DE102018129153B4

DE102018129153B4 - Eingabeeinrichtung und Robotersteuerungssystem

Info

Publication number: DE102018129153B4
Application number: DE102018129153.1A
Authority: DE
Inventors: Yuki Ishii; Takashi Satou; Yihua Gu
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: CN109834718A; JP2019098424A; JP6784660B2; CN109834718B; US11358287B2; DE102018129153A1; US20190160689A1

Abstract

Eingabeeinrichtung (2, 2A) zum Manipulieren eines Roboters (1), umfassend:
eine Bodenplatte (21);
einen beweglichen Abschnitt (22, 22a), der in einer in Bezug auf die Bodenplatte (21) dreidimensional beweglichen Weise gehalten ist; und
einen Detektor (20), der eine Detektion ausführt, indem er eine Bewegung des beweglichen Abschnitts (22, 22a) in Bezug auf die Bodenplatte (21) in Parallelbewegungsbeträge entlang einer ersten Achse und einer zweiten Achse, die sich parallel zu einer vorbestimmten Oberfläche (21a) der Bodenplatte (21) erstrecken und orthogonal zueinander sind, und einen Parallelbewegungsbetrag entlang einer dritten Achse, die orthogonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse ist, auflöst,
wobei die Eingabevorrichtung (2, 2A) ferner einen Auswahlschalter (2b) umfasst, der geschaltet wird, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden, wobei der Auswahlschalter (2b) verwendet wird, um zwischen zwei Ausgabemodi auszuwählen, nämlich einem Parallelbewegungsmodus und einem Drehbewegungsmodus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Eingabeeinrichtungen und Robotersteuerungssysteme.
Eine bekannte Technologie im Stand der Technik umfasst das Betreiben einer Eingabeeinrichtung, die an der Hand eines Industrieroboters befestigt ist, um die Position und Orientierung des distalen Endes des Roboters (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1) zu ändern. Ein bekanntes Beispiel der Eingabeeinrichtung, die zum Ausführen eines Eingabebetriebs zum Ändern der Position und Orientierung des distalen Endes des Roboters verwendet wird, ist eine Eingabeeinrichtung eines Joystick-Typs (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
Patentliteratur 1 ist die japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP 2010-264 539 A . Patentliteratur 2 ist die japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP H11-305 936 A .
DE 40 04 760 A1 offenbart einen Sollwertgeber eines Manipulators mit einer Grundplatte, auf der eine Vorrichtung zur Formierung von den Manipulatorbewegungen entsprechenden Signalen untergebracht ist.
EP 0 593 047 A1 offenbart eine Fernsteuervorrichtung für Maschinenwerkzeuge, die ein Gehäuse mit einem in drei Richtungen beweglichen Joystick umfasst.
WO 2014/ 005 607 A1 offenbart eine Roboterbewegungseingabevorrichtung.
US 2012/0 130 541 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lehren eines Roboters. Die Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von taktilen Sensoren und Elektronikschaltkreisen, die in einem Gehäuse angeordnet sind.
JP H10-202 568 A offenbart einen Industrieroboter und eine Lehrmethode. Ein Joystick wird an einer Position in der Nähe eines Endes eines zweiten Roboterarms angeordnet.
JP H08-66 882 A offenbart einen multiaxialen Joystick.
Es ist gefordert, dass eine Eingabeeinrichtung, die an der Hand eines kompakten Roboters befestigt ist, von einer geringen Größe und einem geringen Gewicht sein soll. Um den Roboter zu manipulieren, indem die Eingabeeinrichtung intuitiv betrieben wird, ist es bevorzugt, dass eine Bewegung, der in die Eingabeeinrichtung eingegeben wird, und ein Bewegungsbetrag des Roboters eindeutig miteinander in Bezug gesetzt sind.
Die Eingabeeinrichtung gemäß Patentliteratur 1 ist jedoch von einer großen Größe, und es ist schwierig, Größen- und Gewichtsminderungen zu erzielen. Das Gewicht der Eingabeeinrichtung eines Joystick-Typs gemäß Patentliteratur 2 kann ohne Weiteres vermindert werden, sie weist jedoch einen Eingabemechanismus mit drei Freiheitsgraden auf, nämlich zwei Freiheitsgrade zum Kippen eines Griffs in zwei Richtungen und einen Freiheitsgrad, der einer Drehung des Griffs oder eines Eingabeschalters, der an dem distalen Ende des Griffs vorgesehen ist, entspricht. Da die aufgenommenen Betriebsbeträge und die Ausgabewerte in Bezug auf die drei Freiheitsgrade nicht miteinander in Bezug gesetzt sind, gibt es ein Problem, nämlich, dass es schwierig ist, einen intuitiven Betrieb auszuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht und eine Aufgabe davon ist es, eine kompakte, leichte Eingabeeinrichtung sowie ein Robotersteuerungssystem bereitzustellen, die intuitiv betrieben werden können, um einen Roboter zu manipulieren.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung das Folgende vor.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Eingabeeinrichtung vor, die Folgendes umfasst: eine Bodenplatte; einen beweglichen Abschnitt, der in einer dreidimensional beweglichen Weise in Bezug auf die Bodenplatte gehalten ist; und einen Detektor, der eine Detektion ausführt, indem er eine Bewegung des beweglichen Abschnitts in Bezug auf die Bodenplatte in Parallelbewegungsbeträge entlang einer ersten Achse und einer zweiten Achse, die sich parallel zu einer vorbestimmten Oberfläche der Bodenplatte erstrecken und orthogonal zueinander sind, und einen Parallelbewegungsbetrag entlang einer dritten Achse, die orthogonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse ist, auflöst, wobei die Eingabevorrichtung ferner einen Auswahlschalter umfasst, der geschaltet wird, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden, wobei der Auswahlschalter verwendet wird, um zwischen zwei Ausgabemodi auszuwählen, nämlich einem Parallelbewegungsmodus und einem Drehbewegungsmodus.
Gemäß diesem Aspekt wird, wenn der Bediener einen Betrieb ausführt, um den beweglichen Abschnitt dreidimensional in Bezug zu der Bodenplatte zu bewegen, die Bewegung, das heißt, der Bewegungsbetrag des beweglichen Abschnitts, von dem Detektor detektiert, indem er in Bewegungsbeträge parallel zu drei orthogonalen Achsen aufgelöst wird. Ausgabewerte entsprechend den detektierten Bewegungsbeträgen entlang den drei Achsen werden zum Beispiel mit Bewegungsbeträgen entlang drei orthogonalen Achsen in einem Koordinatensystem in Bezug gesetzt, das an dem distalen Ende des Roboters festgelegt ist, sodass der Roboter von dem Bewegungsbetrag entsprechend der von dem Bediener angewandten Bewegung intuitiv manipuliert werden kann. Gemäß diesem Aspekt kann, da die Hardware aus der Bodenplatte und dem beweglichen Abschnitt besteht, eine kompakte, leichte Ausgestaltung erzielt werden.
Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Abschnitt gehalten sein, sodass er parallel beweglich ist, ohne sich in Bezug auf eine Achse zu drehen, die sich parallel zu der vorbestimmten Oberfläche erstreckt.
Entsprechend wird, wenn der bewegliche Abschnitt in Bezug zu der Bodenplatte betrieben wird, sodass er sich parallel bewegt, die Bewegung von dem Detektor detektiert, indem er in Bewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse aufgelöst wird. Folglich kann der Roboter intuitiver manipuliert werden.
Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Abschnitt von der Bodenplatte gehalten sein, sodass er parallel zu der ersten bis dritten Achse beweglich ist.
Entsprechend wird, wenn der bewegliche Abschnitt in Bezug zu der Bodenplatte betrieben wird, sodass er sich entlang der ersten bis dritten Achse bewegt, die Bewegung direkt als Bewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse von dem Detektor detektiert. Folglich kann der Roboter intuitiver manipuliert werden.
Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Abschnitt von der Bodenplatte in einer um zwei Kippachsen, die sich parallel zu der vorbestimmten Oberfläche erstrecken und einander schneiden, kippbaren Weise und in einer linearen Richtung, die die zwei Kippachsen schneidet, in einer beweglichen Weise gehalten sein. Ferner kann der Detektor die Detektion ausführen, indem er einen Kippwinkel als die Bewegung des beweglichen Abschnitts in Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten Achse und der zweiten Achse umwandelt und indem er die Bewegung des beweglichen Abschnitts in der Linearrichtung in den Parallelbewegungsbetrag entlang der dritten Achse auflöst.
Entsprechend besteht der bewegliche Abschnitt aus einem Joystick, der zweidimensional wie ein Hebel kippt, und der Hebel selbst ist außerdem in der Linearrichtung beweglich, sodass drei Betriebsbeträge eingegeben werden können. Folglich können die drei Betriebsbeträge detektiert werden, indem sie in Bewegungsbeträge entlang der drei Achsen aufgelöst werden, sodass der Roboter intuitiv manipuliert werden kann.
Erfindungsgemäß umfasst die Eingabeeinrichtung ferner einen Auswahlschalter, der geschaltet wird, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden.
Entsprechend können mittels Betätigen des Auswahlschalters die dreidimensionalen Betriebsbeträge im Zusammenhang mit Bewegungsbeträgen in Bezug auf Freiheitsgrade in höherer Anzahl als drei Freiheitsgrade ausgegeben werden.
Bei dem obigen Aspekt kann die Eingabeeinrichtung ferner vier Ausgabekanäle umfassen. Detektionswerte, die von dem Detektor entsprechend dreidimensionalen Betriebsbeträgen des beweglichen Abschnitts und einem Modus des Auswahlschalters erhalten werden, können von den Ausgabekanälen ausgegeben werden.
Entsprechend können die dreidimensionalen Betriebsbeträge als Eingaben in Bezug auf sechs Freiheitsgrade behandelt werden, indem die dreidimensionalen Betriebsbeträge als Eingaben in unterschiedlichen Richtungen in Abhängigkeit von dem Modus des Schalters behandelt werden.
Bei dem obigen Aspekt kann die Eingabeeinrichtung ferner sechs Ausgabekanäle umfassen. Der Auswahlschalter kann so geschaltet sein, dass Detektionswerte, die von dem Detektor entsprechend dreidimensionalen Betriebsbeträgen des beweglichen Abschnitts erhalten werden, von drei der Ausgabekanäle ausgegeben werden.
Entsprechend können die dreidimensionalen Betriebsbeträge als Ausgabewerte in Bezug auf sechs Freiheitsgrade mittels der sechs Ausgabekanäle ausgegeben werden.
Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Abschnitt in einer um die drei Achsen in Bezug auf die Bodenplatte drehbaren Weise gehalten sein, und der Detektor kann Betriebsbeträge des beweglichen Abschnitts um die drei Achsen als Drehbewegungsbeträge um die drei Achsen detektieren.
Entsprechend kann der Detektor die Drehbewegung um die dritte Achse zusätzlich zu den Betriebsbeträgen entlang den drei orthogonalen Achsen detektieren, sodass ein kompakter Eingabemechanismus mit vier Freiheitsgraden erzielt werden kann, ohne die Größe der Eingabeeinrichtung zu erhöhen.
Bei dem obigen Aspekt kann die Eingabeeinrichtung ferner Folgendes umfassen: einen Auswahlschalter, der geschaltet wird, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten Achse und der zweiten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden; und fünf Ausgabekanäle. Die Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse, ein Drehbewegungsbetrag um die dritte Achse und ein Modus des Auswahlschalters können von den Ausgabekanälen ausgegeben werden.
Entsprechend kann ein Mechanismus mit sechs Freiheitsgraden betrieben werden, indem der Auswahlschalter verwendet wird, um zwischen einem auf drei Freiheitsgraden basierenden Betriebsmodus, in dem Bewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse eingegeben werden, und einem auf drei Freiheitsgraden basierenden Betriebsmodus, in dem Betriebsbeträge entlang der ersten und zweiten Achse und eine Drehbewegung um die dritte Achse eingegeben werden, zu schalten.
Bei dem obigen Aspekt kann die Eingabeeinrichtung ferner sechs Ausgabekanäle und einen Auswahlschalter umfassen, der zwischen einem Modus, in dem dreidimensionale Betriebsbeträge des beweglichen Abschnitts als die Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse von drei der Ausgabekanäle ausgegeben werden, und einem Modus geschaltet wird, in dem Betriebsbeträge entlang der ersten Achse und der zweiten Achse und eine Bewegung um die dritte Achse als Drehbewegungsbeträge um die zweite Achse, die erste Achse und die dritte Achse von drei unterschiedlichen Kanälen der Ausgabekanäle ausgegeben werden.
Entsprechend kann, indem der Auswahlschalter verwendet wird, eine Sechs-Freiheitsgrade-Ausgabe in Bezug auf eine Vier-Freiheitsgrade-Eingabe mittels der sechs Kanäle erzielt werden. Da die drei Kanäle, von denen Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse ausgegeben werden, unterschiedlich von den drei Kanälen sind, von denen beispielsweise Betriebsbeträge entlang der ersten und zweiten Achse und eine Drehbewegung um die dritte Achse als Drehbewegungsbeträge um die drei Achsen ausgegeben werden, ist es möglich, zwischen dem Parallelbewegungsmechanismus und dem Drehbewegungsmechanismus des Roboters in dem Koordinatensystem, das in dem Roboter festgelegt ist, umzuschalten, indem der Auswahlschalter betrieben wird. Und zwar kann der Bediener einen Umschaltbetrieb ausführen, indem er den Auswahlschalter verwendet, sodass der Bediener intuitiv einen Betrieb an dem gleichen beweglichen Abschnitt ausführen kann, um zwischen dem Parallelbewegungsmechanismus und dem Drehbewegungsmechanismus des Roboters umzuschalten.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Robotersteuerungssystem vor, das Folgendes umfasst: die vorgenannte Eingabeeinrichtung und eine Steuereinrichtung, die Ausgabewerte, die den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse entsprechen, die von der Eingabeeinrichtung ausgegeben werden, mit Parallelbewegungsbeträgen entlang drei orthogonalen Achsen in einem Koordinatensystem in Bezug setzt, das an einem distalen Ende des Roboters festgelegt ist.
Entsprechend kann der Bediener mittels Verwenden der Eingabeeinrichtung intuitiv den Roboter manipulieren, indem er den beweglichen Abschnitt entlang den drei Achsen betreibt, entlang denen das distale Ende des Roboters wünschenswerterweise bewegt wird. Bei dem Steuerungssystem gemäß diesem Aspekt kann, da die Hardware, die als die Eingabeeinrichtung dient, aus der Bodenplatte und dem beweglichen Abschnitt besteht, die Eingabeeinrichtung kompakt und leicht gemacht werden.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Robotersteuerungssystem vor, das Folgendes umfasst: die vorgenannte Eingabeeinrichtung und eine Steuereinrichtung, die Ausgabewerte, die den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten und zweiten Achse entsprechen, die von der Eingabeeinrichtung ausgegeben werden, und einen Ausgabewert, der dem Drehbewegungsbetrag um die dritte Achse entspricht, mit Drehbewegungsbeträgen um drei orthogonale Achsen in einem Koordinatensystem in Bezug setzt, das an einem distalen Ende des Roboters festgelegt ist.
Entsprechend kann, da die Bewegungsbeträge entlang der ersten und zweiten Achse und der Drehbetrag um die dritte Achse mit dem Drehbetrag des distalen Endes des Roboters in Bezug gesetzt sind, der Bediener mittels Verwenden der Eingabeeinrichtung den Roboter intuitiv manipulieren, indem er den beweglichen Abschnitt in einer Richtung betreibt, in der der Bediener die Orientierung des distalen Endes des Roboters zu ändern wünscht.
Die vorliegende Erfindung stellt eine kompakte, intuitiv betreibbare Eingabeeinrichtung zum Betreiben eines Roboters bereit.

[1] 1 stellt ein Robotersteuerungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch dar.
[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Steuerung.
[3] 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Mittelachse der Steuerung.
[4] 4 ist ein Blockdiagramm einer Ausgabeeinheit und umgebender Bauteile.
[5] 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Mittelachse einer Steuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
[6] 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Ebene, die sich parallel zu einer Verbindungsoberfläche der Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform erstreckt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Ein Robotersteuerungssystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Steuerungssystem 10 eine Steuerung (Eingabeeinrichtung) 2, die an einem distalen Ende 1a eines Roboters 1, der als ein vertikaler Knickarmroboter dient, mittels einer Befestigungsplatte 3 fixiert ist, und umfasst außerdem eine Steuereinheit (Steuereinrichtung) 4, die den Roboter 1 steuert. Der Roboter 1 treibt sechs Gelenkwellen an, indem sechs Motoren (nicht gezeigt) drehend angetrieben werden, und führt Arbeit mittels Verwenden beispielsweise eines Werkzeugs aus, das an dem distalen Ende 1a befestigt ist. Ein Koordinatensystem, das aus X-, Y- und Z-Achsen besteht, die orthogonal zueinander sind, wie in 1 gezeigt, ist an dem distalen Ende 1a festgelegt. Das drehende Antreiben der sechs Motoren, die die Gelenkwellen von dem Roboter 1 antreiben, wird von der Steuereinheit 4 gesteuert. Die Steuereinheit 4 verwendet Detektionswerte von Winkelgebern (nicht gezeigt), die die Drehwinkel der jeweiligen Motoren detektieren, sodass eine Regelung an den Motoren ausgeführt wird.
Die Steuerung 2 nimmt einen Betrieb auf, der von einem Benutzer ausgeführt wird, und überträgt ein Ausgabesignal basierend auf die Bewegung an die Steuereinheit 4. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Steuerung 2 eine im Wesentlichen rechteckige Bodenplatte 21, einen zylindrischen beweglichen Abschnitt 22, von dem ein Ende mit einer Verbindungsoberfläche (vorbestimmte Oberfläche) 21a verbunden ist, die als eine von Oberflächen der Bodenplatte 21 dient, einen Detektor 20 (in 2 nicht gezeigt), der in der Bodenplatte 21 enthalten ist und der den Betrag von Bewegung des beweglichen Abschnitts 22 detektiert, einen Ausgabeabschnitt 2a, der in der Bodenplatte 21 enthalten ist, und eine Schaltergruppe SW, die eine Vielzahl von Schaltern aufweist, von denen jeder manuell betrieben werden kann, um zwischen zwei Typen von Ausgabemodi auszuwählen.
Der bewegliche Abschnitt 22 ist von der Bodenplatte 21 in einer beweglichen Weise innerhalb eines vorbestimmten Bereichs entlang X1- und Y1-Achsen gehalten, die sich parallel zu der Verbindungsoberfläche 21a erstrecken, die in 2 gezeigt ist. Der bewegliche Abschnitt 22 ist entlang einer Mittelachse OL des beweglichen Abschnitts 22 beweglich, die orthogonal zu der Verbindungsoberfläche 21a ist, und ist in einer drehbaren Weise in einer umfänglichen Richtung R um die Mittelachse OL gehalten. Die Funktionen des Detektors 20, des Ausgabeabschnitts 2a und der Schaltergruppe SW werden später beschrieben. Bei dem Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform entsprechen die Xl-Achse, die Y1-Achse und die Z1-Achse, die die gleiche ist wie die Mittelachse OL, in einem Koordinatensystem, das in der Steuerung 2 festgelegt ist, jeweils der X-, Y- und Z-Achse in dem Koordinatensystem, das an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 festgelegt ist.
3 ist eine Querschnittsansicht der Steuerung 2 entlang der Mittelachse OL.
Der bewegliche Abschnitt 22 umfasst einen Betriebsaufnahmeabschnitt 28, der sich vertikal durch die Verbindungsoberfläche 21a hindurch erstreckt und der einen Betrieb, der von dem Benutzer ausgeführt wird, aufnimmt, einen Verbindungsabschnitt 29, der im Innern der Bodenplatte 21 in einer beweglichen Weise entlang der Mittelachse OL und in einer drehbaren Weise um die Mittelachse OL gehalten ist, und einen dehnbaren/zusammenziehbaren Abschnitt 19, der sich entlang der Mittelachse OL dehnt und zusammenzieht.
Wie in 3 gezeigt, weist der dehnbare/zusammenziehbare Abschnitt 19 ein an der inneren unteren Oberfläche der Bodenplatte 21 fixiertes Ende auf und veranlasst den Betriebsaufnahmeabschnitt 28, wenn kein Betrieb aufgenommen wird, und den Verbindungsabschnitt 29, sich entlang der Mittelachse OL in Bezug auf die Bodenplatte 21 auszudehnen und zusammenzuziehen. Somit ist der Betriebsaufnahmeabschnitt 28 entlang der Mittelachse OL innerhalb des dehnbaren/zusammenziehbaren Bereichs des dehnbaren/zusammenziehbaren Abschnitts 19 beweglich.
Wie in 3 gezeigt, umfasst der Detektor 20 einen ersten Bewegungsbetragsdetektor (Detektor) 23, der zwischen dem Betriebsaufnahmeabschnitt 28 und dem Verbindungsabschnitt 29 angeordnet ist, einen Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor (Detektor) 25, der zwischen dem Verbindungsabschnitt 29 und dem dehnbaren/zusammenziehbaren Abschnitt 19 angeordnet ist, und einen zweiten Bewegungsbetragsdetektor (Detektor) 24, der längsseits des Verbindungsabschnitts 29 angeordnet ist.
Der erste Bewegungsbetragsdetektor 23 ist ein Schiebeknopf, der eine Detektion ausführt, indem er einen Bewegungsbetrag parallel zu der Verbindungsoberfläche 21a, der in dem Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 in Bezug auf die Bodenplatte 21 umfasst ist, in einen Bewegungsbetrag entlang der Xl-Achse und einen Bewegungsbetrag entlang der Y1-Achse auflöst. Der erste Bewegungsbetragsdetektor 23 umfasst eine Bodenplatte 23b, die an dem Verbindungsabschnitt 29 fixiert ist, und ein distales Ende 23a, das an dem Betriebsaufnahmeabschnitt 28 in einer beweglichen Weise in Bezug auf die Bodenplatte 23b entlang einer Ebene fixiert ist, die sich parallel zu der Verbindungsoberfläche 21a erstreckt. Die Bodenplatte 23b ist entlang der Z1-Achse beweglich, ist jedoch in der Ebene, die sich parallel zu der Verbindungsoberfläche 21a erstreckt, in der Position fixiert. Daher bewegt sich, wenn sich der Betriebsaufnahmeabschnitt 28 oberhalb der Verbindungsoberfläche 21a der Bodenplatte 21 bewegt, das distale Ende 23a des ersten Bewegungsbetragsdetektors 23 entlang der Xl-Achse und der Y1-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 23b.
Entsprechend kann der erste Bewegungsbetragsdetektor 23 den Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Xl-Achse und der Y1-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 21 detektieren.
Der zweite Bewegungsbetragsdetektor 24 ist ein Schiebeknopf, der einen Bewegungsbetrag entlang der Z1-Achse, die sich orthogonal zu der Verbindungsoberfläche 21a erstreckt, detektiert, der in dem Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 in Bezug auf die Bodenplatte 21 umfasst ist. Der zweite Bewegungsbetragsdetektor 24 umfasst eine Bodenplatte 24b, die an einer inneren Seitenoberfläche der Bodenplatte 21 fixiert ist, und ein distales Ende 24a, das an dem Verbindungsabschnitt 29 in einer in Bezug auf die Bodenplatte 24b entlang der Z1-Achse beweglichen Weise fixiert ist. Daher bewegt sich, wenn sich der Betriebsaufnahmeabschnitt 28 entlang der Z1-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 21 bewegt, das distale Ende 24a des zweiten Bewegungsbetragsdetektors 24 entlang der Z1-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 24b. Entsprechend kann der zweite Bewegungsbetragsdetektor 24 den Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Z1-Achse detektieren.
Der Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 ist ein Drehknopf, der den Drehbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 um die Mittelachse OL (Z1-Achse) in Bezug auf die Bodenplatte 21 detektiert. Der Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 umfasst eine Bodenplatte 25b, die mit der unteren Oberfläche der Bodenplatte 21 mittels des dehnbaren/zusammenziehbaren Abschnitts 19 verbunden ist, und die nicht drehbar um die ZI-Achse ist, und umfasst außerdem eine Drehwelle 25a, die an dem Verbindungsabschnitt 29 in einer um die Z1-Achse in Bezug zu der Bodenplatte 25b drehbaren Weise fixiert ist. Daher dreht sich, wenn sich der Betriebsaufnahmeabschnitt 28 um die ZI-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 21 dreht, die Drehwelle 25a um die Z1-Achse in Bezug auf die Bodenplatte 25b. Entsprechend kann der Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 den Drehbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 in Bezug auf die Z1-Achse detektieren.
Bei dieser Ausführungsform ist die Bodenplatte 21 mit einer Feder (nicht gezeigt) darin vorgesehen, um die Position des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 beim parallelen Bewegen oder Drehen als Reaktion auf einen Betrieb auf die Position des Betriebsaufnahmeabschnitts 28, wenn kein Betrieb aufgenommen wird, zurückzuführen. Ein Beispiel einer derartigen verwendeten Feder ist eine Schraubendruckfeder oder eine Torsionsfeder.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Schaltergruppe SW einen Auswahlschalter 2b, einen Eingabeauswahlschalter 2c eines Druckschaltertyps, einen manuell betreibbaren Auswahlschalter 2d eines Druckschaltertyps, einen Teach-in-Schalter 2f eines Druckschaltertyps und einen Geschwindigkeitsauswahlschalter 2e eines vertikal schiebbaren Typs. Der Auswahlschalter 2b ändert das Entsprechungsverhältnis zwischen einem Detektionswert von jedem Detektor und einem Ausgabewert von dem Ausgabeabschnitt 2a, der später beschrieben wird, gemäß zwei Typen von Ausgabemodi. Der Eingabeauswahlschalter 2c nimmt einen Betrieb auf, der nicht der Betrieb der Steuerung 2 ist, und wird verwendet, um auszuwählen, ob der Roboter manipuliert wird oder nicht. Und zwar kann mittels Betreiben der Steuerung 2 allein gemäß einem Ausgabemodus des Eingabeauswahlschalters 2c festgelegt werden, ob der Roboter 1 manipuliert werden soll oder nicht. Der manuell betreibbare Auswahlschalter 2d wird verwendet, um auszuwählen, ob ein Betrieb von der Steuerung 2 aufgenommen wird oder nicht. Der Teach-in-Schalter 2f wird verwendet, um auszuwählen, ob die Bewegung des Roboters 1, der manipuliert wird, aufgezeichnet werden soll oder nicht. Der Geschwindigkeitsauswahlschalter 2e wird verwendet, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 1 zwischen hoher Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit auszuwählen.
Der Ausgabeabschnitt 2a gibt die Bewegungsbeträge des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der X1- und Y1-Achse, die von dem ersten Bewegungsbetragsdetektor 23 detektiert werden, den Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Z1-Achse, die von dem zweiten Bewegungsbetragsdetektor 24 detektiert werden, und den Drehbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 um die Z1-Achse, der von dem Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 detektiert wird, als Ausgabewerte von sechs unterschiedlichen Typen von Kanälen an die Steuereinheit 4 des Roboters 1 aus. Der Ausgabeabschnitt 2a gibt die detektierten Detektionswerte mittels unterschiedlicher Kanäle gemäß dem Ausgabemodus, der mittels des Auswahlschalters 2b festgelegt ist, aus. Der Auswahlschalter 2b wird verwendet, um zwischen zwei Ausgabemodi, nämlich einem Parallelbewegungsmodus, bei dem die Detektionswerte des ersten Bewegungsbetragsdetektors 23 als Parallelbewegungsausgabewerte ausgegeben werden, und einem Drehbewegungsmodus, bei dem die Detektionswerte als Drehausgabewerte ausgegeben werden, gemäß einem Betrieb, der von dem Benutzer ausgeführt wird, auszuwählen.
Wie in 4 gezeigt, umfasst der Ausgabeabschnitt 2a einen Ausgabeumwandler 57, der die detektierten Detektionswerte aufnimmt und die Detektionswerte als Ausgabewerte an die jeweiligen Kanäle, sechs Typen von Kanälen, überträgt, nämlich einen ersten Kanal (Ausgabekanal) 51 bis einen sechsten Kanal (Ausgabekanal) 56, von denen Ausgabewerte ausgegeben werden, und eine Drahtloskommunikationseinheit 58, die die Ausgabewerte von den Kanälen 51 bis 56 an die Steuereinheit 4 des Roboters 1 überträgt.
Wenn der Ausgabemodus des Auswahlschalters 2b der Parallelbewegungsmodus ist, überträgt der Ausgabeumwandler 57 die Detektionswerte in der X1-Achsenrichtung und der Y1-Achsenrichtung, die von dem Bewegungsbetragsdetektor 23 detektiert werden, an den ersten Kanal 51 und den zweiten Kanal 52 und überträgt den Detektionswert in der Z1-Achsenrichtung, der von dem zweiten Bewegungsbetragsdetektor 24 detektiert wird, an den dritten Kanal 53. Des Weiteren überträgt der Ausgabeumwandler 57 den Detektionswert um die Z1-Achse, der von dem Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 detektiert wird, nicht an beliebige der Ausgabekanäle, wenn der Ausgabemodus des Auswahlschalters 2b der Parallelbewegungsmodus ist.
Wenn der Ausgabemodus des Auswahlschalters 2b der Drehbewegungsmodus ist, überträgt der Ausgabeumwandler 57 den Detektionswert in der X1-Achsenrichtung, der von dem Bewegungsbetragsdetektor 23 detektiert wird, an den fünften Kanal 55, den Detektionswert in der Y1-Achsenrichtung an den vierten Kanal 54 und den Detektionswert um die Z1-Achse, der von dem Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 detektiert wird, an den sechsten Kanal 56. Des Weiteren überträgt der Ausgabeumwandler 57 den Detektionswert in der Z1-Achsenrichtung, der von dem zweiten Bewegungsbetragsdetektor 24 detektiert wird, nicht an beliebige der Ausgabekanäle, wenn der Ausgabemodus des Auswahlschalters 2b der Drehbewegungsmodus ist.
Die Drahtloskommunikationseinheit 58 überträgt die Ausgabewerte, die mittels der Kanäle 51 bis 56 ausgegeben werden, als Steuersignale an die Steuereinheit 4.
Die Steuereinheit 4 treibt die Motoren für die Gelenkwellen an, indem sie die Ausgabewerte der Kanäle 51 bis 56, die von der Drahtloskommunikationseinheit 58 übertragen werden, als die Bewegungsbeträge entlang den jeweiligen Achsen und die Drehbeträge um die jeweiligen Achsen in dem Koordinatensystem, das an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 festgelegt ist, verwendet, wodurch die Position und Orientierung des distalen Endes 1a geändert wird. Und zwar bewegt die Steuereinheit 4 das distale Ende 1a entlang der X-Achse gemäß den Ausgabewerten des ersten Kanals 51, bewegt das distale Ende 1a entlang der Y-Achse gemäß dem Ausgabewert des zweiten Kanals 52 und bewegt das distale Ende 1a entlang der Z-Achse gemäß dem Ausgabewert des dritten Kanals 53. Die Steuereinheit 4 dreht das distale Ende 1a um die X-Achse gemäß den Ausgabewerten des vierten Kanals 54, dreht das distale Ende 1a um die Y-Achse gemäß dem Ausgabewert des fünften Kanals 55 und dreht das distale Ende 1a um die Z-Achse gemäß dem Ausgabewert des sechsten Kanals 56.
Weil die Ausgabewerte der Kanäle 51 bis 56 mit den Änderungsbeträgen der Position und Orientierung des distalen Endes 1a des Roboters 1 in Bezug gesetzt sind, wenn der Auswahlschalter 2b in dem Parallelbewegungsmodus ist, wird das distale Ende 1a des Roboters 1 in seiner Position parallel zu den jeweiligen Achsen des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 in dem beweglichen Abschnitt 22 gemäß den Parallelbewegungsbeträgen des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang den jeweiligen Achsen bewegt.
Wenn der Auswahlschalter 2b in dem Drehbewegungsmodus ist, dreht sich das distale Ende 1a des Roboters 1 entlang der X-Achse, das heißt, um die Y-Achse, gemäß dem Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Xl-Achse und dreht sich entlang der Y-Achse, das heißt, um die X-Achse, gemäß dem Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Y1-Achse. Gemäß dem Drehbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 um die Z1-Achse dreht sich das distale Ende 1a des Roboters 1 um die Z-Achse.
Entsprechend wird bei dem Steuersystem 10 des Roboters 1 gemäß dieser Ausführungsform der Bewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 detektiert, indem er in Bewegungsbeträge aufgelöst wird, die parallel zu drei orthogonalen Achsen sind, wenn der Benutzer den Betriebsaufnahmeabschnitt 28 in dem beweglichen Abschnitt 22 der Steuerung 2 dreidimensional betreibt. Gemäß den Detektionswerten werden Bewegungsbeträge parallel zu den drei Achsen oder Drehbeträge um die drei Achsen in dem Koordinatensystem, das an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 festgelegt ist und mit dem Koordinatensystem des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 in Bezug gesetzt ist, ausgegeben. Folglich kann der Benutzer die Position und Orientierung des distalen Endes 1a des Roboters 1 intuitiv ändern, indem er den Betriebsaufnahmeabschnitt 28 betreibt. Weil die Steuerung 2 gemäß dieser Ausführungsform aus der Bodenplatte 21 und dem beweglichen Abschnitt 22, der in Bezug auf die Bodenplatte 21 beweglich ist, als Hardware-Bauteile besteht, kann eine kompakte, leichte Ausgestaltung erzielt werden.
Bei dem Steuersystem 10 gemäß dieser Ausführungsform kann der Ausgabemodus mittels Verwenden des Auswahlschalters 2b geändert werden, wodurch eine Ausgabe von sechs Freiheitsgraden, was eine größere Anzahl als vier Freiheitsgrade ist, in Bezug auf eine Detektion von vier Freiheitsgraden mittels Betreibens des beweglichen Abschnitts 22 ermöglicht wird. Dies ermöglicht eine Ausgabe einer größeren Anzahl von Freiheitsgraden, ohne die Größe der Steuerung 2, umfassend den beweglichen Abschnitt 22, zu erhöhen. In einem Fall, in dem der Auswahlschalter 2b in dem Drehbewegungsmodus ist, werden die Bewegungsbeträge des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Xl-Achse und der Y1-Achse jeweils als die Drehbeträge des distalen Endes 1a des Roboters 1 um die Y-Achse und die X-Achse ausgegeben. Folglich können bei dem Steuersystem 10 gemäß dieser Ausführungsform ein Parallelbewegungsbetrag des Betriebsaufnahmeabschnitts 28, der als ein Betrieb aufgenommen wird, als ein Drehbetrag des distalen Endes 1a des Roboters 1 ausgegeben werden, was von dem Benutzer leicht und intuitiv erkennbar ist.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Mittelachse OL einer Steuerung 2A gemäß einer zweiten Ausführungsform. 6 ist eine Querschnittsansicht der Steuerung 2A entlang einer Ebene, die sich parallel zu der Verbindungsoberfläche 21a erstreckt. Die Steuerung 2A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuerung 2 gemäß der ersten Ausführungsform insofern, als die Steuerung 2A ein Joystick-Typ ist, bei dem ein Betriebsaufnahmeabschnitt 28a eines beweglichen Abschnitts 22a um einen vorbestimmten Drehpunkt kippbar ist und als dass sie unterschiedliche Detektoren zum Detektieren einer Bewegung des Betriebsaufnahmeabschnitts 28a aufweist. Daher werden bei der zweiten Ausführungsform Bauteile beschrieben, die unterschiedlich von denen bei der ersten Ausführungsform sind, und Beschreibungen von Bauteilen, die denen bei der ersten Ausführungsform gleich sind, werden weggelassen.
Wie in 5 gezeigt, umfasst der bewegliche Abschnitt 22a, der in der Steuerung 2A umfasst ist, ein Kugelgelenk 31, das in der Verbindungsoberfläche 21a angeordnet ist, einen Betriebsaufnahmeabschnitt 28a, der sich von dem Kugelgelenk 31 nach oben erstreckt, einen Verbindungsabschnitt 29a, der sich von dem Kugelgelenk 31 nach unten erstreckt, und einen dehnbaren/zusammenziehbaren Abschnitt 19, der sich entlang der Mittelachse OL dehnt und zusammenzieht.
Wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst der bewegliche Abschnitt 22a einen ersten Drehkörper 36, der an dem Verbindungsabschnitt 29a in einer um eine Drehachse (Kippachse) OLy drehbaren Weise fixiert ist, die sich parallel zu der Y1-Achse erstreckt, und umfasst außerdem einen zweiten Drehkörper 37, der an dem Verbindungsabschnitt 29a in einer um eine Drehachse (Kippachse) OLx drehbaren Weise fixiert ist, die sich parallel zu der Xl-Achse erstreckt.
Der Betriebsaufnahmeabschnitt 28a ist in einer in Bezug auf die Verbindungsoberfläche 21a um das Kugelgelenk 31, das an der Verbindungsoberfläche 21a fixiert ist, die als ein Drehpunkt dient, kippbaren Weise angeordnet. Weil der Verbindungsabschnitt 29a an dem Betriebsaufnahmeabschnitt 28a mittels des Kugelgelenks 31 fixiert ist, drehen sich der erste Drehkörper 36 und der zweite Drehkörper 37, die an dem Verbindungsabschnitt 29a fixiert sind, um die Drehachse OLy und die Drehachse OLx gemäß dem Kippen des Betriebsaufnahmeabschnitts 28a.
Wie in 5 und 6 gezeigt, umfassen die Detektoren gemäß der zweiten Ausführungsform einen Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 und einen zweiten Bewegungsbetragsdetektor 24, die Ausgestaltungen aufweisen, die denen bei der ersten Ausführungsform gleich sind, einen ersten Drehbetragsdetektor (Detektor) 26, der den Drehbetrag des ersten Drehkörpers 36 um die Drehachse OLy in Bezug auf die Bodenplatte 21 detektiert, und einen zweiten Drehbetragsdetektor (Detektor) 27, der den Drehbetrag des zweiten Drehkörpers 37 um die Drehachse OLx in Bezug auf die Bodenplatte 21 detektiert.
Der erste Drehbetragsdetektor 26 ist an entgegengesetzten Enden an einer inneren Seitenoberfläche der Bodenplatte 21 und dem ersten Drehkörper 36 fixiert und ist ein Drehknopf, der den Drehbetrag des ersten Drehkörpers 36 in Bezug auf die Bodenplatte 21 detektiert, das heißt, einen Kippwinkel, um den der Betriebsaufnahmeabschnitt 28a um die Drehachse OLy gekippt ist. Wie in 6 gezeigt, umfasst der erste Drehbetragsdetektor 26 eine Bodenplatte 26b, die an der inneren Seitenoberfläche der Bodenplatte 21 fixiert ist, und umfasst außerdem eine Drehwelle 26a, die in einer um die Drehachse OLy in Bezug auf die Bodenplatte 26b drehbaren Weise gehalten ist und an dem ersten Drehkörper 36 fixiert ist. Wenn der Betriebsaufnahmeabschnitt 28a gekippt wird, um den ersten Drehkörper 36 zu veranlassen, sich um die Drehachse OLy zu drehen, detektiert der erste Drehbetragsdetektor 26 den Drehwinkel der Drehwelle 26a in Bezug auf die Bodenplatte 26b, die an der Bodenplatte 21 fixiert ist.
Der zweite Drehbetragsdetektor 27 ist an entgegengesetzten Enden an einer inneren Seitenoberfläche der Bodenplatte 21 und dem zweiten Drehkörper 37 fixiert und ist ein Drehknopf, der einen Kippwinkel, um den der Betriebsaufnahmeabschnitt 28a um die Drehachse OLy gekippt ist, detektiert. Der zweite Drehbetragsdetektor 27 umfasst eine Bodenplatte 27b, die an der inneren Seitenoberfläche der Bodenplatte 21 fixiert ist, und umfasst außerdem eine Drehwelle 27a, die in einer um die Drehachse OLx in Bezug auf die Bodenplatte 27b drehbaren Weise gehalten ist und die an dem zweiten Drehkörper 37 fixiert ist. Wenn der Betriebsaufnahmeabschnitt 28a gekippt wird, um den zweiten Drehkörper 37 zu veranlassen, sich um die Drehachse OLx zu drehen, detektiert der zweite Drehbetragsdetektor 27 den Drehwinkel der Drehwelle 27a in Bezug auf die Bodenplatte 27b, die an der Bodenplatte 21 fixiert ist.
Bei der zweiten Ausführungsform werden der Drehbetrag um die Drehachse OLy und der Drehbetrag um die Drehachse OLx anstelle der Bewegungsbeträge des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 entlang der Xl-Achse und der Y1-Achse detektiert, die bei der ersten Ausführungsform detektiert werden. Der Ausgabeabschnitt 2a gibt Detektionswerte als Ausgabewerte von entweder dem ersten Kanal 51 und dem zweiten Kanal 52 oder dem dritten Kanal 53 und dem vierten Kanal 54 gemäß dem Ausgabemodus des Auswahlschalters 2b aus. Entsprechend wird bei dem Ausgabeabschnitt 2a gemäß der zweiten Ausführungsform der Kippwinkel des Betriebsaufnahmeabschnitts 28a des beweglichen Abschnitts 22a, der in Bezug auf die Verbindungsoberfläche 21a der Bodenplatte 21 kippbar ist, als eine Bewegung detektiert, und der Detektionswert wird als ein Ausgabewert zum Ändern der Position und Orientierung des Koordinatensystems verwendet, das an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 festgelegt ist.
Bei dem Steuersystem 10 des Roboters 1 gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerung 2 bzw. 2A so beschrieben, dass sie an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 mittels der Befestigungsplatte 3 befestigt ist, wie in 1 gezeigt. Alternativ sind verschiedene Abwandlungen möglich in Bezug auf die Position, an der die Steuerung 2 bzw. 2A befestigt ist. Beispielsweise kann die Steuerung 2 bzw. 2A direkt an einer beliebigen Position an dem Arm des Roboters 1 befestigt sein, und die Orientierung, in der die Steuerung 2 bzw. 2A befestigt ist, ist auch änderbar. Indem das Koordinatensystem der Steuerung 2 bzw. 2A mit dem Koordinatensystem des distalen Endes 1a des Roboters 1 jedes Mal gemäß der Befestigungsposition und der Befestigungsrichtung der Steuerung 2 bzw. 2A in Bezug gesetzt wird, kann von dem Benutzer ein intuitiver Betrieb ausgeführt werden. Ein beweglicher Abschnitt, der dreidimensional in Bezug auf die Bodenplatte 21 beweglich ist, ist in der Lage, sich sowohl parallel und in Drehung in Bezug auf die Bodenplatte 21 zu bewegen.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen werden der Schiebeknopf, der als der Bewegungsbetragsdetektor 23 dient, und der Drehknopf, der als der erste Drehbetragsdetektor 26 dient, zum Detektieren der Bewegung des Betriebsaufnahmeabschnitts 28 bzw. 28a in dem beweglichen Abschnitt 22 bzw. 22a verwendet. Der Typ des Detektors 20 zum Detektieren der Bewegung des beweglichen Abschnitts 22 bzw. 22a ist jedoch nicht auf den Typ begrenzt, der in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist, und eine bekannte Technologie kann angewandt werden. Obgleich Ausgabewerte in Bezug auf drei Freiheitsgrade in der Steuerung 2 bzw. 2A gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgegeben werden, kann der Ausgabeabschnitt 2a beispielsweise einen Ausgabewert entsprechend einem detektierten Drehbetrag um die Z1-Achse zusätzlich zu den Ausgabewerten gemäß den Bewegungsbeträgen entlang den jeweiligen Achsen ausgeben, wenn der Auswahlschalter 2b in dem Parallelbewegungsmodus ist, sodass Ausgabewerte in Bezug auf vier Freiheitsgrade ausgegeben werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Ausgabewerte von den Ausgabekanälen 51 bis 56 des Ausgabeabschnitts 2a mit sechs Freiheitsgraden des distalen Endes 1a des Roboters 1 in Bezug gesetzt. Alternativ sind verschiedene Abwandlungen möglich in Bezug auf eine Steuerung, die mit dem Ausgabewert von jedem der Kanäle 51 bis 56 in Bezug gesetzt ist. Beispielsweise kann der Ausgabeabschnitt 2a vier Ausgabekanäle umfassen und kann mittels der vier Ausgabekanäle insgesamt vier Detektionswerte, nämlich drei Detektionswerte der Bewegungsbeträge des beweglichen Abschnitts 22 entlang drei Achsen, das heißt der X-Achse bis der Z-Achse, und ein Signal, das den Modus des Auswahlschalters 2b anzeigt, ausgeben. Als eine andere Alternative kann der Ausgabeabschnitt 2a fünf Ausgabekanäle umfassen und kann mittels der fünf Ausgabekanäle insgesamt fünf Detektionswerte, nämlich drei Detektionswerte der Bewegungsbeträge des beweglichen Abschnitts 22 entlang drei Achsen, das heißt, der X-Achse bis der Z-Achse, einen Detektionswert des Drehbetrags um die Z1-Achse, der von dem Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor 25 detektiert wird, und ein Signal, das den Modus des Auswahlschalters 2b anzeigt, ausgeben. Entsprechend ist der Modus des Auswahlschalters 2b als ein Ausgabewert eines Ausgabekanals festgelegt, sodass eine Bewegung als ein dreidimensionaler Bewegungsbetrag oder als ein dreidimensionaler Bewegungsbetrag und ein Drehbetrag entlang einer einzelnen Achse als Eingabe in Bezug auf sechs Freiheitsgrade behandelt werden kann.
Als eine Alternative zu jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Steuerung 2 bzw. 2A den Auswahlschalter 2b und den Ausgabeabschnitt 2a umfasst, müssen diese Bauteile nicht vorgesehen sein. Beispielsweise ist es, sogar wenn die Steuerung 2 bzw. 2A nicht den Auswahlschalter 2b aufweist, noch immer möglich, die Position und Orientierung des Koordinatensystems, das an dem distalen Ende 1a des Roboters 1 festgelegt ist, gemäß der Bewegung intuitiv zu ändern, der von dem Detektor 20 detektiert wird. Der Detektor 20 kann den Detektionswert als einen Ausgabewert ohne den Eingriff des Ausgabeabschnitts 2a ausgeben.
Bezugszeichenliste

1: Roboter
2, 2A: Steuerung (Eingabeeinrichtung)
2a: Ausgabeabschnitt
2b: Auswahlschalter
4: Steuereinheit (Steuereinrichtung)
20: Detektor
21: Bodenplatte
21a: Verbindungsoberfläche (vorbestimmte Oberfläche)
22, 22a: beweglicher Abschnitt
23: erster Bewegungsbetragsdetektor (Detektor)
24: zweiter Bewegungsbetragsdetektor (Detektor)
25: Z1-Achsen-Drehbetragsdetektor (Detektor)
26: erster Drehbetragsdetektor (Detektor)
27: zweiter Drehbetragsdetektor (Detektor)
28, 28a: Betriebsaufnahmeabschnitt
51: erster Kanal (Ausgabekanal)
52: zweiter Kanal (Ausgabekanal)
53: dritter Kanal (Ausgabekanal)
54: vierter Kanal (Ausgabekanal)
55: fünfter Kanal (Ausgabekanal)
56: sechster Kanal (Ausgabekanal)
OLx: Drehachse (Kippachse)
OLy: Drehachse (Kippachse)

Claims

Eingabeeinrichtung (2, 2A) zum Manipulieren eines Roboters (1), umfassend: eine Bodenplatte (21); einen beweglichen Abschnitt (22, 22a), der in einer in Bezug auf die Bodenplatte (21) dreidimensional beweglichen Weise gehalten ist; und einen Detektor (20), der eine Detektion ausführt, indem er eine Bewegung des beweglichen Abschnitts (22, 22a) in Bezug auf die Bodenplatte (21) in Parallelbewegungsbeträge entlang einer ersten Achse und einer zweiten Achse, die sich parallel zu einer vorbestimmten Oberfläche (21a) der Bodenplatte (21) erstrecken und orthogonal zueinander sind, und einen Parallelbewegungsbetrag entlang einer dritten Achse, die orthogonal zu der ersten Achse und der zweiten Achse ist, auflöst, wobei die Eingabevorrichtung (2, 2A) ferner einen Auswahlschalter (2b) umfasst, der geschaltet wird, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden, wobei der Auswahlschalter (2b) verwendet wird, um zwischen zwei Ausgabemodi auszuwählen, nämlich einem Parallelbewegungsmodus und einem Drehbewegungsmodus.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Abschnitt (22, 22a) gehalten ist, sodass er parallel beweglich ist, ohne sich in Bezug auf eine Achse zu drehen, die sich parallel zu der vorbestimmten Oberfläche (21a) erstreckt.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach Anspruch 2, wobei der bewegliche Abschnitt (22, 22a) von der Bodenplatte (21) gehalten ist, sodass er parallel entlang der ersten bis dritten Achse beweglich ist.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Abschnitt (22, 22a) von der Bodenplatte (21) in einer um zwei Kippachsen (OLx, OLy), die sich parallel zu der vorbestimmten Oberfläche (21a) erstrecken und einander schneiden, kippbaren Weise und in einer linearen Richtung, die die zwei Kippachsen (OLx, OLy) schneidet, in einer beweglichen Weise gehalten ist, und wobei der Detektor (20) die Detektion ausführt, indem er einen Kippwinkel als Bewegung des beweglichen Abschnitts (22, 22a) in Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten Achse und der zweiten Achse umwandelt und indem er die Bewegung des beweglichen Abschnitts (22, 22a) in der Linearrichtung in den Parallelbewegungsbetrag entlang der dritten Achse auflöst.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: vier Ausgabekanäle (51 bis 56), wobei Detektionswerte, die von dem Detektor (20) entsprechend dreidimensionalen Betriebsbeträgen des beweglichen Abschnitts (22, 22a) und einem Modus des Auswahlschalters (2b) erhalten werden, von den Ausgabekanälen (51 bis 56) ausgegeben werden.
Eingabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: sechs Ausgabekanäle (51 bis 56), wobei der Auswahlschalter (2b) so geschaltet wird, dass Detektionswerte, die von dem Detektor (20) entsprechend dreidimensionalen Betriebsbeträgen des beweglichen Abschnitts (22, 22a) erhalten werden, von drei der Ausgabekanäle (51 bis 56) ausgegeben werden.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei der bewegliche Abschnitt (22, 22a) in einer um die drei Achsen in Bezug auf die Bodenplatte (21) drehbaren Weise gehalten ist, und wobei der Detektor (20) Betriebsbeträge des beweglichen Abschnitts (22, 22a) um die drei Achsen als Drehbewegungsbeträge um die drei Achsen detektiert.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach Anspruch 7, ferner umfassend: einen Auswahlschalter (2b), der geschaltet ist, sodass Detektionswerte entsprechend den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten Achse und der zweiten Achse als Ausgabewerte mit unterschiedlichen Inhalten ausgegeben werden; und fünf Ausgabekanäle (51 bis 56), wobei die Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse, ein Drehbewegungsbetrag um die dritte Achse und ein Modus des Auswahlschalters (2b) von den Ausgabekanälen (51 bis 56) ausgegeben werden.
Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach Anspruch 7, ferner umfassend: sechs Ausgabekanäle (51 bis 56); und einen Auswahlschalter (2b) , der zwischen einem Modus, in dem dreidimensionale Betriebsbeträge des beweglichen Abschnitts (22, 22a) als die Parallelbewegungsbeträge entlang der ersten bis dritten Achse von drei der Ausgabekanäle (51 bis 56) ausgegeben werden, und einem Modus geschaltet wird, in dem Bewegungen entlang der ersten Achse und der zweiten Achse und eine Bewegung um die dritte Achse als Drehbewegungsbeträge um die zweite Achse, die erste Achse und die dritte Achse von drei unterschiedlichen Kanälen der Ausgabekanäle (51 bis 56) ausgegeben werden.
Robotersteuerungssystem, umfassend: die Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9; und eine Steuereinrichtung (4), die Ausgabewerte, die den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten bis dritten Achse entsprechen, die von der Eingabeeinrichtung (2, 2A) ausgegeben werden, mit Parallelbewegungsbeträgen entlang drei orthogonalen Achsen in einem Koordinatensystem in Bezug setzt, das an einem distalen Ende des Roboters (1) festgelegt ist.
Robotersteuerungssystem, umfassend: die Eingabeeinrichtung (2, 2A) nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 9; und eine Steuereinrichtung (4), die Ausgabewerte, die den Parallelbewegungsbeträgen entlang der ersten und zweiten Achse entsprechen, die von der Eingabeeinrichtung (2, 2A) ausgegeben werden, und einen Ausgabewert, der dem Drehbewegungsbetrag um die dritte Achse mit Drehbewegungsbeträgen um drei orthogonale Achsen in einem Koordinatensystem in Bezug setzt, das an einem distalen Ende des Roboters (1) festgelegt ist.