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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.
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Aus der
DE 10 2010 012 598 A1 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.
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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.
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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.
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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 Bewegungsbefehlen 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 Linearsteller, als Drehantrieb oder als Kombination von mehreren Linearstellern und/oder Drehantrieben, insbesondere als Manipulator zur Bewegung und/oder Bearbeitung von Werkstücken, ausgebildet sein.
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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 Ablaufspur durch geeignete, insbesondere vorgegebene oder frei gestaltbare, grafische Elemente repräsentiert sind.
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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 Bewegungssymbol 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.
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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.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Ablaufspur der einzige Ort auf der Eingabeoberfläche ist, an dem kopierte Bewegungssymbole 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.
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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.
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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.
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Exemplarisch wird die Verarbeitungseinrichtung durch wenigstens einen Prozessor eines Computers oder Laptops oder Tablets oder einer Bildschirmbrille oder eines Smartphones gebildet.
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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.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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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 Bewegungssymbole repräsentierten Bewegungsablauf für einen Benutzer gewährleistet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Bewegungsablauf 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.
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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 vorgesehen, 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.
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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.
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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 Eingabeeinrichtung 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, für den wenigstens Aktor ausgebildet ist und das der Eingabeeinrichtung oder dem wenigstens einen Aktor zugeordnet und mit dem wenigstens einen Aktor verbunden ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine rein schematische Darstellung eines Aktorsystems mit einer Eingabeeinrichtung, einer Aktorsteuerung sowie einem Aktor,
- 2 eine Detaildarstellung der Eingabeeinrichtung,
- 3 eine Darstellung einer multifunktionalen Eingabemaske der Eingabeeinrichtung, und
- 4 eine beispielhafte Darstellung eines Eingabefeldes zur Festlegung einer Bedingung, die einem Bewegungssymbol hinterlegt ist.
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Ein in der 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 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.
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Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform eines Aktorsystems ist eine drahtlose Kopplung zwischen Eingabeeinrichtung und Aktorsteuerung sowie zwischen Aktorsteuerung und Aktor vorgesehen.
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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.
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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 elektropneumatischen 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.
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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.
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Bei der in den 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.
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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.
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Der Funktionsbereich 23 unterhalb des Funktionsweise 22 umfasst 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.
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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 Rücklauftaste 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.
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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.
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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.
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Bei der rein exemplarisch in der Ablaufspur gemäß der 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.
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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 Aktionen 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.
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Für diese Durchführung von Aktionen des Aktors 4 ist die Eingabeeinrichtung 2 dazu ausgebildet, die den jeweiligen Bewegungssymbolen 25 bis 29 zugeordneten, nicht dargestellten Bewegungsbefehle in einem Ablauf von Bewegungsbefehlen zu bringen, der anschließend an die Aktorsteuerung 3 zur Verfügung gestellt wird, wo eine Umsetzung der Bewegungsbefehle in Steuersignale für die nicht näher dargestellten elektropneumatischen Steuerventile erfolgt, die die Druckluftströme an die nicht näher dargestellten Pneumatikantriebe des Aktors 4 bereitstellen.
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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.
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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 Bewegungsgruppe 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 Bibliothek von Bewegungssymbolen bereits unterschiedliche Bewegungsgruppen umfasst, hat die mit entsprechenden Bewegungssymbolen versehen sind und die vom Bediener in gleicher Weise wie die Bewegungssymbole 25 bis 29 im Funktionsbereich 22 angeordnet werden können.
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Ferner kann auch vorgesehen sein, dass Bewegungssymbole aus der Bibliothek von Bewegungssymbolen auch im Funktionsbereich 21 angeordnet werden, wie dies rein exemplarisch in der 2 dargestellt ist. Dort angeordnete Bewegungssymbole stehen anschließend in einfacher Weise für eine mehrfache Verwendung zur Verfügung.
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Bei dem rein exemplarisch in der 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 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.
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Wie der Darstellung der 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.
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Beispielhaft ist bei der Darstellung der 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.
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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.
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Aus der Darstellung der 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 1, 2 und 4 angewandt werden. Ferner werden bei der Bedienoberfläche 60 zusätzliche Informationen auf dem Bildschirm 20 dargestellt. Übereinstimmend mit den 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 angewählt werden können, sind möglicherweise andere Einstellungen vorzusehen. Angrenzend an den Funktionsbereich 61 sind bei der Eingabeeinrichtung 2 gemäß der 3 rein exemplarisch auf der linken Seite im Funktionsbereich 64 eine Textdarstellung 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 Werkzeugzentrumspunkts vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010012598 A1 [0002]
