge von Bewegungsbefehlen und/oder der Aktorsteuersignalfolge an den wenigstens einen Aktor (4) ausgebildet ist.
2. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufspur (22) für eine ausschließlich sequentielle Anordnung der BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29,
30, 31) in der Anreihungsrichtung ausgebildet ist.
3. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Blockierung von unzulässigen Anreihungen von BewegungsSymbolen (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) längs der Ablaufspur (22) ausgebildet ist.
4. Eingabeeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Abfrage eines Betätigungszustands eines auf der Eingabeoberfläche angeordneten Bediensymbols (33, 34, 35, 36) sowie für eine Bereitstellung einer Abfolge der Bewegungsbefehle und/oder der Aktorsteuersignalfolge an der Ausgabeschnittstelle (17) bei Vorliegen einer ausführbaren Anreihung von Bewegungssymbolen (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) in der Ablaufspur (22) in Abhängigkeit von dem Betätigungszustand des Bediensymbols (33, 34, 35, 36) ausgebildet ist.
5. Verfahren zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an wenigstens einen Aktor, mit den Schritten: Bereitstellen mehrerer BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) auf einer Eingabeoberfläche (20) , wobei jedem der BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) wenigstens ein Bewegungsbefehl für wenigstens einen Aktor (4) zugeordnet ist, Anreihen der Bewegungssymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) in einer Ablaufspur (22) , um einen Bewegungsablauf für den wenigstens einen Aktor (4) zu bestimmen, Abtasten der in der Ablaufspur (22) angeordneten BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) mit einer Verarbeitungseinrichtung, Bereitstellen einer Abfolge von Bewegungsbefehlen in Abhängigkeit von dem durch die Anordnung der BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) in der Ablaufspur (22) vorgegebenen Bewegungsablauf durch die Verarbeitungseinrichtung, Bereitstellen der Abfolge von Bewe- gungsbefehlen an den wenigstens einen Aktor (4) und/oder an eine Simulationsdarstellung des wenigstens einen Aktors (4) .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von BewegungsSymbolen (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) , die in der Ablaufspur (22) angeordnet sind, eine Bewegungsgruppe bilden, die mehrfach in der Ablaufspur (22) angereiht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufspur (22) bereichsweise, insbesondere ausschließlich bereichsweise, eine Nebenspur zugeordnet wird, die für eine Anreihung von BewegungsSymbolen (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) ausgebildet ist und die mit der Ablaufspur (22) durch eine logische Funktion aus der Gruppe: Bedingung, Wiederholung, Zeitschleife, verknüpft ist.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Steuersymbole auf der Eingabeoberfläche (20) bereitgestellt werden, die zur Anordnung zwischen benachbart in der Ablaufspur (22) und/oder in der Nebenspur angereihte BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) ausgebildet sind und die eine Beeinflussung der jeweils nachgelagert angereihten BewegungsSymbole (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) bewirken.
9. Verfahren nach Anspruch 5, 6, 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Verarbeitungseinrichtung ein Betätigungszustand eines auf der Eingabeoberfläche (20) angeordneten Bediensymbols (33, 34, 35, 36) abgefragt wird und an der Ausgabeschnittstelle (17) eine Abfolge der Bewegungsbefehle und/oder der Aktorsteuersignalfolge erfolgt, wenn in der Ablaufspur (22) eine ausführbare Anreihung von BewegungsSymbolen (25, 26, 27, 28, 29, 30, 31) vorliegt und der Betäti- gungszustand des Bediensymbols (33, 34, 35, 36) zur Bereitstellung der Abfolge von Bewegungsbefehlen eingestellt ist.
10. Aktorsystem mit einer Eingabeeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie mit wenigstens einem Aktor (4) , der zur Ausführung von Bewegungen in Abhängigkeit von Bewegungsbefehlen oder Aktorsteuersignalfolgen ausgebildet ist, sowie mit einem Steuermittel (3) , das zur Umsetzung von Bewegungsbefehlen oder Aktorsteuersignalfolgen in Energieströme, insbesondere elektrische Ströme oder Fluidströme, für den we- nigstens einen Aktor (4) ausgebildet ist und das der Eingabeeinrichtung (2) oder dem wenigstens einen Aktor (4) zugeordnet und mit dem wenigstens einen Aktor (4) verbunden ist.
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