DE102015117306B4 - Multi-axis mouse for a multi-axis robot - Google Patents
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Abstract
Bedienpad für die Steuerung eines Mehrachsroboters umfassend eine Mehrachs-Maus, wobei die Mehrachs-Maus (M) über eine Sicherheitsschnittstelle mit dem Bedienpad verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrachs-Maus (M) reversibel mit der Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads verbunden ist, wobei die Mehrachs-Maus (M) zusätzlich über eine Funkdatenverbindung oder eine Kabelverbindung zu der Sicherheitsschnittstelle verfügt.Operating pad for controlling a multi-axis robot comprising a multi-axis mouse, wherein the multi-axis mouse (M) is connected via a security interface with the operating pad, characterized in that the multi-axis mouse (M) is reversibly connected to the security interface of the control pad, said the multi-axis mouse (M) additionally has a radio data connection or a cable connection to the security interface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft je ein Bedienpad nach den Ansprüchen 1 und 2 und eine Verwendung nach Anspruch 4.The present invention relates to a control pad according to
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Handhabungssysteme und insbesondere Industrieroboter sind aus dem Stand der Technik bekannt. Handhabungssysteme können beispielsweise einem Handling von Teilen dienen, sie können Arbeitsschritte wie Schweissen, Löten, Lackieren, Beschichten, Kleben oder dergleichen ausführen, sie können bei Montage-Arbeiten eingesetzt werden, ausserdem können sie weiter Bearbeitungs-, Mess- oder Prüfarbeiten verrichten.Handling systems and in particular industrial robots are known from the prior art. Handling systems can, for example, serve to handle parts, they can carry out work steps such as welding, soldering, painting, coating, gluing or the like, they can be used in assembly work, and they can also carry out further processing, measuring or testing work.
Handhabungssysteme können in manuell gesteuerte Handhabungssysteme und programm-gesteuerte Handhabungssysteme eingeteilt werden.Handling systems can be classified into manually controlled handling systems and program-controlled handling systems.
Manuell gesteuerte Handhabungssysteme werden als Manipulatoren bezeichnet. Sie werden meist unter Sichtkontrolle eines Maschinenführers gesteuert. Jedoch gibt es auch fernbediente Manipulatoren, beispielsweise für Arbeiten unter Wasser in grossen Tiefen, im Weltraum oder in radioaktiv verseuchter Umgebung.Manually controlled handling systems are referred to as manipulators. They are usually controlled under visual control of a machine operator. However, there are also remote-controlled manipulators, for example, for working underwater in great depths, in space or in radioactive contaminated environment.
Programm-gesteuerte Handhabungssysteme lassen sich wiederum unterteilen in fest programmierte Handhabungssysteme einerseits und frei programmierte oder sensorgeführte Handhabungssysteme andererseits.Program-controlled handling systems can in turn be subdivided into fixedly programmed handling systems on the one hand and freely programmed or sensor-guided handling systems on the other hand.
Fest programmierte Handhabungssysteme sind beispielsweise sogenannte pick-and-place-Systeme. Diese üben oft dieselben, meist einfachen, Arbeitsschritte vielfach hintereinander aus. Beispielsweise ein Aufnehmen (pick) und Ablegen (place) von Werkstücken.Hard-coded handling systems are, for example, so-called pick-and-place systems. These often practice the same, mostly simple, working steps many times in succession. For example, a pick and place of workpieces.
Frei programmierte oder sensorgeführte Handhabungssysteme werden zumeist als Roboter bezeichnet. Es sind auch Mischformen beispielsweise dahingehend bekannt, dass Roboter gleichzeitig sowohl frei programmiert sind als auch sensorgeführt arbeiten.Freely programmed or sensor-guided handling systems are usually referred to as robots. Mixed forms are also known, for example, in that robots are both freely programmed at the same time and operate in a sensor-guided manner.
Hinsichtlich ihrer Arbeitsweise bzw. ihrem Verwendungszweck lassen sich Roboter beispielsweise unterteilen in Erkundungsroboter, Industrieroboter, Medizinroboter, Assistenz-Roboter bzw. „Personal Robot, Serviceroboter, Spielzeugroboter sowie Transportroboter.With regard to their mode of operation or their intended use, robots can be subdivided, for example, into exploration robots, industrial robots, medical robots, assistance robots or "personal robots, service robots, toy robots and transport robots.
Insbesondere bei Industrierobotern aber natürlich auch bei allen anderen programm-gesteuerten Handhabungssystemen stellt die Programmierung eine schwierige Aufgabe dar.In particular, in industrial robots but of course in all other program-controlled handling systems programming is a difficult task.
Es sind mehrere Programmierungs-Arten bekannt, welche grob in offline-Programmierung und online-Programmierung unterteilt werden, wobei auch Mischformern aus beiden Arten bekannt sind. Die Programmierung wird nachfolgend anhand der Programmierung von Industrie-Robotern erläutert.There are several types of programming known, which are roughly divided into offline programming and online programming, with mixed formers of both types are known. The programming is explained below with reference to the programming of industrial robots.
Die offline-Programmierung erfolgt unabhängig vom Industrieroboter. Die offline-Programmierung kann beispielsweise durch textuelle Programmierung, mit Hilfe von Makros oder CAD-gestützt erfolgen.Offline programming is independent of the industrial robot. The offline programming can be done, for example, by textual programming, with the help of macros or CAD-supported.
Die online-Programmierung erfolgt in der Regel unter Verwendung und/oder mit Hilfe des Roboters selbst. Die häufigsten online-Programmierungs-Arten sind das teach-in-Verfahren und das playback-Verfahren.Online programming is typically done using and / or with the help of the robot itself. The most common types of online programming are the teach-in method and the playback method.
Beim teach-in-Verfahren nimmt ein mit dem Roboter verbundenes Eingabegerät Befehle eines Bedieners entgegen. Beispielsweise kann der Bediener einen Joystick, ein Bedienpanel oder dergleichen zur Eingabe der Befehle nutzen. Die Positionen und Orientierungen, welche der Roboter auf die Befehle des Bedieners hin einnimmt, werden auf geeignete Weise gespeichert, so dass der Roboter die angelernten (teached) Positionen und Orientierungen zu einem späteren Zeitpunkt ohne entsprechende Befehle eines Bedieners einnehmen kann.In the teach-in process, an input device connected to the robot receives commands from an operator. For example, the operator may use a joystick, a control panel, or the like to input the commands. The positions and orientations that the robot takes on the operator's commands are appropriately stored so that the robot can assume the taught positions and orientations at a later time without corresponding commands from an operator.
Beim playback-Verfahren wird der Roboter von einem Bediener ausgerichtet, d. h. in die gewünschten Positionen und Orientierungen gebracht. Meist erfassen Sensoren diese Positionen und Orientierungen während des playback-Verfahrens, so dass diese auch hier auf geeignete Weise gespeichert werden können.In the playback method, the robot is aligned by an operator, i. H. brought into the desired positions and orientations. Most sensors detect these positions and orientations during the playback process, so that they can also be stored here in a suitable manner.
Das playback-Verfahren ist schon seit längerem für einfach gebaute Roboter wie beispielsweise Lackier-Roboter etabliert.The playback method has long been established for simply built robots such as painting robots.
Bei grösseren und komplexer aufgebauten Industrierobotern stehen der Anwendung des playback-Verfahrens jedoch einige Hürden im Weg. Zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik adressieren diese Hürden.However, with larger and more complex industrial robots, there are some hurdles to the use of the playback method. Numerous prior art methods and devices address these hurdles.
So beschreibt die
Gemäss der
Die
Ferner ist die
Aus der
Zuletzt wird auf die
AUFGABETASK
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere soll die Programmierung, Einlernung bzw. Einstellung eines Mehrachsroboters erleichtert werden.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art. In particular, the programming, learning or setting a multi-axis robot should be facilitated.
LÖSUNG DER AUFGABESOLUTION OF THE TASK
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach Anspruch 1, sowie die nebengeordneten Ansprüche.To achieve the object, the features of
Gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrachs-Maus vorgeschlagen, welche mit einem Bedienpad für die Steuerung eines Mehrachsroboters zusammenwirken und zur Steuerung eines Mehrachs-Roboters verwendet werden kann. Die Mehrachs-Maus kann an einem Endeffektor des Mehrachsroboters anbringbar sein und durch einen Aufsatz umfassen.According to one embodiment of the present invention, a multi-axis mouse is proposed, which cooperates with a control pad for the control of a multi-axis robot and can be used to control a multi-axis robot. The multi-axis mouse may be attachable to an end effector of the multi-axis robot and comprise an attachment.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemässe Mehrachs-Maus einen 3-Achs-Beschleunigungssensor. Dabei kann der Beschleunigungssensor entweder direkt in dem Gehäuse der Mehrachs-Maus vorgesehen sein. Es ist aber auch denkbar, dass der 3-Achs-Beschleunigungssensor in einem Zusatzteil vorgesehen ist, welches mit der Mehrachs-Maus in Wirkverbindung steht. So ist es beispielsweise möglich, dass mehrere Mehrachsroboter an ihren jeweiligen Endeffektoren Befestigungsteile aufweisen, um die Mehrachs-Maus mit den jeweiligen Endeffektoren schnell und einfach zu verbinden oder zu lösen. Dabei kann der 3-Achs-Beschleunigungssensor beispielsweise auch an dem Befestigungsteil vorgesehen sein.In another embodiment, the multi-axis mouse according to the invention comprises a 3-axis acceleration sensor. In this case, the acceleration sensor can be provided either directly in the housing of the multi-axis mouse. However, it is also conceivable that the 3-axis acceleration sensor is provided in an additional part which is in operative connection with the multi-axis mouse. For example, it is possible for multiple multi-axis robots to have fasteners at their respective end-effectors to quickly and easily connect or disconnect the multi-axis mouse with the respective end-effectors. In this case, the 3-axis acceleration sensor can also be provided, for example, on the fastening part.
Bei der Mehrachs-Maus handelt es sich vorzugsweise um eine sogenannte 6D-Maus, wie sie beispielsweise für CAD-Zeichenprogramme zahlreich in der Industrie genutzt wird. Eine solche 6D-Maus wird per Hand von einem Bediener bedient und erfasst Bewegungen in drei Rotationsachsen und drei Translationsachsen. Eine solche 6D-Maus ist daher für die Programmierung und/oder Steuerung von Industrierobotern geeignet und wird hierfür bereits seit längerem eingesetzt.The multi-axis mouse is preferably a so-called 6D mouse, as it is widely used for example in CAD drawing programs in industry. Such a 6D mouse is operated manually by an operator and detects movements in three axes of rotation and three translation axes. Such a 6D mouse is therefore suitable for the programming and / or control of industrial robots and has been used for this purpose for some time.
Gemäss alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können jedoch beispielsweise Joysticks oder andere Eingabegeräte zum Einsatz kommen.However, according to alternative embodiments of the present invention, for example, joysticks or other input devices may be used.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorzugsweise bei Mehrachs-Mäusen von Mehrachsrobotern zum Einsatz kommt, kann auch an andere aus dem Stand der Technik bekannte Industrieroboter gedacht sein. Nachstehende Ausführungen zu Robotern gelten daher in gleichem Masse für alle Handhabungssysteme.Although the present invention is preferably used in multi-axis mice of multi-axis robots, other industrial robots known in the art may also be envisioned. The following comments on robots therefore apply equally to all handling systems.
Bevorzugt kommt die vorliegende Erfindung jedoch bei Mehrachsrobotern, insbesondere bei Gelenkarm-Robotern zum Einsatz.Preferably, however, the present invention is used in multi-axis robots, especially in articulated arm robots.
Unter Endeffektor wird vorliegend vorzugsweise das letzte Glied einer kinematischen Kette bezeichnet. Der Endeffektor kann meist mit dem Werkzeug des Roboters gleichgesetzt werden. Hierbei ist für die Beurteilung des Vorliegens eines Endeffektors massgeblich, dass der Endeffektor den Tool Center Point (TCP) definiert. Der im englischen als TCP bezeichnete ausgezeichnete Punkt am Ende der kinematischen Kette ist das Zielsystem, für das die aus der gestellten Aufgabe resultierenden Positionieranforderungen gelten. Aufgabenspezifisch kann der TCP dabei auch ausserhalb des Roboters liegen, Beispiele wären der Fokus eines gegriffenen Lasers oder auch die Mitte des gerade transportierten Objekts.In this case, the term end effector is preferably the last term of a kinematic chain. The end effector can usually be equated with the tool of the robot. For the assessment of the presence of an end effector, it is essential that the end effector defines the Tool Center Point (TCP). The excellent point at the end of the kinematic chain, designated in English as TCP, is the target system for which the positioning requirements resulting from the given task apply. Task specific, the TCP can also be outside the robot, examples would be the focus of a gripped laser or the center of the currently transported object.
Die Mehrachs-Maus kann zwar einstückig mit dem Aufsatz ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Aufsatz jedoch abnehmbar. Hierunter wird vorzugsweise verstanden, dass der Aufsatz reversibel befestigbar ist. Das bedeutet im Einzelnen, dass der Aufsatz abnehmbar und wieder anbringbar ist. Hierbei kann beispielsweise der Aufsatz ohne Werkzeug lediglich manuell angebracht und abgenommen werden. Der Aufsatz kann dabei auch ein Verstellgelenk aufweisen. Dabei weist insbesondere ein Taststab des Aufsatzes das Verstellgelenk auf, wobei das Verstellgelenk der besseren Anpassung des Aufsatzes an unterschiedliche vielleicht abstehende Konturen eines zu bearbeitenden Gegenstandes dient. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Abstehende oder überstehende Kontur eines Gegenstandes übergriffen werden, weil duch das Verstellgelenk eine geknickter stiftförmiger Aufsatz erreichbar ist. Although the multi-axis mouse can be integrally formed with the essay. Preferably, however, the attachment is removable. By this is preferably understood that the article is reversibly fastened. This means in more detail that the attachment is removable and attachable again. In this case, for example, the attachment can only be attached and removed manually without tools. The article can also have an adjustment. In this case, in particular, a probe rod of the essay on the adjustment, wherein the adjustment of the better adaptation of the article serves to different, perhaps protruding contours of an object to be processed. In this way, for example, a protruding or protruding contour of an object can be overlapped because duch the adjusting a kinked pin-shaped attachment can be reached.
Eine erfindungsgemässe Mehrachs-Maus ist derart gestaltet, dass der Aufsatz im Wesentlichen stiftförmig ist und eine Befestigungskonstruktion aufweist. Die Befestigungskonstruktion kann hierbei beispielsweise eine Clipsverbindung sein. Bei der handelsüblichen Mehrachs-Maus kann entweder der Aufsatz direkt auf den Betätigungsknopf aufgeclipst werden, wobei in einem solchen Fall als Clipsverbindung eine entsprechend notwendige Anzahl von Clipsbeinen an dem Aufsatz ausgebildet sind, welche an die Form und die Masse des Betätigungsknopfes angepasst sind und es ermöglichen, dass der Aufsatz werkzeuglos auf den handelsüblichen Betätigungsknopf aufgeclipst und wieder abgenommen werden können.An inventive multi-axis mouse is designed such that the attachment is substantially pin-shaped and has a mounting structure. The attachment structure may in this case be, for example, a clip connection. In the commercially available multi-axis mouse, either the attachment can be clipped directly onto the actuating button, in which case a correspondingly necessary number of clip legs are formed on the attachment as clip connection, which are adapted to the shape and mass of the activation button and make it possible in that the attachment can be clipped onto the commercially available activation button without tools and removed again.
Beispielsweise kann der Aufsatz aber auch durch Magnetkräfte an der Mehrachs-Maus anbringbar sein. Ferner kann an sämtliche form- oder kraftschlüssigen Verbindungen gedacht sein. So kann die Mehrachs-Maus ein Innengewinde und der Aufsatz ein korrespondierendes Aussengewinde oder umgekehrt aufweisen. Es kann auch an Schnappverschlüsse und dergleichen gedacht sein. Letztendlich ist es auch denkbar, dass der Betätigungsknopf einstückig einen Aufsatz ausbildet und der Betätigungsknopf gemeinsam mit dem Aufsatz auf die restliche Konstruktion der Mehrachs-Maus auf- und abbringbar ist.For example, the article can also be attached by magnetic forces on the multi-axis mouse. Furthermore, it can be thought of all positive or non-positive connections. Thus, the multi-axis mouse can have an internal thread and the attachment a corresponding external thread or vice versa. It can also be thought of snap closures and the like. Finally, it is also conceivable that the operating knob integrally forms an essay and the operating knob together with the essay on the remaining construction of the multi-axis mouse up and is abbringbar.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist daran gedacht, dass der Aufsatz im Wesentlichen stiftförmig ist. Das wiederum bedeutet, dass sich der Aufsatz bei Anbringung an dem Betätigungsknopf im Wesentlichen stiftförmig von dem Betätigungsknopf wegragt. Dazu weist der Aufsatz regelmässig einen wesentlichen geringeren Umfang als der Betätigungsknopf auf, welcher etwa den gleichen Durchmesser wie Höher aufweist.According to one embodiment, it is contemplated that the attachment is substantially pin-shaped. This, in turn, means that the attachment, when attached to the actuating button, projects from the actuating button in a substantially pin-shaped manner. For this purpose, the essay regularly has a substantially smaller circumference than the actuating button, which has approximately the same diameter as higher.
Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel ist daran gedacht, dass eine Form des Aufsatzes einem Werkzeug nachempfunden ist.According to another embodiment, it is envisaged that a shape of the attachment is modeled after a tool.
Beide Aufsätze werden vorzugsweise verwendet, um eine playback-Programmierung des Mehrachsroboters durchzuführen.Both essays are preferably used to perform playback programming of the multi-axis robot.
Der im Wesentlichen stiftförmige Aufsatz ist hierbei vorzugsweise flexibel einsetzbar und zur Programmierung einer Vielzahl von Arbeitsgängen des Mehrachsroboters geeignet. Demgegenüber ist der einem Werkzeug nachempfundene Aufsatz weniger flexibel, sondern speziell auf eine Anwendung bzw. für die Programmierung eines bestimmten Arbeitsgangs zugeschnitten.The substantially pin-shaped attachment is here preferably used flexibly and suitable for programming a variety of operations of the multi-axis robot. In contrast, the tool-based article is less flexible, but tailored specifically to an application or for the programming of a particular operation.
Bei der Programmierung eines Mehrachsroboters kommt es im Wesentlichen nicht auf die Bewegung und Position beispielsweise jedes einzelnen Gelenks sondern massgeblich auf die Bewegung und Position eines sogenannten Tool Center Points (TCP) an. Hierbei handelt es sich um einen Werkzeugbezugspunkt. Er befindet sich an geeigneter Stelle am Werkzeug bzw. Endeffektor und wird in der Regel abhängig vom Werkzeug, insbesondere von einem Wirkungsort des Werkzeugs gewählt. Ist das Werkzeug eine Punktschweisszange, so wird vorzugsweise deren Elektrode als TCP gewählt. Ist das Werkzeug hingegen ein Laser, so befindet sich der TCP am Wirkungsort des Lasers, also in dessen Fokus.When programming a multi-axis robot, it does not essentially depend on the movement and position of, for example, each individual joint, but rather on the movement and position of a so-called Tool Center Point (TCP). This is a tool reference point. It is located at a suitable point on the tool or end effector and is usually selected depending on the tool, in particular of a place of action of the tool. If the tool is a spot welding gun, its electrode is preferably chosen as TCP. If, on the other hand, the tool is a laser, then the TCP is at the point of action of the laser, ie in its focus.
Sowohl bei einem stiftförmigen Aufsatz als auch bei einem Aufsatz, welcher einem Werkzeug nachempfunden ist, dient ein Mehrachsroboter-abgewandtes Ende bzw. ein bestimmter Mehrachsroboter-abgewandter Punkt des Aufsatzes als TCP. Die Programmierung erfolgt, indem ein Benutzer den Aufsatz entsprechend den später vom Mehrachsroboter durchzuführenden Bewegungen führt.Both in a pen-shaped essay as well as in an essay, which is modeled after a tool, a multi-robot remote end or a certain multi-robot remote point of the essay serves as TCP. Programming is carried out by a user guiding the attachment according to the movements to be performed later by the multi-axis robot.
Durch die Verbindung zwischen dem Aufsatz und der Mehrachs-Maus erfasst letzteres sämtliche Bewegungs- und Positionsdaten und kann diese zwecks Speicherung und Verarbeitung an geeignete Einrichtungen weitergeben. Der Aufsatz kann durch die Stiftform durch den Nutzer einfach gehandhabt werden.Due to the connection between the attachment and the multi-axis mouse, the latter captures all movement and position data and can pass these on to suitable devices for storage and processing. The attachment can be easily handled by the pen form by the user.
Ein erfindungsgemässes Verfahren dient zum Steuern und/oder Programmieren eines Mehrachsroboters. Dazu werden mittels der Mehrachs-Maus folgende Schritte durchgeführt:
- – Ermitteln einer Soll-Bewegung des Mehrachsroboters sowie anschliessendes
- – Bewegen des Mehrachsroboters entsprechend der ermittelten Soll-Bewegung,
- – wobei das Ermitteln der Soll-Bewegung teilweise oder ausschliesslich durch In-Kontakt-Bringen des Aufsatzes mit einem zu bearbeitenden oder zu handhabenden Gegenstand erfolgt.
- - Determining a target movement of the multi-axis robot and then
- Moving the multi-axis robot according to the determined target movement,
- - Wherein the determination of the desired movement is done partially or exclusively by contacting the article with an object to be processed or handled.
Vorteilhaft hierbei ist nach dem Stand der Technik, dass die Mehrachs-Maus beim Einlernen des Mehrachsroboters bzw. beim Steuern und/oder Programmieren des Mehrachsroboters die feinmotorischen Bewegungen des Nutzers zum Abfahren einer Kontur bzw. eines zu bearbeitenden Gegenstandes direkt in den Rechner des Mehrachsroboters einspeichert und somit eine genaue Wiederholung der feinmotorischen Bewegungen des Nutzers in einem späteren Arbeitsschritt abbildet.It is advantageous in the prior art that the multi-axis mouse when learning the multi-axis robot or when controlling and / or programming the multi-axis robot stores the fine motor movements of the user for driving a contour or an object to be processed directly into the computer of the multi-axis robot and thus represents an exact repetition of the fine motor movements of the user in a later step.
Dazu wird auch in der Rechnersoftware eine Korrektur vorgesehen, da die feinmotorischen Bewegungen des Nutzers nicht exakt abgebildet werden. Diese Ungenauigkeit ergibt sich aus dem Umstand, dass die Mehrachs-Maus bei den Schaltbewegungen eine leichte Kippbewegung durchläuft, bevor eine Schaltung stattfindet. Die leichte Kippbewegung führt dazu, dass selbst wenn der Nutzer seine Hand nicht mehr bewegt und sich somit der Aufsatz nicht mehr bewegen sollte, die Maus noch eine sehr kurze Zeit nachfährt, bis sie eine Schräge erreicht, bei der eine Schaltung ausgelöst wird.For this purpose, a correction is also provided in the computer software, since the fine motor movements of the user are not exactly mapped. This inaccuracy arises from the fact that the multi-axis mouse undergoes a slight tilting movement in the switching movements before a circuit takes place. The slight tilting movement means that even if the user stops moving his hand and thus the attachment should not move anymore, the mouse still travels a very short time until it reaches a slope at which a circuit is triggered.
Die Schaltung würde dann bedeuten, dass wenige Millisekunden nach dem Anhalten der Hand des Nutzers auch der Mehrachsroboter zum Stillstand kommt. In dem Rechner ist die entsprechende Korrektursoftware derart ausgerichtet, dass ein Ausgleich der Kippbewegungs-Zeit der Mehrachs-Maus entsprechend kompensiert wird und herausgerechnet wird.The circuit would then mean that a few milliseconds after stopping the user's hand and the multi-axis robot comes to a standstill. In the computer, the corresponding correction software is oriented such that a compensation of the tilting movement time of the multi-axis mouse is compensated accordingly and eliminated.
Im Ergebnis wird bei einer späteren Wiederholung der Bewegung der Nutzerhand bzw. des von der Nutzerhand bewegten Aufsatzes durch den Mehrachsroboter ein exaktes Abbild erreicht. Die Programmierung erfolgt manuell, in dem der Nutzer den zu handhabenden bzw. zu bearbeitenden Gegenstand mit Hilfe des Aufsatzes einfach abfährt. In gleicher Weise kann er auch bspw. Schweisspunkte festlegen, in dem er den Gegenstand an verschiedenen Punkten mit der Spitze des stiftförmigen Aufsatzes antippt und bei einer späteren Bewegung des Werkzeugs, bspw. des Schweisskopfes, alle notwendigen Schweisspunkte durch das Antippen der Spitze des stiftförmigen Aufsatzes definiert sind und der Mehrachsroboter diese Punkte entsprechend nachfährt.As a result, an exact reproduction is achieved in a later repetition of the movement of the user's hand or the article moved by the user's hand through the multi-axis robot. The programming is done manually, in which the user simply leaves the object to be handled or processed with the aid of the attachment. In the same way he can also specify, for example, welding points in which he taps the object at different points with the tip of the pin-shaped attachment and at a later movement of the tool, eg. The welding head, all the necessary welding points by tapping the tip of the pin-shaped attachment are defined and the multi-axis robot nachzufährt these points accordingly.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Soll-Bewegung unter zur Hilfenahme einer zweiten Mehrachs-Maus ermittelt. Dazu wird die zweite Mehrachs-Maus an einem anderen Abschnitt des letzten Teils der kinematischen Kette des Mehrachsroboters angefügt.In another embodiment of the method according to the invention, the desired movement is determined with the aid of a second multi-axis mouse. For this purpose, the second multi-axis mouse is added to another section of the last part of the kinematic chain of the multi-axis robot.
In der Rechnersoftware werden die Daten der weiteren Mehrachs-Maus und der Mehrachs-Maus miteinander kombiniert, um den zu bearbeitenden oder zu handhabenden Gegenstand zu erfassen bzw. Punkte oder Konturen des Gegenstandes zu erfassen. Dies ist bei besonders kompliziert aufgebauten Gegenständen von Vorteil.In the computer software, the data of the further multi-axis mouse and the multi-axis mouse are combined with one another in order to detect the object to be processed or handled or to detect points or contours of the object. This is an advantage for particularly complicated objects.
Ausserdem wird gesondert Schutz für ein Bedienpad für die Steuerung eines Mehrachsroboters beansprucht. Das Bedienfeld ist in der Regel über ein Strom- und Datenkabel mit dem Mehrachsroboter bzw. dessen Rechner verbunden.In addition, separate protection for a control pad for the control of a multi-axis robot is claimed. The control panel is usually connected via a power and data cable to the multi-axis robot or its computer.
In dem Bedienpad kann der Nutzer manuell die Bewegung des Mehrachsroboters durch Eingabe verschiedener Koordinaten und des Koordinatensystems definieren. Durch die Definition verschiedener Punkte wird die Bewegung des Mehrachsroboters zwischen den beiden Punkten ebenfalls definiert.In the operating pad, the user can manually define the movement of the multi-axis robot by entering various coordinates and the coordinate system. By defining different points, the motion of the multi-axis robot between the two points is also defined.
Das Bedienpad verfügt über eine Sicherheitsschnittstelle die allen gesetzlichen Vorgaben genügt, damit beim Betrieb des Mehrachsroboters keine Personen oder Sachen zu Schaden kommen können. Diese Sicherheitsschnittstelle verhindert ein ungewolltes und/oder unkontrolliertes Ausschwenken des Mehrachsroboters. Das Bedienpad umfasst eine Mehrachs-Maus, wobei die Mehrachs-Maus über die Sicherheitsschnittstelle mit dem Bedienpad verbunden ist.The operating pad has a safety interface which complies with all legal requirements, so that no persons or things can be harmed during operation of the multi-axis robot. This safety interface prevents unintentional and / or uncontrolled swinging out of the multi-axis robot. The operating pad includes a multi-axis mouse, with the multi-axis mouse connected to the operating pad via the security interface.
Das bedeutet, dass die vom Bedienpad umfasste Mehrachs-Maus allen Sicherheitsvorgaben entspricht. Hierbei ist die Mehrachs-Maus reversibel mit der Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads verbunden. Das bedeutet, dass die Mehrachs-Maus auch mit dem Bedienpad reversibel verbunden ist. Die Mehrachs-Maus verfügt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Funkverbindung zu der Sicherheitsschnittstelle. Das bedeutet, dass nach der Abkoppelung bzw. Abnahme der Mehrachs-Maus von dem Bedienpad eine Funkverbindung zu der Sicherheitsschnittstelle weiter vorhanden ist.This means that the multi-axis mouse included in the control pad meets all safety requirements. Here, the multi-axis mouse is reversibly connected to the security interface of the control pad. This means that the multi-axis mouse is also reversibly connected to the operating pad. The multi-axis mouse has a radio connection to the security interface in this embodiment. This means that after disconnection or removal of the multi-axis mouse from the control pad, a radio link to the security interface is still available.
Die abgekoppelte bzw. von dem Bedienpad reversierte Mehrachs-Maus kann nun an einem Teil des Mehrachsroboters angebracht werden, um bspw. mit Hilfe eines auf die Mehrachs-Maus aufgesetzten Aufsatzes den Mehrachsroboter zu bewegen und dabei einzulernen bzw. zu programmieren.The uncoupled or reversed from the control pad multi-axis mouse can now be attached to a part of the multi-axis robot to move eg. With the help of an attached to the multi-axis essay essay the multi-axis robot while learning or program.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass neben der Mehrachs-Maus des Bedienpads eine weitere Mehrachs-Maus über eine Funkverbindung mit der Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads verbunden ist. Vorteilhaft hierbei ist der Umstand, dass die Mehrachs-Maus am Bedienpad, wie gewohnt zur Steuerung des Mehrachsroboters genutzt werden kann. Die weitere Mehrachs-Maus kann bspw. direkt an dem Mehrachsroboter angebracht werden.In another embodiment, it is provided that in addition to the multi-axis mouse of the control pad another multi-axis mouse is connected via a radio link with the security interface of the control pad. The advantage here is the The fact that the multi-axis mouse on the control pad can be used as usual to control the multi-axis robot. The further multi-axis mouse can, for example, be attached directly to the multi-axis robot.
Der Nutzer entscheidet dann, ob er über die Mehrachs-Maus am Bedienpad oder über die weitere Mehrachs-Maus am Mehrachsroboter eine Bedienung, Programmierung und/oder Steuerung des Mehrachsroboters durchführen möchte. Es kann auch vorgesehen sein, dass die weitere Mehrachs-Maus mit einer weiteren Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads verbunden ist.The user then decides whether he would like to operate, program and / or control the multi-axis robot using the multi-axis mouse on the operating pad or via the additional multi-axis mouse on the multi-axis robot. It can also be provided that the further multi-axis mouse is connected to a further security interface of the control pad.
Vorteilhaft an den erfindungsgemässen Bedienpads ist der Umstand, dass Bedienpads, wie sie heute üblich sind, durch eine einfache Funkdatenverbindung eine grössere Funktionalität erreichen können. Dies wird bspw. durch die Funkdatenverbindung der Mehrachs-Maus mit dem Bedienpad bzw. der weiteren Mehrachs-Maus mit dem Bedienpad erreicht. Das Bedienpad bleibt fast baugleich, wobei durch die Möglichkeit der Funkdatenverbindung der Mehrachs-Maus bzw. der weiteren Mehrachs-Maus eine grössere Funktionalität erreicht wird. Weiterer Vorteil ist, dass durch das Anbringen der Mehrachs-Maus an dem letzten Glied der kinematischen Kette und einer hierzu entsprechend hinterlegten Software und Justierung der Mehrachs-Maus eine intuitive Führung des Mehrachsroboters durch die angebrachte Mehrachs-Maus erreicht wird.An advantage of the inventive control pads is the fact that control pads, as they are common today, can achieve greater functionality through a simple radio data connection. This is achieved, for example, by the radio data connection of the multi-axis mouse with the operating pad or the further multi-axis mouse with the operating pad. The control pad remains almost identical, whereby the possibility of the radio data connection of the multi-axis mouse or the further multi-axis mouse, a greater functionality is achieved. Another advantage is that an intuitive guidance of the multi-axis robot is achieved by the attached multi-axis mouse by attaching the multi-axis mouse to the last link of the kinematic chain and a corresponding deposited software and adjustment of the multi-axis mouse.
Zuletzt wird die Verwendung einer Mehrachs-Maus zur Steuerung eines Mehrachsroboters beansprucht. Dabei wird die Mehrachs-Maus an einem Endeffektor eines Mehrachsroboters angebracht, wobei die Mehrachs-Maus über die Funkdatenverbindung mit einer Sicherheitsschnittstelle eines Bedienpads eines Mehrachsroboters verbunden wird, wobei die Mehrachs-Maus entweder vorher von dem Bedienpad entkoppelt wird und/oder eine weitere Mehrachs-Maus über eine Funkdatenverbindung mit der Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads verbunden wird.Finally, the use of a multi-axis mouse for controlling a multi-axis robot is claimed. The multi-axis mouse is attached to an end effector of a multi-axis robot, wherein the multi-axis mouse is connected via the wireless data connection with a safety interface of a control panel of a multi-axis robot, the multi-axis mouse is either previously decoupled from the control pad and / or another multi-axis Mouse is connected via a wireless data connection with the security interface of the control pad.
Als Funkdatenverbindung kommen Verbindungsarten, wie WLAN, Bluetooth, Infrarot, Ultraschall oder eine andere freie Funkverbindung in Betracht. Daneben kann aber auch eine Kabelverbindung vorhanden sein, um die Daten der an dem Endeffektor angebrachten Mehrachs-Maus oder weiteren Mehrachs-Maus an die Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads zu übermitteln.As a radio data connection come connection types, such as WLAN, Bluetooth, infrared, ultrasound or other free wireless connection into consideration. In addition, however, a cable connection may also be present in order to transmit the data of the multi-axis mouse or further multi-axis mouse attached to the end effector to the security interface of the control pad.
Hierbei ist es unbeachtlich, ob die Daten direkt an das Bedienpad oder über einen Mehrachsroboter-Rechner an das Bedienpad übermittelt werden, solange die vorhandene Sicherheitsschnittstelle des Bedienpads genutzt wird.It is irrelevant here whether the data is transmitted directly to the operating pad or via a multi-axis robot computer to the operating pad as long as the existing security interface of the operating pad is used.
Diese Verwendung ermöglicht dem Nutzer eine hohe Flexibilität und Funktionalität des Bedienpads somit des Mehrachsroboters. Die derzeitige Verwendung ist derart gestaltet, dass an dem Bedienpad eine feste Mehrachs-Maus vorgesehen ist. Je nach Position des Nutzers zu dem Mehrachsroboter bzw. dem Endeffektor des Mehrachsroboters ist eine intuitive Führung des Mehrachsroboters schwierig und nur von ausgebildeten Fachleuten durchzuführen.This use allows the user a high flexibility and functionality of the control pad thus the multi-axis robot. The current use is designed such that a fixed multi-axis mouse is provided on the control pad. Depending on the position of the user to the multi-axis robot or the end effector of the multi-axis robot, an intuitive guidance of the multi-axis robot is difficult and only by trained professionals perform.
Bei der Verwendung einer Mehrachs-Maus, welche an dem Endeffektor des Mehrachsroboters angebracht wird, ist eine intuitive Führung des Mehrachsroboters möglich. Dazu muss die Mehrachs-Maus eingelernt werden. Dies erfolgt dadurch, dass die Mehrachs-Maus an dem Endeffektor angebracht wird.When using a multi-axis mouse, which is attached to the end effector of the multi-axis robot, an intuitive guidance of the multi-axis robot is possible. To do this, the multi-axis mouse must be taught in. This is done by attaching the multi-axis mouse to the end effector.
Auf die Mehrachs-Maus wird der Aufsatz angebracht. Die Bewegungen der angebrachten Mehrachs-Maus werden justiert, in dem der Mehrachsroboter eine dreidimensionale Bewegung durchläuft und dabei die X-, Y- und Z-Achsen abfährt. Über den Aufsatz wird ein Ring geschoben. Der Mehrachsroboter fährt die X-, Y- und Z-Achsen ab. Der Aufsatz stösst an die Innenrundung des Rings und definiert dabei die Position des Mehrachsroboters sowie der Mehrachs-Maus an dem Mehrachsroboter. Nach der Justierung kann der Mehrachsroboter intuitiv über die an dem Endeffektor angebrachten Mehrachs-Maus bewegt werden.The attachment is attached to the multi-axis mouse. The movements of the attached multi-axis mouse are adjusted, in which the multi-axis robot undergoes a three-dimensional movement, thereby moving off the X, Y and Z axes. A ring is pushed over the attachment. The multi-axis robot moves the X, Y and Z axes. The attachment abuts the inner rounding of the ring, defining the position of the multi-axis robot and the multi-axis mouse on the multi-axis robot. After adjustment, the multi-axis robot can be intuitively moved over the multi-axis mouse attached to the end effector.
Neben der oben beschriebenen manuellen Justierung ist auch eine automatische Justierung möglich. Hierzu umfasst die Mehrachs-Maus oder ein direkt mit der Mehrachs-Maus verbundenes Bauteil einen 3-Achs-Beschleunigungssensor. Der 3-Achs-Beschleunigungssensor ermittelt durch definierte Bewegungen des Endeffektors die Position der Mehrachs-Maus im Raum und somit auch an dem Endeffektor und übermittelt die Daten an eine Mehrachs-Maus-Software der Mehrachs-Maus, um anschliessend eine intuitive Führung des Endeffektors zu ermöglichen. Die Mehrachs-Maus-Software ist dabei in den Mehrachsroboter-Rechner eingebettet. Durch die Bewegung der Mehrachs-Maus oder der weiteren Mehrachs-Maus, welche an dem Endeffektor des Mehrachsroboters angebracht ist, werden die Bewegungsbefehle von der Mehrachs-Maus-Software an den Mehrachsroboter-Rechner weitergegeben, welche dann wiederum den Mehrachsroboter und die einzelnen Glieder angepasst an die Bewegungen der an dem Endeffektor angebrachten Mehrachs-Maus und/oder der weiteren Mehrachs-Maus bewegt. Hierbei werden die Daten der Funkdatenverbindung oder der Kabelverbindung über die vorhandene Sicherheitsschnittstelle des Mehrachsroboters oder des dazugehörigen Bedienpads übermittelt.In addition to the manual adjustment described above, an automatic adjustment is possible. For this purpose, the multi-axis mouse or a component connected directly to the multi-axis mouse comprises a 3-axis acceleration sensor. The 3-axis acceleration sensor uses defined movements of the end effector to determine the position of the multi-axis mouse in the room and thus also at the end effector and transmits the data to a multi-axis mouse software of the multi-axis mouse, in order to then intuitively guide the end effector enable. The multi-axis mouse software is embedded in the multi-axis robot computer. By the movement of the multi-axis mouse or the further multi-axis mouse, which is attached to the end effector of the multi-axis robot, the movement commands are passed from the multi-axis mouse software to the multi-axis robot computer, which in turn adapted the multi-axis robot and the individual members moved to the movements of the attached to the end effector multi-axis mouse and / or the other multi-axis mouse. In this case, the data of the radio data connection or the cable connection is transmitted via the existing safety interface of the multi-axis robot or the associated operating pad.
Figurenbeschreibungfigure description
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Diese zeigen im Einzelnen inFurther advantages, features and details emerge from the following description of the figures. These show in detail
In der
Der Druckknopf
In
Der stiftförmige Aufsatz
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rumpfhull
- 22
- Druckknopfpush-button
- 33
- Kopplungsabschnittcoupling portion
- 44
- Befestigungsteilattachment portion
- 55
- Aufsatzessay
- 66
- Befestigungskonstruktionmounting structure
- 77
- Clipsbeinclip leg
- 88th
- Verbindungsplatteconnecting plate
- 99
- Taststabtestrod
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