DE102007018607A1

DE102007018607A1 - Portable Bedienvorrichtung

Info

Publication number: DE102007018607A1
Application number: DE200710018607
Authority: DE
Inventors: Bjoern Matthias; Kevin Behnisch; Oliver Fritsch; Fan Dr.-Ing. Habil. Dai; Roland Krieger
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-10-30
Also published as: WO2008128626A2; WO2008128626A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine portable Bedienvorrichtung (1) für wenigstens ein Handhabungsgerät (2), insbesondere einen industriell einsetzbaren Roboter, mit wenigstens einer Datenverarbeitungseinrichtung sowie wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle (16), wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (6, 18) sowie wenigstens zwei Bedienelementen, wobei zumindest ein Bedienelement als Not-Aus-Schalter (8a) und wenigstens ein weiteres Bedienelement insbesondere zur Zuschaltung von Antriebskreisen und/oder zur Betriebsmodenumschaltung vorgesehen ist und/oder die Bedienvorrichtung (1) ergonomisch derart ausgebildet ist, dass die Bedienvorrichtung (1) sowie Bedienelemente mittels nur einer Hand handhabbar und bedienbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine portable Bedienvorrichtung für wenigstens ein Handhabungsgerät, insbesondere für Roboter in der Prozess- und/oder Fertigungsautomation, welche eine maximale Flexibilität bietet und möglichst einfach zu handhaben ist.
Herkömmliche Bedienvorrichtungen, selbst portable Bedienvorrichtungen sind in der Regel derart ausladend dimensioniert, dass sie zumindest zweihändig gehalten und/oder bedient werden müssen. Demgemäß ist ein Operateur oder Bediener in seinen Möglichkeiten stark eingeschränkt, über die bloße Handhabung der Bedienvorrichtung beziehungsweise des Handhabungsgerätes hinaus noch weitere händische Tätigkeiten, wie insbesondere kleinere Bedien- und/oder Inbetriebnahmetätigen sowie Kontrollarbeiten, auszuführen. Dazu zählt beispielsweise Leitungen und/oder Verbindungen auf festen Sitz und/oder Schluss sowie Achsen und/oder Gelenke auf Leichtgängigkeit hin zu überprüfen und dergleichen mehr.
Demgemäß stellt sich der Erfindung die Aufgabe eine portable Bedienvorrichtung für ein Handhabungsgerät, insbesondere einen industriell eingesetzten Roboter anzugeben, welche möglichst einfach zu handhaben ist und/oder eine möglichst große Flexibilität für den jeweiligen Operateur oder Bediener gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine portable Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße, portable Bedienvorrichtung für wenigstens ein Handhabungsgerät, insbesondere einen industriell einsetzbaren Roboter, umfasst wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung, wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle, wenigstens eine Anzeigeeinrichtung sowie wenigstens zwei Bedienelemente, wobei zumindest ein Bedienelement als Not-Aus-Schalter und wenigstens ein weiteres Bedienelement, insbesondere zur Zuschaltung von Antriebskreisen und/oder zur Betriebsmodenumschaltung, vorgesehen ist und/oder die Bedienvorrichtung ergonomisch derart ausgebildet ist, dass Bedienvorrichtung sowie Bedienelemente mittels nur einer Hand handhabbar sind.
Es sei angemerkt, dass dabei insbesondere von einer Hand durchschnittlicher Größe, beispielsweise der Größe 8 bis 9 oder auch größer, ausgegangen wird.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die Anzeigeeinrichtung als TFT-, oder LCD- Display in Farbe und/oder in Graustufen ausgestaltet.
Weiterhin ist eine Eingabeeinrichtung zur Erfassung von Informationen, beispielsweise von Daten, Koordinaten, Zeichen, Fliesstext oder Ähnlichem, vorsehbar, welche insbesondere als Tastatur ausbildbar ist.
Insbesondere können Anzeigeeinrichtung und/oder Eingabeeinrichtung dabei auch, zumindest anteilig, als Touchscreen ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist die Bedienvorrichtung auch für den Betrieb und/oder die Abstimmung wenigstens eines Handhabungsgerätes, insbesondere eines industriell eingesetzten Roboters, mit vorzugsweise sechs Achsen einsetzbar. Dabei kann es sich um einen Schweiß-, einen Spritz- und/oder einen Lackierroboter oder auch einen Roboter zur Handhabung, das heißt zur Aufnahme, zum Heben, zum Umsetzen und/oder zum Zusammenfügen von Gegenständen, handeln.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein Steuerelement, insbesondere ein in wenigstens zwei Dimensionen bewegbares und/oder drehbares Bedienelement in der Art eines Steuerknüppels, Joysticks, WobbleSticks, Ministicks und/oder Wipptasters oder einer Kombination daraus, zur manuellen Steuerung und/oder Bewegungskontrolle des jeweiligen Handhabungsgerätes, insbesondere des jeweiligen Roboters, vorgesehen.
Dabei ist vorteilhaft wenigstens ein Bedienelement, welches insbesondere als Wahlschalter oder -taster ausbildbar ist, vorsehbar, welches es ermöglicht zwischen den einzelnen ansteuerbaren Achsen und/oder Antrieben zu wechseln und/oder im Zusammenwirken mit Steuerelement und Anzeigeeinrichtung einen oder mehrere Antriebe des Handhabungsgerätes manuell zu selektieren und/oder zu steuern.
Vorteilhaft ist auch vorsehbar, dass wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle für eine drahtlose Kommunikation über ein entsprechendes Netz als Infrarot-, Bluetooth-, WLAN(Wireless Local Area Network)- oder GPRS(General Packet Radio Service)-Schnittsteile oder einer Kombination daraus ausgebildet ist.
Ergänzend oder alternativ dazu kann auch eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle für eine drahtgebundene Kommunikation über ein entsprechendes Netz, insbesondere eine USB, FireWire, Ethernet oder SCSI-Schnittstelle oder eine Kombination daraus vorgesehen sein.
Auch eine Übertragung der Kommunikationsdaten als Oberwellenfrequenz über die jeweilige Strom-/Spannungsversorgung ist vorteilhaft möglich und vorsehbar.
Die Kommunikation kann dabei mit der jeweiligen Steuer-/Regeleinrichtung des Handhabungsgerätes und/oder einem übergeordneten Leit- beziehungsweise Steuersystem und/oder wenigstens einem Datenspeicher, beispielsweise in Form einer Datenbank und/oder eines Datenbankservers erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein als Betriebsmodenumschalter ausgebildetes Bedienelement für eine Umschaltung zwischen manueller und automatischer beziehungsweise programmgetriebener Steuerung/Regelung wenigstens eines Achsantriebs des Handhabungsgerätes beziehungsweise eines Roboterachsantriebs vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Bedienvorrichtung wenigstens ein Bedienelement, um einen oder mehrere Antriebe des Handhabungsgerätes, insbesondere Roboterantriebe, in ihrer jeweiligen Position/Stellung einzufrieren beziehungsweise festzustellen oder zu arretieren.
Weiterhin ist wenigstens ein Bedienelement vorsehbar, das bei entsprechender Schaltstellung jeweils ein manuelles Anfahren oder Positionieren mittels Steuerelement oder ein Anfahren von manuell eingebbaren kartesischen Koordinaten erlaubt.
Eine weitere Ausführungsvariante weist ein Mikrophon auf, welches eine sprachgesteuerte Bedienung der portablen Bedienvorrichtung und/oder des jeweiligen Handhabungsgerätes ermöglicht und/oder eine Erfassung ergänzender Sprachinformationen und/oder sprachgesteuerte Koordinateneingabe ermöglicht.
Die weitere Darlegung der Erfindung sowie vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen erfolgt anhand einiger Figuren und Ausführungsbeispiele.
Es zeigen
1 eine beispielhaft ausgebildete erfindungsgemäße Bedienvorrichtung,
2 eine beispielhaft ausgebildete erfindungsgemäße Bedienvorrichtung mit Touchscreen
In 1 ist eine beispielhaft ausgebildete portable Bedienvorrichtung 1 für wenigstens ein Handhabungsgerät 2 mit Steuer-/Regeleinrichtung 4, im hier gezeigten Beispiel einen industriell einsetzbaren Roboter, mit Datenverarbeitungs einrichtung -nicht explizit angegeben- und wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle 16, gezeigt. Weiterhin umfasst die Bedienvorrichtung 1 eine als TFT-Farbdisplay ausgebildete Anzeigeeinrichtung 6 sowie drei Bedienelemente 8a, 8b, 8c, wobei zumindest ein Bedienelement als Not-Aus-Schalter 8a ausgebildet ist. Die übrigen zwei Bedienelemente sind vorteilhaft als Betriebsmodenumschalter 8b und/oder Bedienelement 8c zur Auswahl verschiedener manueller Anfahr- und/oder Positioniermöglichkeiten ausgestaltet.
Des Weiteren umfasst die Bedienvorrichtung 1 noch eine als Tastatur ausgebildete Eingabeeinrichtung 10 mit Ziffern- und/oder Nummern- und/oder Sonderfunktionstasten.
Die Bedienvorrichtung ist ergonomisch derart ausgebildet, dass Bedienvorrichtung 1, Bedienelemente 8a, 8b, 8c und Tasten der Eingabeeinrichtung 10 mittels nur einer Hand beziehungsweise den Fingern dieser Hand bequem zu handhaben und zu bedienen beziehungsweise zu erreichen sind.
In ihrer äußere Gestalt ähnelt die Bedienvorrichtung 1 dabei einem Mobiltelefon und/oder Smartphone und/oder PDA (Personal Digital Assistant).
Auch weist die Bedienvorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 12 mit einem Steuerelement 12a und vier Bedienelementen 12b, c, d, e auf, wobei das Steuerelement 12a als in zumindest zwei Dimensionen beziehungsweise Richtungen bewegbarer, insbesondere um zwei Achsen kippbarer Wipptaster ausgebildet ist. Das Steuerelement 12a dient zur manuellen Steuerung und/oder Bewegungskontrolle des jeweiligen Handhabungsgerätes 2, insbesondere des jeweiligen Roboters und/oder zur Menüführung durch die jeweilige Firmware beziehungsweise durch das Betriebsprogramm der Bedienvorrichtung 1.
Alternativ kann das Steuerelement 12a auch in der Art eines Steuerknüppels, Joysticks, WobbleSticks oder Ministicks oder einer Kombination daraus, ausgebildet sein.
Diesbezüglich, zur Steuerung und/oder Konditionierung eines jeweiligen Handhabungsgerätes 2 kommuniziert die Bedienvorrichtung 1 über wenigstens eine Schnittstelle 16 mit der Steuer-/Regeleinrichtung 4 des Handhabungsgerätes 2 und/oder einem übergeordneten Leit- beziehungsweise Steuersystem und wirkt mit diesen zusammen.
Wenigstens ein Betriebsmodenumschalter 8b dient dabei der Umschaltung zwischen manueller und automatischer beziehungsweise programmgetriebener Steuerung/Regelung des jeweiligen Handhabungsgerätes 2.
Wenigstens eines der insbesondere vier Bedienelemente 12b der Steuereinrichtung 12 dient dazu, zwischen den einzelnen ansteuerbaren Achsen und/oder Antrieben zu wechseln und/oder im Zusammenwirken mit Steuerelement 12a und Anzeigeeinrichtung 6 einen oder mehrere Antriebe des Handhabungsgerätes 2 manuell zu selektieren und zu steuern.
Wird eine Bedienvorrichtung 1 für mehrere Handhabungsgeräte 2 eingesetzt, so ist wenigstens eines der vier Bedienelemente 12c dafür vorsehbar zwischen den einzelnen Handhabungsgeräten 2 zu wechseln. Dies könnte bei drahtloser Kommunikation beispielsweise durch Wechsel der Sendefrequenz und/oder den Wechsel eines gegebenenfalls jeweilig erforderlichen Identifikationsschlüssels erfolgen.
Auch ist dabei vorteilhaft vorsehbar, dass mit Wechsel des jeweiligen Handhabungsgerätes 2 diesbezügliche spezifische Informationen über beispielsweise den Zustand des Handhabungsgerätes 2 beziehungsweise des Roboters, beispielsweise hinsichtlich Motoren ein/aus und/oder für ein Mehrrobotersystem koordiniert/unkoordiniert bezgl. Bewegung, insbesondere auch Funktionalitäten der jeweiligen Firmware, beispielsweise im Zusammenwirken mit einem entsprechend eingerichteten Datenspeicher 14, in beziehungsweise von der Bedienvorrichtung 1 aufgerufen und/oder berücksichtigt und/oder verarbeitet und/oder angezeigt werden.
Demgemäß ist zumindest auch eine Kommunikationsschnittstelle 16 für eine drahtlose Kommunikation über ein entsprechendes Netz, insbesondere eine als Infrarot-, Bluetooth-, WLAN(Wiereless Local Area Network)- oder GPRS(General Packet Radio Service)-Schnittstelle ausgebildete Kommunikationsschnittstelle oder einer Kombination daraus, vorsehbar.
Weiterhin kann die Bedienvorrichtung eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle für eine drahtgebundene Kommunikation über ein entsprechendes Netz, insbesondere eine USB, FireWire, Ethernet oder SCSI-Schnittstelle oder eine Kombination daraus aufweisen.
Auch eine oder mehrere weitere Schnittstellen in der Art von SD-Slots, PCMCI-Slots, USB-Slots zur Aufnahme entsprechender Speichersticks und/oder -karten, beispielsweise zum Firmwareupdate und/oder Aktualisierung beziehungsweise Konfiguration der Betriebssoftware der jeweiligen Bedienvorrichtung 1 und/oder Anpassung an das jeweilige Handhabungsgerät 2 beziehungsweise den jeweiligen Roboter ist vorteilhaft vorsehbar.
Weiterhin ist wenigstens eines der insbesondere vier Bedienelemente 12d der Steuereinrichtung 12 vorgesehen, um im Zusammenwirken mit dem Steuerelement 12a einen oder mehrere Roboterantriebe zu selektieren und in ihrer jeweiligen Position/Stellung verharren zu lassen beziehungsweise zu arretieren.
Auch ist wenigstens ein weiteres Bedienelement vorgesehen, durch welches bei entsprechender Schaltstellung entweder ein manuelles Anfahren oder Positionieren mittels Steuerelement 12a oder ein Anfahren mittels manuell eingebbarer kartesischer Koordinaten freigebbar und/oder bewirkbar ist.
Vorgenanntes Element 8c wird insbesondere auch benötigt, um im manuellen Modus auch tatsächlich eine Bewegung ausführen zu lassen.
Weiterhin ist wenigstens ein Mikrophon vorsehbar, um eine sprachgesteuerte Bedienung der portablen Bedienvorrichtung und/oder eine Erfassung ergänzender Sprachinformationen und/oder sprachgesteuerte Koordinateneingabe zu bewirken.
In 2 ist eine gegenüber 1 alternativ ausgestaltete portable Bedienvorrichtung 1 für ein Handhabungsgerät 2, im hier gezeigten Beispiel einen industriell einsetzbaren Roboter, mit Datenverarbeitungseinrichtung und mehreren Kommunikationsschnittstellen gezeigt, welche eine als Touchscreen ausgebildete Anzeige-/Eingabeeinrichtung 18, insbesondere mit TFT-Display, umfasst. Weiterhin sind drei Bedienelemente 8a, 8b, 8c vorgesehen, wobei zumindest ein Bedienelement als Not-Aus-Schalter 8a und die übrigen zwei Bedienelemente als Betriebsmodenumschalter 8b und/oder Bedienelement 8c zur Auswahl verschiedener manueller Anfahr- und/oder Positioniermöglichkeiten ausgestaltet sind.
Eine als Tastatur ausgebildete separate Eingabeeinrichtung mit Ziffern- und/oder Nummern- und/oder Sonderfunktionstasten könnte zusätzlich vorgesehen werden, ist aufgrund des Touchscreens 18, der vorgenannte Funktionalitäten abdeckt, jedoch nicht erforderlich. Das Touchscreen weist dabei entsprechende funktionale Eingabefelder auf.
Auch diese Bedienvorrichtung 1 ist ergonomisch derart ausgebildet, dass Bedienvorrichtung 1, Bedienelemente 8a, 8b, 8c und Eingabefelder mittels nur einer Hand beziehungsweise den Fingern dieser Hand bequem zu handhaben und zu bedienen beziehungsweise zu erreichen sind.
In seiner äußeren Gestaltung ähnelt auch diese Bedienvorrichtung 1 einem Mobiltelefon und/oder Smartphone und/oder PDA (Personal Digital Assistant).
Die übrigen Komponenten und/oder Funktionen, der in 2 gezeigten Bedienvorrichtung 1 entsprechen der Ausgestaltung gemäß 1, so dass zur weiteren Darlegung auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.

Claims

Portable Bedienvorrichtung (1) für wenigstens ein Handhabungsgerät (2), insbesondere einen industriell einsetzbaren Roboter, mit wenigstens einer Datenverarbeitungseinrichtung, sowie wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle (16), wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (6, 18) sowie wenigstens zwei Bedienelementen, wobei zumindest ein Bedienelement als Not-Aus-Schalter (8a) und wenigstens ein weiteres Bedienelement, insbesondere zur Zuschaltung von Antriebskreisen und/oder zur Betriebsmodenumschaltung, vorgesehen ist und/oder die Bedienvorrichtung (1) ergonomisch derart ausgebildet ist, dass Bedienvorrichtung (1) sowie Bedienelemente mittels nur einer Hand handhabbar und bedienbar sind.
Bedienvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (6, 18) als TFT- oder LCD- Display in Farbe und/oder in Graustufen ausgestaltet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabeeinrichtung (10, 18) zur Erfassung von Informationen, insbesondere von Daten, Koordinaten, Zeichen, Fliesstext oder Ähnlichem, vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung (10) zumindest anteilig als Tastatur, insbesondere mit Ziffern- und/oder Nummerntasten, ausgebildet ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigeeinrichtung (6, 18) und/oder Eingabeeinrichtung (10, 18) zumindest anteilig als TouchScreen ausgebildet sind.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie für den Betrieb und/oder die Abstimmung wenigstens eines Handhabungsgerätes (2), insbesondere eines industriell eingesetzten Roboters, mit mehreren Achsen, insbesondere sechs Achsen, einsetzbar ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungsgerät (2) ein Schweiß- und/oder ein Spritz- und/oder ein Lackierroboter und/oder ein Roboter zur Handhabung, insbesondere zur Aufnahme, zum Heben, zum Umsetzen und/oder zum Zusammenfügen von Gegenständen, ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steuerelement (12a), insbesondere ein in wenigstens zwei Dimensionen bewegbares und/oder drehbares Bedienelement, zur manuellen Steuerung und/oder Bewegungskontrolle des jeweiligen Handhabungsgerätes (2), insbesondere des jeweiligen Roboters, vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (12a) in der Art eines Steuerknüppels, Joysticks, WobbleSticks, Ministicks und/oder Wipptasters oder einer Kombination daraus, ausgebildet ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bedienelement (12b) vorgesehen ist, um zwischen den einzelnen ansteuerbaren Achsen und/oder Antrieben zu wechseln und/oder im Zusammenwirken mit Steuerelement (12a) und Anzeigeeinrichtung (6,18) einen oder mehrere Antriebe eines jeweiligen Handhabungsgerätes (2) manuell zu selektieren und zu steuern.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle (16) für eine drahtlose Kommunikation über ein entsprechendes Netz, insbesondere als Infrarot-, Bluetooth-, WLAN(Wiereless Local Area Network)- oder GPRS(General Packet Radio Service)-Schnittstelle oder einer Kombination daraus, vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle für eine drahtgebundene Kommunikation über ein entsprechendes Netz, insbesondere als USB, FireWire, Ethernet, SCSI-Schnittstelle, und/oder eine Schnittstelle für eine Übertragung der Kommunikationsdaten als Oberwellenfrequenz über die jeweilige Strom-/Spannungsversorgung vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein als Betriebsmodenumschalter (8b) ausgebildetes Bedienelement für eine Umschaltung zwischen manueller und automatischer beziehungsweise programmgetriebener Steuerung/Regelung wenigstens eines Antriebs eines jeweiligen Handhabungsgerätes vorgesehen ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bedienelement (12d) vorgesehen ist, um einen oder mehrere Antriebe des Handhabungsgerätes (2), insbesondere Roboterantriebe, in ihrer jeweiligen Position/Stellung verharren zu lassen oder festzustellen.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bedienelement (8c) vorgesehen ist, durch welches bei entsprechender Schaltstellung entweder ein manuelles Anfahren oder positionieren mittels Steuerelement (12a) oder ein Anfahren von manuell eingebbaren kartesischen Koordinaten freigebbar und/oder bewirkbar ist.
Bedienvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Mikrophon vorgesehen ist, um eine sprachgesteuerte Bedienung der portablen Bedienvorrichtung (1) und/oder eine Erfassung ergänzender Sprachinformationen und/oder sprachgesteuerte Koordinateneingabe zu bewirken.