Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters, ein Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters, eine Programmiervorrichtung sowie ein Industrierobotersystem mit einer solchen Programmiervorrichtung.The invention relates to a method for programming the control of an industrial robot, a method for operating an industrial robot, a programming device and an industrial robot system having such a programming device.
Ein Verfahren zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters, ein Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters, eine Programmiervorrichtung sowie ein Industrierobotersystem mit einer solchen Programmiervorrichtung sind bekannt.A method for programming the control of an industrial robot, a method for operating an industrial robot, a programming device and an industrial robot system with such a programming device are known.
Bei dem bekannten Verfahren zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters handelt es sich um ein sogenanntes Teach-In-Verfahren. Bei diesem Teach-In-Verfahren, das im Bereich der Automatisierungstechnik auch als handgeführtes Teachen bezeichnet wird, bewegt eine Bedienperson eine Kinematik des Industrieroboters manuell in gewünschte Positionen oder entlang einer gewünschten Bewegungsbahn. Auf diese Weise werden Bahnsteuerungsdaten erzeugt, die einem Bewegungsprogramm zur autonomen Bewegung des Industrieroboters zugrunde gelegt werden können. Anhand eines solchen Bewegungsprogramms kann der Industrieroboter beispielsweise ein Werkstück handhaben, montieren und/oder mittels geeigneter Werkzeuge fertigungstechnisch bearbeiten. Bei dem bekannten Verfahren kommt eine Programmiervorrichtung in Form einer Teach-In-Einrichtung zum Einsatz, die zum Erzeugen der Bahnsteuerungsdaten in Abhängigkeit der manuell bewirkten Bewegung des Industrieroboters eingerichtet ist. Solche Teach-In-Einrichtungen zum handgeführten Teachen sind im Bereich der Automatisierungstechnik allgemein bekannt.The known method for programming the control of an industrial robot is a so-called teach-in method. In this teach-in method, which is also referred to as hand-held teaching in the field of automation technology, an operator manually moves a kinematics of the industrial robot into desired positions or along a desired path of movement. In this way, path control data are generated, which can be based on a movement program for the autonomous movement of the industrial robot. Based on such a movement program, the industrial robot, for example, handle a workpiece, assemble and / or edit production technology by means of suitable tools. In the known method, a programming device in the form of a teach-in device is used, which is set up to generate the path control data as a function of the manually effected movement of the industrial robot. Such teach-in devices for hand-held teaching are well known in the field of automation technology.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters, ein Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters, eine Programmiervorrichtung sowie ein Industrierobotersystem mit einer solchen Programmiervorrichtung bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen und insbesondere eine besonders einfache und anwenderfreundliche Anwendung ermöglichen.The object of the invention is to provide a method for programming the control of an industrial robot, a method for operating an industrial robot, a programming device and an industrial robot system with such a programming device, which have improved properties over the prior art and in particular a particularly simple and user-friendly application enable.
Diese Aufgabe wird durch Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6, einer Programmiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie eines Industrierobotersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by providing a method according to the invention with the features of claim 1, a method according to the invention with the features of claim 6, a programming device having the features of claim 7 and an industrial robot system having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters weist die Schritte auf: a) Erzeugen von Bahnsteuerungsdaten zur Steuerung einer Bewegung des Industrieroboters in Abhängigkeit einer manuell bewirkten Bewegung des Industrieroboters. b) Ermitteln einer virtuellen Bahnkurve in Abhängigkeit der Bahnsteuerungsdaten. c) Erfassen einer realen Werkstückgeometrie. d) Überlagern der realen Werkstückgeometrie mit der virtuellen Bahnkurve. e) Anzeigen der mit der virtuellen Bahnkurve überlagerten realen Werkstückgeometrie. f) Bearbeiten der virtuellen Bahnkurve in Abhängigkeit der überlagerten Anzeige, g) Erzeugen von geänderten Bahnsteuerungsdaten in Abhängigkeit der bearbeiteten virtuellen Bahnkurve. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine besonders einfache und anwenderfreundliche Programmierung des Industrieroboters ermöglicht. Dies, da das Verfahren keinerlei spezielle Programmierkenntnisse der Bedienperson voraussetzt und insoweit beispielsweise von einem Werker ausgeführt werden kann. Denn zum einen können die Bahnsteuerungsdaten allein mittels der manuellen Bewegung des Industrieroboters erzeugt werden. Zum anderen ist ein besonders einfacher Abgleich der geteachten Bewegungsbahn relativ zu der realen Werkstückgeometrie und eine intuitive Änderung der geteachten Bewegungsbahn ermöglicht.The inventive method for programming the control of an industrial robot comprises the steps of: a) generating path control data for controlling a movement of the industrial robot in response to a manually caused movement of the industrial robot. b) Determining a virtual trajectory as a function of the path control data. c) detecting a real workpiece geometry. d) superposition of the real workpiece geometry with the virtual trajectory. e) Display of the real workpiece geometry superimposed on the virtual trajectory. f) processing the virtual trajectory as a function of the overlaid display, g) generating changed trajectory control data as a function of the processed virtual trajectory. The inventive solution enables a particularly simple and user-friendly programming of the industrial robot. This is because the method does not require any special programming knowledge of the operator and insofar can be carried out, for example, by a worker. For one thing, the path control data can be generated solely by means of the manual movement of the industrial robot. On the other hand, a particularly simple adjustment of the taught path of motion relative to the real workpiece geometry and an intuitive change of the taught path of motion is made possible.
Der Schritt a) umfasst ein handgeführtes Teachen des Industrieroboters, wie es im Bereich der Automatisierungstechnik allgemein bekannt ist. Hierbei wird eine Kinematik des Industrieroboters von einer Bedienperson manuell entlang einer gewünschten Bewegungsbahn geführt. Alternativ oder zusätzlich können lediglich einzelne Bahnpunkte manuell angefahren und eine zwischen diesen erstreckte Bewegungsbahn interpoliert werden. Die Bewegungsbahn kann eine Bewegungsbahn der Kinematik des Industrieroboters sein, die einer autonomen Handhabung oder Montage eines Werkstücks und/oder einer fertigungstechnischen Bearbeitung des Werkstücks mittels des Industrieroboters zugrunde gelegt werden kann. Der Schritt a) kann beispielsweise mittels einer im Bereich der Automatisierungstechnik bekannten Teach-In-Einrichtung umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt a) mittels anderer, ebenfalls bekannter Bahn-Erzeugungsverfahren umgesetzt werden. Zudem ist es grundsätzlich denkbar, dass die zu steuernde Bewegung des Industrieroboters von einer Bedienperson mittels Gesten aufgezeigt, optisch erfasst und in Bahnsteuerungsdaten umgesetzt wird. Zudem können die Bahnsteuerungsdaten unmittelbar bei ihrer Erzeugung oder hieran anschließend in eine erforderliche Datenstruktur überführt oder um Strukturdaten ergänzt werden, die beispielsweise in Zusammenhang mit einer kunden- oder anwendungsspezifischen Programmstruktur stehen können.The step a ) includes hand-held teaching of the industrial robot, as is well known in the field of automation technology. In this case, a kinematic of the industrial robot is guided manually by an operator along a desired trajectory. Alternatively or additionally, only individual track points can be approached manually and a trajectory extended between them can be interpolated. The movement path can be a movement path of the kinematics of the industrial robot, which can be based on an autonomous handling or assembly of a workpiece and / or a manufacturing-technical processing of the workpiece by means of the industrial robot. The step a) can be implemented, for example, by means of a teach-in device known in the field of automation technology. Alternatively or additionally, the step a) can be implemented by means of other, likewise known web production methods. In addition, it is basically conceivable that the movement of the industrial robot to be controlled is indicated by an operator by means of gestures, optically detected and converted into path control data. In addition, the path control data can be transferred immediately upon their generation or subsequently into a required data structure or supplemented by structural data, which can be associated, for example, with a customer- or application-specific program structure.
Der Schritt b) umfasst vorzugsweise ein computergestütztes Umrechnen der Bahnsteuerungsdaten in Daten, die einer graphischen Wiedergabe der Bewegungsbahn auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Bildschirm oder dergleichen, zugrunde gelegt werden können. Diese Daten können als virtuelle Bahnkurve bezeichnet werden. The step b ) preferably comprises a computer-aided conversion of the path control data into data, which can be based on a graphical representation of the movement path on a display device, for example a screen or the like. This data can be called a virtual trajectory.
Der Schritt c) umfasst vorzugsweise ein optisches Erfassen eines Werkstücks, das mittels des Industrieroboters gehandhabt, montiert und/oder bearbeitet werden soll. Dabei kann das Werkstück beispielsweise mittels einer Digitalkamera in Form eines Bilds oder einer Abfolge von Bildern erfasst werden. Hierbei kann eine Tiefeninformation des Werkstücks, also dessen räumliche Erstreckung, miterfasst werden. Diese Tiefeninformation kann in das Verfahren, beispielsweise in Schritt d) und/oder Schritt e), einfließen. Die Tiefeninformation kann mittels grundsätzlich bekannter Verfahren ermittelt werden, beispielsweise mittels Photogrammetrie oder dergleichen. Die bei der Erfassung des Werkstücks anfallenden Daten können als reale Werkstückgeometrie bezeichnet werden. Der Schritt c) kann auch eine Erfassung der Umgebung des Werkstücks zusammen mit dem Werkstück umfassen. Ein räumlicher Bezug und/oder eine Tiefeninformation kann beispielsweise mittels ausgewählter Bezugspunkte in der Umgebung des Werkstücks oder an dem Werkstück bereitgestellt werden. Als Bezugspunkte im Raum sind bspw. codierte Graphiken oder dergleichen denkbar.The step c ) preferably comprises optically detecting a workpiece to be manipulated, mounted and / or processed by means of the industrial robot. In this case, the workpiece can be detected, for example, by means of a digital camera in the form of an image or a sequence of images. Here, a depth information of the workpiece, so its spatial extent, be miterfasst. This depth information may be in the process, for example in step d ) and / or step e ). The depth information can be determined by means of basically known methods, for example by means of photogrammetry or the like. The data obtained during the detection of the workpiece can be referred to as real workpiece geometry. The step c ) may also include a detection of the environment of the workpiece together with the workpiece. A spatial reference and / or a depth information can be provided, for example, by means of selected reference points in the surroundings of the workpiece or on the workpiece. As reference points in space, for example, coded graphics or the like are conceivable.
Der Schritt e) umfasst vorzugsweise ein computergestütztes Überlagern und Anzeigen der virtuellen Bahnkurve und der realen Werkstückgeometrie. Vereinfacht ausgedrückt werden dabei die der virtuellen Bahnkurve zugrunde liegenden Daten und die der realen Werkstückgeometrie zugrunde liegenden Daten derart verarbeitet und zur visuellen Darstellung gebracht, dass eine in Bezug auf einen Referenzpunkt koordinatengetreue Überlagerung erreicht ist. Der Referenzpunkt kann an dem Werkstück selbst oder in der Umgebung des Werkstückes angeordnet sein. Dies kann mittels einer im Bereich der Informationstechnik grundsätzlich bekannten Augmented-Reality-Anwendung erreicht werden. Hierdurch können die geteachten Bahnsteuerungsdaten einfach und zeitsparend mit der realen Werkstückgeometrie abgeglichen werden.The step e ) preferably comprises a computer-aided overlaying and displaying the virtual trajectory and the real workpiece geometry. In simple terms, the data on which the virtual trajectory is based and the data underlying the real workpiece geometry are processed and visualized in such a way that a superimposition which is true to coordinate with respect to a reference point is achieved. The reference point can be arranged on the workpiece itself or in the vicinity of the workpiece. This can be achieved by means of an augmented reality application which is basically known in the field of information technology. As a result, the teached path control data can be easily and time-effectively aligned with the real workpiece geometry.
Der Schritt f) kann beispielsweise ein Entfernen, ein Ergänzen, ein Verschieben und/oder ein Bestätigen virtueller Bahnpunkte der virtuellen Bahnkurve umfassen. Die derartige Bearbeitung der virtuellen Bahnkurve erfolgt in Abhängigkeit eines Abgleichs mit der realen Werkstückgeometrie. Dies ist aufgrund der überlagerten Anzeige gemäß Schritt e) besonders einfach und zeitsparend möglich.The step f ) may include, for example, removing, supplementing, moving, and / or confirming virtual lane points of the virtual trajectory. The processing of the virtual trajectory in this way takes place as a function of a comparison with the real workpiece geometry. This is due to the superimposed display according to step e) particularly simple and time-saving possible.
Der Schritt g) kann eine computergestützte Umsetzung der Daten, die der gemäß Schritt f) bearbeiteten virtuellen Bahnkurve zugrunde liegen, in geänderte Bahnsteuerungsdaten umfassen. Geänderte Bahnsteuerungsdaten können im Sinne der Erfindung insoweit auch lediglich bestätigte und somit im Hinblick auf die zugrunde liegenden Koordinaten unveränderte Bahnsteuerungsdaten sein. Die auf diese Weise geänderten Bahnsteuerungsdaten können einer Steuerung des Industrieroboters zugrunde gelegt werden.The step G ) may comprise computer-aided conversion of the data underlying the virtual trajectory processed according to step f) into changed trajectory control data. In the sense of the invention, changed path control data can in this respect also merely be confirmed and thus be unchanged path control data with regard to the underlying coordinates. The path control data changed in this way can be based on a control of the industrial robot.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonders bevorzugter Weise zur Programmierung von Gelenkarmrobotern für die automatisierte Fertigung, beispielsweise von Schweiß-, Entgrat- und/oder Sandstrahlrobotern. Dessen ungeachtet ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht auf Gelenkarmroboter und/oder auf eine Verwendung im Bereich der automatisierten Fertigung beschränkt. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar im Zusammenhang mit mehrachsigen, NC-gesteuerten ortsfesten und/oder räumlich unabhängig beweglichen Kinematiken.The method according to the invention is particularly suitable for programming articulated-arm robots for automated production, for example welding, deburring and / or sandblasting robots. Nevertheless, the method according to the invention is not restricted to articulated-arm robots and / or to use in the field of automated production. In principle, the method according to the invention can be used in connection with multiaxial, NC-controlled stationary and / or spatially independently movable kinematics.
In Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt c): Erfassen der realen Werkstückgeometrie aus verschiedenen Erfassungspositionen. Zudem umfasst der Schritt d): Überlagern der realen Werkstückgeometrie und der virtuellen Bahnkurve in den verschiedenen Erfassungspositionen. Zudem erfasst der Schritt e): Anzeigen der realen Werkstückgeometrie und der virtuellen Bahnkurve in den verschiedenen Erfassungspositionen. Bei dem Erfassen der realen Werkstückgeometrie aus verschiedenen Erfassungspositionen kann beispielsweise eine Erfassungseinrichtung, die zum Erfassen der realen Werkstückgeometrie eingerichtet ist, um das Werkstück herumbewegt, an dieses angenähert und/oder von diesem entfernt werden oder umgekehrt. Vorzugsweise wird hierbei eine Abfolge von Bildern gleichsam einem Video-Livebild erfasst und angezeigt. Der Schritt d) sowie der Schritt e) werden hierbei vorzugsweise in Echtzeit ausgeführt. Dies kann wiederum mittels einer im Bereich der Informationstechnik grundsätzlich bekannten Augmented-Reality-Anwendung erreicht werden. Diese Ausgestaltung der Erfindung erlaubt einen besonders einfachen räumlichen Abgleich zwischen der geteachten Bahnbewegung und der realen Werkstückgeometrie.In an embodiment of the invention, step c) comprises: detecting the real workpiece geometry from different detection positions. In addition, the step d) comprises: Overlaying the real workpiece geometry and the virtual trajectory in the different detection positions. In addition, the step detects e ): Display of the real workpiece geometry and the virtual trajectory in the different detection positions. When detecting the real workpiece geometry from different detection positions, for example, a detection device, which is adapted to detect the real workpiece geometry, moves around the workpiece, approximated to this and / or removed from this or vice versa. In this case, a sequence of images is preferably recorded and displayed, as it were, in a video live image. The step d) and the step e) are preferably carried out in real time. This can in turn be achieved by means of an augmented reality application which is basically known in the field of information technology. This embodiment of the invention allows a particularly simple spatial adjustment between the taught path movement and the real workpiece geometry.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt f) ein Entfernen virtueller Bahnpunkte der Bahnkurve. Alternativ oder zusätzlich können virtuelle Bahnpunkte der Bahnkurve ergänzt werden. Alternativ oder zusätzlich können virtuelle Bahnpunkte der Bahnkurve verschoben werden. Alternativ oder zusätzlich können virtuelle Bahnpunkte der Bahnkurve bestätigt werden. Die derartige Bearbeitung der virtuellen Bahnkurve gemäß Schritt f) erfolgt vorzugsweise mittels einer mobilen Einrichtung, die beispielsweise ein Tabletcomputer, ein Smartphone oder dergleichen sein kann. Diese mobile Einrichtung dient vorzugsweise zusätzlich der Ausführung des Schritts e). Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine besonders umfassende, anwenderfreundliche und zeitsparende Bearbeitung der geteachten Bahnbewegung.In a further embodiment of the invention, the step comprises f ) removing virtual track points of the trajectory. Alternatively or additionally, virtual path points of the trajectory can be added. Alternatively or additionally, virtual path points of the trajectory can be shifted. Alternatively or additionally, virtual path points of the trajectory can be confirmed. Such processing of the virtual trajectory according to step f) is preferably done by means of a mobile device, which may be, for example, a tablet computer, a smartphone or the like. This mobile device preferably additionally serves to carry out the step e ). This embodiment of the invention enables a particularly comprehensive, user-friendly and time-saving processing of the taught path movement.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren die Schritte auf: h) Erzeugen von Prozesssteuerungsdaten zur Steuerung eines Prozesses des Industrieroboters in Abhängigkeit einer Bahnposition des Industrieroboters, i) Ermitteln einer virtuellen Prozessinformation in Abhängigkeit der Prozesssteuerungsdaten. j) Überlagern der realen Werkstückgeometrie mit der virtuellen Prozessinformation und/oder der virtuellen Bahnkurve. k) Anzeigen der mit der virtuellen Prozessinformation überlagerten realen Werkstückgeometrie und/oder der virtuellen Bahnkurve.In a further embodiment of the invention, the method comprises the steps: H ) Generating process control data for controlling a process of the industrial robot in dependence on a web position of the industrial robot, i ) Determining a virtual process information in dependence of the process control data. j ) Superimposing the real workpiece geometry with the virtual process information and / or the virtual trajectory. k ) Displaying the real workpiece geometry and / or the virtual trajectory superimposed with the virtual process information.
Der Schritt h) kann beispielsweise seriell oder parallel zu dem Schritt a) ausgeführt werden. Die Prozesssteuerungsdaten sind vorzugsweise Daten, die der Steuerung eines mittels des Industrieroboters ausgeführten Fertigungsprozesses zugrunde gelegt werden können. Beispielsweise können die Prozesssteuerungsdaten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsdaten im Hinblick auf die Bahnsteuerung des Industrieroboters sein. Alternativ oder zusätzlich können die Prozesssteuerungsdaten der Steuerung eines Anstellwinkels eines Effektors des Industrieroboters gegenüber dem Werkstück, einem Anpressdruck, einer Werkzeugdrehzahl oder der Steuerung einer sonstigen fertigungstechnischen Prozessgröße zugrunde gelegt werden. Die Prozesssteuerungsdaten werden vorzugsweise mittels einer manuellen Einwirkung einer Bedienperson auf den Industrieroboter geteacht. Dies kann vorzugsweise mittels einer im Bereich der Automatisierungstechnik allgemein bekannten Teach-In-Einrichtung erfolgen. Besonders bevorzugt kann zu diesem Zweck die ggf. für Schritt a) benutzte Teach-In-Einrichtung verwendet werden.The step H ) can be carried out, for example, serially or in parallel with step a). The process control data is preferably data that can be used to control a manufacturing process performed by the industrial robot. For example, the process control data may be speed and / or acceleration data with respect to the path control of the industrial robot. Alternatively or additionally, the process control data of the control of an angle of attack of an effector of the industrial robot relative to the workpiece, a contact pressure, a tool speed or the control of another manufacturing process size can be used. The process control data is preferably taught by means of a manual action of an operator on the industrial robot. This can preferably be done by means of a well-known in the field of automation technology teach-in device. Particularly preferably, the teach-in device optionally used for step a) can be used for this purpose.
Der Schritt i) umfasst vorzugsweise ein computergestütztes Umrechnen der Prozesssteuerungsdaten in Daten, die einer graphischen Wiedergabe des Prozesses auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Bildschirm, zugrunde gelegt werden können. Diese Daten können als virtuelle Prozessinformation bezeichnet werden.The step i ) preferably comprises a computer-aided conversion of the process control data into data that can be based on a graphical representation of the process on a display device, for example a screen. This data can be called virtual process information.
Die Schritte j) und k) umfassen vorzugsweise ein computergestütztes Überlagern und Anzeigen der virtuellen Prozessinformation und der realen Werkstückgeometrie und/oder der virtuellen Bahnkurve. Vereinfacht ausgedrückt werden dabei die der virtuellen Prozessinformation zugrunde liegenden Daten und die der realen Werkstückgeometrie zugrunde liegenden Daten derart verarbeitet und zur visuellen Darstellung gebracht, dass eine in Bezug auf einen Referenzpunkt und/oder das Werkstück koordinatengetreue Überlagerung erreicht ist. Dies kann mittels einer im Bereich der Informationstechnik grundsätzlich bekannten Augmented-Reality-Anwendung erreicht werden. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung können die Prozesssteuerungsdaten einfach und zeitsparend mit der geteachten Bewegungsbahn und/oder der realen Werkstückgeometrie abgeglichen werden.The steps j ) and k ) preferably comprise a computer-aided overlay and display of the virtual process information and the real workpiece geometry and / or the virtual trajectory. In simple terms, the data underlying the virtual process information and the data on which the real workpiece geometry is based are processed and visualized in such a way that a superimposition which is true to the coordinates with respect to a reference point and / or the workpiece is achieved. This can be achieved by means of an augmented reality application which is basically known in the field of information technology. By means of this embodiment of the invention, the process control data can be adjusted in a simple and time-saving manner with the taught-in trajectory and / or the real workpiece geometry.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren die Schritte auf: I) Bearbeiten der virtuellen Prozessinformation in Abhängigkeit der überlagerten Anzeige, m) Erzeugen von geänderten Prozesssteuerungsdaten in Abhängigkeit der bearbeiteten virtuellen Prozessinformation.In a further embodiment of the invention, the method comprises the steps: I ) Processing of the virtual process information as a function of the overlaid display, m) Generation of changed process control data depending on the processed virtual process information.
Der Schritt I) kann beispielsweise eine betragsmäßige Änderung der virtuellen Prozessinformation umfassen, sofern diese gemäß Schritt k) in Gestalt eines Zahlenwerts angezeigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die virtuelle Prozessinformation im Hinblick auf eine Lage- und/oder Richtungsorientierung relativ zu der realen Werkstückgeometrie und/oder der virtuellen Bahnkurve geändert werden. Dies insbesondere dann, wenn die virtuelle Prozessinformation gemäß Schritt k) in Gestalt eines Vektorpfeils angezeigt wird.The step I ) may, for example, comprise a change in the amount of the virtual process information, if this is the case according to step k ) is displayed in the form of a numerical value. Alternatively or additionally, the virtual process information with respect to a position and / or direction orientation relative to the real workpiece geometry and / or the virtual trajectory can be changed. This is especially true if the virtual process information according to step k ) is displayed in the form of a vector arrow.
Der Schritt m) kann eine computergestützte Umsetzung der Daten, die der gemäß Schritt I) bearbeiteten virtuellen Prozessinformation zugrunde liegen, in geänderte Prozesssteuerungsdaten umfassen. Geänderte Prozesssteuerungsdaten können im Sinne der Erfindung insoweit auch lediglich bestätigte und beispielsweise somit im Hinblick auf einen zugrunde liegenden Zahlenwert oder einer Orientierung unveränderte Prozesssteuerungsdaten sein. Die auf diese Weise abgeglichenen und/oder geänderten Prozesssteuerungsdaten können einer Steuerung des mittels des Industrieroboters auszuführenden Prozesses zugrunde gelegt werden.The step m ) can be a computer-aided implementation of the data according to the step I ) are processed virtual process information, including in modified process control data. Modified process control data can in the sense of the invention insofar also be merely confirmed and thus, for example, with regard to an underlying numerical value or an orientation unchanged process control data. The process control data adjusted and / or changed in this way can be used to control the process to be carried out by means of the industrial robot.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters umfasst das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Programmierung der Steuerung des Industrieroboters und weist zudem einen Schritt auf: n) Steuern des Industrieroboters in Abhängigkeit der bearbeiteten Bahnsteuerungsdaten und/oder der bearbeiteten Prozesssteuerungsdaten. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein besonders einfach und zeitsparend einzurichtender Betrieb des Industrieroboters ermöglicht. Durch die Einbettung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Programmierung der Steuerung des Industrieroboters kann der Betrieb des Industrieroboters auf besonders anwenderfreundliche Weise bedarfsgerecht angepasst werden.The method according to the invention for operating an industrial robot comprises the above-described inventive method for programming the control of the industrial robot and additionally has the following step: n) controlling the industrial robot in dependence on the processed path control data and / or the processed process control data. The solution according to the invention makes it possible to operate the industrial robot in a particularly simple and time-saving manner. By embedding the method according to the invention for programming the control of the industrial robot, the operation of the industrial robot can be particularly user-friendly way to be customized.
Die erfindungsgemäße Programmiervorrichtung ist zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters eingerichtet, wobei die Programmiervorrichtung aufweist: eine Teach-In-Einrichtung, die zum Erzeugen von Bahnsteuerungsdaten zur Steuerung einer Bewegung eines Industrieroboters in Abhängigkeit einer manuell bewirkten Bewegung des Industrieroboters eingerichtet ist, eine Erfassungseinrichtung, die zum Erfassen einer realen Werkstückgeometrie eingerichtet ist, eine Recheneinheit, die mit der Teach-In-Einrichtung und der Erfassungseinrichtung verbunden ist und die zum Ermitteln einer virtuellen Bahnkurve in Abhängigkeit der Bahnsteuerungsdaten einrichtet ist und die zum Überlagern der realen Werkstückgeometrie mit der virtuellen Bahnkurve eingerichtet ist, eine Anzeigeeinrichtung, die mit der Recheneinheit verbunden ist und die zum Anzeigen der mittels der Recheneinheit mit der realen Werkstückgeometrie überlagerten virtuellen Bahnkurve eingerichtet ist, und eine Eingabeeinrichtung, die mit der Recheneinheit verbunden ist und zum Bearbeiten der virtuellen Bahnkurve eingerichtet ist, wobei die Recheneinheit zum Erzeugen von geänderten Bahnsteuerungsdaten in Abhängigkeit der mittels der Eingabeeinrichtung bearbeiteten virtuellen Bahnkurve eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Programmiervorrichtung ermöglicht eine besonders einfache und anwenderfreundliche Programmierung des Industrieroboters. Dies, da die Programmiervorrichtung von einer Bedienperson ohne spezielle Programmierkenntnisse bedient werden kann.The programming device according to the invention is adapted to carry out the method according to the invention for programming the control of an industrial robot, wherein the programming device comprises: a teach-in device which is set up for generating path control data for controlling a movement of an industrial robot in response to a manually effected movement of the industrial robot , a detection device, which is set up to detect a real workpiece geometry, a computing unit, which is connected to the teach-in device and the detection device and which is set up for determining a virtual trajectory in dependence on the path control data and for superimposing the real workpiece geometry with the virtual trajectory curve is set up, a display device which is connected to the arithmetic unit and for displaying the superimposed by means of the arithmetic unit with the real workpiece geometry virtual Trajectory is set, and an input device which is connected to the arithmetic unit and is adapted to edit the virtual trajectory, wherein the arithmetic unit for generating changed path control data in dependence of the processed by means of the input device virtual trajectory is established. The inventive programming device enables a particularly simple and user-friendly programming of the industrial robot. This is because the programming device can be operated by an operator without special programming skills.
Die Teach-In-Einrichtung ist vorzugsweise eine im Bereich der Automatisierungstechnik bekannte Teach-In-Einrichtung, wie sie üblicherweise für das handgeführte Teachen von Industrierobotern eingesetzt wird.The teach-in device is preferably a teach-in device known in the field of automation technology, as is commonly used for hand-guided teaching of industrial robots.
Die Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine optische Erfassungseinrichtung. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Kamera, vorzugsweise eine Digitalkamera aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Erfassungseinrichtung an einer Datenbrille in Form einer dort angeordneten Digitalkamera ausgebildet ist. Die Datenbrille kann eine Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Video-Brille sein.The detection device is preferably an optical detection device. The detection device can, for example, have a camera, preferably a digital camera. It is also possible that the detection device is formed on a data glasses in the form of a digital camera arranged there. The data glasses can be a virtual reality, augmented reality or video glasses.
Die Recheneinheit kann drahtgebunden oder drahtlos mit der Teach-In-Einrichtung und der Erfassungseinrichtung verbunden sein. Die Recheneinheit ist vorzugsweise zur Ausführung einer im Bereich der Informationstechnik grundsätzlich bekannten Augmented-Reality-Anwendung eingerichtet.The computing unit can be wired or wirelessly connected to the teach-in device and the detection device. The arithmetic unit is preferably set up to execute an augmented reality application which is basically known in the field of information technology.
Die Anzeigeeinrichtung weist vorzugsweise einen Bildschirm, ein Display oder dergleichen auf. The display device preferably has a screen, a display or the like.
Die Eingabeeinrichtung kann beispielsweise eine Tastatur, eine Computermaus oder dergleichen aufweisen. Die Eingabeeinrichtung kann eine Datenbrille aufweisen oder an einer solchen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Eingabeeinrichtung ein Bestandteil einer kombinierten Anzeige-Eingabe-Einrichtung, wobei die Anzeigeeinrichtung ebenso Bestandteil dieser kombinierten Anzeige-Eingabe-Einrichtung sein kann. Die kombinierte Anzeige-Eingabe-Einrichtung kann beispielsweise in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms, der auch als Touchscreen bezeichnet werden kann, ausgebildet sein. Zudem ist es grundsätzlich denkbar, dass die kombinierte Anzeige-Eingabe-Einrichtung in Form eines virtuellen Eingabe-Objekts, das bspw. mittels Gesten in einer virtuellen und/oder erweiterten Realität bedienbar ist, ausgebildet sein kann.The input device may comprise, for example, a keyboard, a computer mouse or the like. The input device may have a data glasses or be formed on such. Preferably, the input device is part of a combined display input device, and the display device may also be part of this combined display input device. The combined display input device can be designed, for example, in the form of a touch-sensitive screen, which can also be referred to as touchscreen. In addition, it is fundamentally conceivable for the combined display input device to be designed in the form of a virtual input object that can be operated, for example, by means of gestures in a virtual and / or augmented reality.
Die Recheneinheit weist vorzugsweise eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle zur Übermittlung der geänderten Bahnsteuerungsdaten an eine Steuereinheit des Industrieroboters auf. Die Schnittstelle ist vorzugsweise zum Empfang geteachter Bahnsteuerungsdaten eingerichtet.The arithmetic unit preferably has a wired or wireless interface for transmitting the changed path control data to a control unit of the industrial robot. The interface is preferably set up to receive taught-in contouring control data.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Teach-In-Einrichtung zum Erzeugen von Prozesssteuerungsdaten zur Steuerung eines Prozesses des Industrieroboters eingerichtet. Zudem ist in dieser Ausgestaltung die Recheneinheit zum Ermitteln einer virtuellen Prozessinformation in Abhängigkeit der Prozesssteuerungsdaten und zum Überlagern der virtuellen Prozessinformation mit der virtuellen Bahnkurve und/oder mit der realen Werkstückgeometrie eingerichtet. Außerdem ist in dieser Ausgestaltung die Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der mittels der Recheneinheit mit der virtuellen Bahnkurve und/oder mit der realen Werkstückgeometrie überlagerten virtuellen Prozessinformation eingerichtet. Des Weiteren ist in dieser Ausgestaltung die Eingabeeinrichtung zum Bearbeiten der virtuellen Prozessinformation eingerichtet. Darüber hinaus ist in dieser Ausgestaltung die Recheneinheit zum Erzeugen von geänderten Prozesssteuerungsdaten in Abhängigkeit der mittels der Eingabeeinrichtung bearbeiteten virtuellen Prozessinformation eingerichtet. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht somit ein besonders einfaches Teachen, Abgleichen und bedarfsweises Ändern von Prozesssteuerungsdaten. Dadurch werden eine nochmals verbesserte Anwenderfreundlichkeit und eine zusätzliche Zeitersparnis ermöglicht.In a further embodiment of the invention, the teach-in device for generating process control data for controlling a process of the industrial robot is set up. In addition, in this embodiment, the arithmetic unit for determining a virtual process information in dependence of the process control data and for superimposing the virtual process information with the virtual trajectory and / or set up with the real workpiece geometry. In addition, in this embodiment, the display device for displaying the superimposed by means of the arithmetic unit with the virtual trajectory and / or with the real workpiece geometry virtual process information is set up. Furthermore, in this embodiment, the input device is set up for processing the virtual process information. In addition, in this embodiment, the arithmetic unit for generating modified process control data is set up as a function of the virtual process information processed by means of the input device. This embodiment of the invention thus enables a particularly simple teaching, adjusting and changing of process control data as required. This allows even better user-friendliness and additional time savings.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine mobile Einrichtung in Gestalt eines Tabletcomputers, eines Smartphones oder dergleichen vorgesehen, wobei die mobile Einrichtung die Erfassungseinrichtung, die Anzeigeeinrichtung, die Eingabeeinrichtung und die Recheneinheit aufweist. Die Erfassungseinrichtung kann somit eine Tabletcomputer-Kamera, eine Datenbrille oder eine Smartphone-Kamera sein. Die Anzeigeeinrichtung und die Eingabeeinrichtung sind vorzugsweise als Tabletcomputer-Touchscreen oder Smartphone-Touchscreen oder als Datenbrille mit Gestensteuerung ausgebildet. Die Recheneinheit ist vorzugsweise ein Tabletcomputer-Mikroprozessor oder ein Smartphone-Mikroprozessor. Die mobile Einrichtung kann drahtgebunden oder drahtlos mittelbar oder unmittelbar mit der Teach-In-Einrichtung verbunden sein. Beispielsweise können sowohl die mobile Einrichtung als auch die Teach-In-Einrichtung zur Verbindung mit einer Steuereinheit des Industrieroboters eingerichtet sein, so dass jedenfalls eine mittelbare Verbindung zwischen der mobilen Einrichtung und der Teach-In-Einrichtung ermöglicht ist. Dies ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung.In a further embodiment of the invention, a mobile device in the form of a tablet computer, a smartphone or the like is provided, wherein the mobile device the Detection device, the display device, the input device and the arithmetic unit. The detection device can thus be a tablet computer camera, data glasses or a smartphone camera. The display device and the input device are preferably designed as a tablet computer touch screen or smartphone touch screen or as data glasses with gesture control. The arithmetic unit is preferably a tablet computer microprocessor or a smartphone microprocessor. The mobile device may be wired or wirelessly connected directly or indirectly to the teach-in device. For example, both the mobile device and the teach-in device can be set up for connection to a control unit of the industrial robot, so that in any case an indirect connection between the mobile device and the teach-in device is made possible. This is a particularly preferred embodiment of the invention.
Das erfindungsgemäße Industrierobotersystem ist zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Industrieroboters eingerichtet und weist eine erfindungsgemäße Programmiervorrichtung gemäß den vorstehenden Ausführungen, einen Industrieroboter und eine Steuereinheit, die mit dem Industrieroboter und der Programmiervorrichtung verbunden ist und die zum Steuern der Bewegung und/oder des Prozesses des Industrieroboters in Abhängigkeit von mittels der Programmiervorrichtung erzeugten Bahnsteuerungsdaten und/oder Prozesssteuerungsdaten eingerichtet ist, auf. Der Industrieroboter ist vorzugsweise in Gestalt eines Gelenkarmroboters ausgebildet. Der Industrieroboter kann wenigstens einen Effektor zur Handhabung, Montage und/oder fertigungstechnischen Bearbeitung eines Werkstücks aufweisen. Der wenigstens eine Effektor kann beispielsweise eine Entgrat- eine Laserschweiß-, eine Laserschneidvorrichtung oder eine Schweißzange oder ähnliches sein.The industrial robot system according to the invention is adapted to carry out a method according to the invention for operating an industrial robot and has a programming device according to the invention as described above, an industrial robot and a control unit which is connected to the industrial robot and the programming device and for controlling the movement and / or the process of the industrial robot in dependence on path control data and / or process control data generated by the programming device. The industrial robot is preferably designed in the form of an articulated arm robot. The industrial robot may have at least one effector for handling, assembly and / or production machining of a workpiece. The at least one effector may, for example, be a deburring laser welding machine, a laser cutting device or a welding tongs or the like.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
- 1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Programmierung der Steuerung eines Industrieroboters,
- 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Industrieroboters,
- 3 in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Industrierobotersystems, das zum Ausführen eines Verfahrens nach 2 eingerichtet ist und eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Programmiervorrichtung aufweist,
- 4 eine schematische Rückansicht einer mobilen Einrichtung der Programmiervorrichtung nach 3,
- 5 eine schematische Vorderansicht der mobilen Einrichtung nach 4,
- 6 in schematischer Darstellung eine Anzeigeeinrichtung der mobilen Einrichtung nach den 4, 5 während einer Anzeige mit einer virtuellen Bahnkurve überlagerten realen Werkstückgeometrie,
- 7 in schematischer Darstellung die Anzeigeeinrichtung nach 6 nach einem Bearbeiten der virtuellen Bahnkurve,
- 8 die Anzeigeeinrichtung nach den 6, 7 während einer zusätzlich überlagerten Anzeige von virtuellen Prozessinformationen,
- 9 die Anzeigeeinrichtung nach den 6 bis 8 nach einer Bearbeitung der virtuellen Prozessinformationen und der virtuellen Bahnkurve,
- 10 in vereinfachter schematischer Darstellung ein Erfassen einer realen Werkstückgeometrie aus verschiedenen Erfassungspositionen mittels der mobilen Einrichtung nach den 4 und 5 und
- 11 in vereinfachter schematischer Darstellung die Anzeigeeinrichtung der mobilen Einrichtung nach den 4 und 5 während eines Erfassens der realen Werkstückgeometrie nach 10.
Further advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description of preferred embodiments of the invention, which are illustrated by the drawings. - 1 shows a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for programming the control of an industrial robot,
- 2 a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for operating an industrial robot,
- 3 in a highly simplified schematic representation of an embodiment of an industrial robot system according to the invention, which is used to carry out a method according to 2 is furnished and has an embodiment of a programming device according to the invention,
- 4 a schematic rear view of a mobile device of the programming device according to 3 .
- 5 a schematic front view of the mobile device according to 4 .
- 6 a schematic representation of a display device of the mobile device according to the 4 . 5 during a display with a virtual trajectory superimposed real workpiece geometry,
- 7 in a schematic representation of the display device 6 after editing the virtual trajectory,
- 8th the display device according to 6 . 7 during an additionally overlaid display of virtual process information,
- 9 the display device according to 6 to 8th after processing the virtual process information and the virtual trajectory,
- 10 in a simplified schematic representation, a detection of a real workpiece geometry from different detection positions by means of the mobile device according to the 4 and 5 and
- 11 in a simplified schematic representation of the display device of the mobile device according to 4 and 5 during a detection of the real workpiece geometry 10 ,
Gemäß 3 weist ein Industrierobotersystem 1 einen Industrieroboter 2 und eine mit dem Industrieroboter 2 verbundene Steuereinheit 3 auf. Der Industrieroboter 2 ist vorliegend ein Gelenkarmroboter mit einer seriellen Bewegungskinematik und zur autonomen fertigungstechnischen Bearbeitung eines Werkstücks W vorgesehen. Der Industrieroboter 2 weist Gelenkarme 4, 5, 6 auf, die auf grundsätzlich bekannte Weise mittels nicht näher ersichtlicher Antriebsmotoren um entsprechende Drehachsen verlagerbar sind, so dass der Industrieroboter 2 die fertigungstechnische Bearbeitung des Werkstücks W innerhalb eines Arbeitsbereichs R ausführen kann. Zur fertigungstechnischen Bearbeitung des Werkstücks W weist der Industrieroboter 2 einen Effektor 7 auf, der an einem Ende des Gelenkarms 6 befestigt und insoweit mittels einer Ansteuerung des Industrieroboters 2 durch die Steuereinheit 3 innerhalb des Arbeitsbereichs R verlagerbar ist. Der Effektor 7 ist vorliegend eine Sandstrahlvorrichtung, das Werkstück W ist ein Gussbauteil.According to 3 has an industrial robot system 1 an industrial robot 2 and one with the industrial robot 2 connected control unit 3 on. The industrial robot 2 In the present case, an articulated-arm robot with a serial motion kinematics and for the autonomous machining of a workpiece W intended. The industrial robot 2 has articulated arms 4 . 5 . 6 auf, which are displaceable in a basically known manner by means not shown drive motors about respective axes of rotation, so that the industrial robot 2 the production engineering of the workpiece W within a workspace R can perform. For production engineering of the workpiece W points the industrial robot 2 an effector 7 on, at one end of the articulated arm 6 attached and so far by means of a control of the industrial robot 2 through the control unit 3 within the workspace R is relocatable. The effector 7 In this case, a sandblasting device, the workpiece W is a cast component.
Zudem weist das Industrierobotersystem 1 eine Programmiervorrichtung 8, 9 auf, die zur Programmierung der Steuereinheit 3 eingerichtet ist. Die Programmiervorrichtung 8, 9 weist eine Teach-In-Einrichtung 8 und eine mobile Einrichtung 9 auf. In addition, the industrial robot system 1 a programming device 8th . 9 on, which is used to program the control unit 3 is set up. The programming device 8th . 9 has a teach-in device 8th and a mobile device 9 on.
Die Teach-In-Einrichtung 8 ist vorliegend stirnendseitig des Gelenkarms 6 angeordnet und auf eine im Bereich der Automatisierungstechnik grundsätzlich bekannte Weise zum sog. handgeführten Teachen des Industrieroboters 2 eingerichtet.The teach-in facility 8th is present at the front end of the articulated arm 6 arranged and in a generally known manner in the field of automation technology for so-called. Hand-guided teaching of the industrial robot 2 set up.
Die mobile Einrichtung 9 der Programmiervorrichtung 8, 9 ist im Detail insbesondere anhand der 4 und 5 ersichtlich. Die mobile Einrichtung 9 weist eine Erfassungseinrichtung 10, eine Recheneinheit 11, eine Anzeigeeinrichtung 12 sowie eine Eingabeeinrichtung 13 auf. Zudem ist eine Übertragungseinrichtung 14 vorgesehen, mittels der die mobile Einrichtung 9 mit der Teach-In-Einrichtung 8 und/oder der Steuereinheit 3 zum Senden und/oder Empfangen von Daten verbindbar ist. Die Übertragungseinrichtung 14 ist vorliegend zur drahtlosen Datenübertragung eingerichtet, was anhand 4 mittels des dort schematisch angedeuteten drahtlosen Datensignals 15 verdeutlicht sein soll.The mobile device 9 the programming device 8th . 9 is in detail in particular on the basis of 4 and 5 seen. The mobile device 9 has a detection device 10 , a computing unit 11 , a display device 12 and an input device 13 on. In addition, a transmission device 14 provided by means of the mobile device 9 with the teach-in facility 8th and / or the control unit 3 is connectable to send and / or receive data. The transmission device 14 is set up here for wireless data transmission, which is based on 4 by means of the there schematically indicated wireless data signal 15 should be clarified.
Die mobile Einrichtung ist vorliegend in Gestalt eines Tabletcomputers 9 ausgebildet. Demgemäß ist die Erfassungseinrichtung eine Digitalkamera 10, die Recheneinheit ein Mikroprozessor 11, wie er bei Tabletcomputern üblich ist, und die Übertragungseinrichtung ist eine W-LAN-Antenne 14. Die Anzeigeeinrichtung und die Eingabeeinrichtung sind vorliegend kombiniert in Form eines Touchscreens 12, 13 ausgebildet. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die mobile Einrichtung in Gestalt einer Datenbrille ausgebildet sein.The mobile device is present in the form of a tablet computer 9 educated. Accordingly, the detection device is a digital camera 10 , the computing unit is a microprocessor 11 as is common in tablet computers, and the transmitter is a wireless LAN antenna 14 , The display device and the input device are presently combined in the form of a touchscreen 12 . 13 educated. In one embodiment, not shown, the mobile device may be in the form of a data goggles.
1 zeigt ein Verfahren A zum Programmieren der Steuerung des Industrieroboters 2 mittels der zuvor beschriebenen Programmiervorrichtung 8, 9. Nachfolgend wird das Verfahren A insbesondere unter Bezugnahme auf das Industrierobotersystem 1 und die Programmiervorrichtung 8, 9 im Detail erläutert. 1 shows a method A for programming the control of the industrial robot 2 by means of the programming device described above 8th . 9 , The following is the procedure A in particular with reference to the industrial robot system 1 and the programming device 8th . 9 explained in detail.
In einem Schritt a) werden Bahnsteuerungsdaten X zur Steuerung einer Bewegung des Industrieroboters 2 in dem Arbeitsbereich R in Abhängigkeit einer manuell bewirkten Bewegung des Industrieroboters 2 erzeugt. Dies erfolgt vorliegend mittels der Teach-In-Einrichtung 8. Zum Erzeugen der Bahnsteuerungsdaten X greift eine anhand 3 ersichtliche Bedienperson P einen nicht näher ersichtlichen Bedienabschnitt der Teach-In-Einrichtung 8 und bewegt die Kinematik des Industrieroboters 2 in gewünschte Positionen oder entlang einer gewünschten Bewegungsbahn. Diese manuell geführte Bewegungsbahn wird einer Steuerung des Industrieroboters 2 zur autonomen Bearbeitung des Werkstücks W mittels des Effektors 7 zugrunde gelegt. Hierbei ist es wünschenswert, dass die Bedienperson P den Industrieroboter 2 mittels der Teach-In-Einrichtung 8 nach Möglichkeit genau so führt, wie dies für eine spätere autonome Bearbeitung des Werkstücks W erforderlich ist. Die hierbei erzeugten Bahnsteuerungsdaten X werden vorliegend an die mobile Einrichtung 9 übermittelt. Zu diesem Zweck können die Bahnsteuerungsdaten X entweder von der Teach-In-Einrichtung 8 zu der Steuereinheit 3 und von dieser weiter an die mobile Einrichtung 9 übermittelt werden. Alternativ können die Bahnsteuerungsdaten X unmittelbar von der Teach-In-Einrichtung 8 an die mobile Einrichtung 9 übermittelt und mittels der Übertragungseinrichtung 14 empfangen werden. Die Bahnsteuerungsdaten X werden vorliegend in einer Speichereinheit 16 der mobilen Einrichtung 9 gespeichert, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss.In a step a), path control data X for controlling a movement of the industrial robot 2 in the workspace R depending on a manually caused movement of the industrial robot 2 generated. In the present case, this is done by means of the teach-in device 8th , To generate the path control data X picks one 3 apparent operator P a not further apparent operating section of the teach-in device 8th and moves the kinematics of the industrial robot 2 in desired positions or along a desired trajectory. This manually guided movement path becomes a control of the industrial robot 2 for the autonomous machining of the workpiece W by means of the effector 7 based on. In this case, it is desirable for the operator P to use the industrial robot 2 by means of the teach-in device 8th if possible leads exactly as required for a later autonomous machining of the workpiece W. The path control data generated here X are present to the mobile device 9 transmitted. For this purpose, the path control data X either from the teach-in facility 8th to the control unit 3 and from there to the mobile device 9 be transmitted. Alternatively, the path control data X directly from the teach-in facility 8th to the mobile device 9 transmitted and by means of the transmission device 14 be received. The path control data X are present in a storage unit 16 the mobile device 9 saved, but this does not necessarily have to be the case.
In einem Schritt b) wird eine virtuelle Bahnkurve C in Abhängigkeit der Bahnsteuerungsdaten X ermittelt. Dies erfolgt vorliegend mittels der Recheneinheit 11, die zu diesem Zweck auf die Speichereinheit 16 zugreift und die Bahnsteuerungsdaten X - vereinfacht ausgedrückt - in Daten umrechnet, die einer graphischen Wiedergabe der geteachten Bahnsteuerungsdaten in Form einer Bewegungsbahn zugrunde gelegt werden können.In one step b ) becomes a virtual trajectory C depending on the path control data X determined. In the present case, this is done by means of the arithmetic unit 11 , for this purpose, on the storage unit 16 accesses and the path control data X - in simple terms - converted into data that can be used as a basis for a graphical representation of the taught path control data in the form of a trajectory.
In einem Schritt c) wird die Geometrie des Werkstücks W erfasst. Hierzu richtet die Bedienperson P die Digitalkamera 10 des Tabletcomputers 9 auf das Werkstück W, so dass das Werkstück W - vereinfacht ausgedrückt - in Form eines Einzelbilds oder einer Abfolge von Bildern aufgenommen wird. Die auf diese Weise erfasste Werkstückgeometrie W wird in einem Schritt e) angezeigt. Dies erfolgt mittels des Touchscreens 12, 13 des Tabletcomputers 9.In one step c ) is the geometry of the workpiece W detected. For this purpose, the operator directs P the digital camera 10 of the tablet computer 9 on the workpiece W so that the workpiece W in simple terms, is taken in the form of a single image or a sequence of images. The thus detected workpiece geometry W is in one step e ) is displayed. This is done by means of the touchscreen 12 . 13 of the tablet computer 9 ,
In einem Schritt d) wird die in Schritt c) erfasste reale Werkstückgeometrie W mit der virtuellen Bahnkurve C überlagert. Diese Überlagerung erfolgt vorliegend mittels der Recheneinheit 11. Vereinfacht ausgedrückt werden dabei die der virtuellen Bahnkurve C zugrunde liegenden Daten und die der realen Werkstückgeometrie zugrunde liegenden Daten mittels der Recheneinheit 11 derart verarbeitet, dass eine in Bezug auf einen Referenzpunkt koordinatengetreue Überlagerung erreicht ist. Dies kann mittels einer im Bereich der Informationstechnik grundsätzlich bekannten Augmented-Reality-Anwendung, die mittels der Recheneinheit 11 zur Ausführung gebracht wird, erfolgen.In one step d ) becomes the in step c ) detected real workpiece geometry W with the virtual trajectory C superimposed. This superimposition takes place here by means of the arithmetic unit 11 , Put simply, these are the virtual trajectory C underlying data and the real workpiece geometry underlying data by means of the arithmetic unit 11 processed in such a way that a co-ordinate with respect to a reference point is achieved. This can be done by means of a generally known in the field of information technology augmented reality application, by means of the arithmetic unit 11 is carried out, carried out.
Gemäß Schritt e) wird die reale Werkstückgeometrie W mit der virtuellen Bahnkurve C überlagert auf dem Touchscreen 12, 13 angezeigt. Ein solcher Verfahrenszustand ist schematisch anhand 6 verdeutlicht. Anhand der auf diese Weise überlagerten Darstellung der virtuellen Bahnkurve C und der realen Werkstückgeometrie W kann die Bedienperson P vorhandene Abweichungen der virtuellen Bahnkurve C von einer gewünschten Bahn, die vorliegend deckungsgleich mit einer oberen Kante der Werkstückgeometrie W ist, leicht und zeitsparend erkennen.According to step e ) becomes the real workpiece geometry W with the virtual trajectory C overlaid on the touch screen 12 . 13 displayed. Such a method state is shown schematically 6 clarified. Look that way superimposed representation of the virtual trajectory C and the real workpiece geometry W can the operator P existing deviations of the virtual trajectory C from a desired path which is congruent with an upper edge of the workpiece geometry W is, easy and time-saving to recognize.
Ausgehend von der Anzeige gemäß Schritt e) wird die virtuelle Bahnkurve C in einem Schritt f) bearbeitet. Diese Bearbeitung erfolgt vorliegend mittels der Eingabeeinrichtung 13 bzw. mittels einer Bedienung des Touchscreens 12, 13 durch die Bedienperson P. Hierbei kann die Bedienperson P virtuelle Bahnpunkte c1 bis c5 der Bahnkurve C entfernen und/oder ergänzen und/oder verschieben und/oder bestätigen. Wie anhand 7 ersichtlich ist, wurden vorliegend die virtuellen Bahnpunkte c1, c3 sowie c5 in Bezug auf die reale Werkstückgeometrie W verschoben, so dass sich geänderte virtuelle Bahnpunkte c1', c3' bzw. c5' ergeben. Die virtuellen Bahnpunkte c2, c4 wurden hingegen entfernt. Infolge der derartigen Bearbeitung der Bahnkurve C ergibt sich eine bearbeitete Bahnkurve C'.Starting from the display according to step e), the virtual trajectory C in one step f ) processed. This processing takes place here by means of the input device 13 or by means of an operation of the touch screen 12 . 13 by the operator P , Here, the operator P virtual train points c1 to c5 the trajectory C remove and / or amend and / or postpone and / or confirm. As based on 7 can be seen, were present in the virtual train points c1 . c3 such as c5 in relation to the real workpiece geometry W moved, so that changed virtual train points c1 ' . c3 ' or. c5 ' result. The virtual train points c2 . c4 were removed, however. As a result of such processing of the trajectory C results in a processed trajectory C ' ,
In einem Schritt g) werden in Abhängigkeit der bearbeiteten virtuellen Bahnkurve C' geänderte Bahnsteuerungsdaten X' erzeugt. Dies erfolgt vorliegend mittels der Recheneinheit 11. Die mittels der Recheneinheit 11 erzeugten geänderten Bahnsteuerungsdaten X' werden vorliegend in der Speichereinheit 16 der mobilen Einrichtung 9 gespeichert. Die auf diese Weise geänderten Bahnsteuerungsdaten X' können einer Bahnsteuerung des Industrieroboters 2 in dem Arbeitsraum R zur Bearbeitung des Werkstücks W zugrunde gelegt werden. Zu diesem Zweck können die geänderten Bahnsteuerungsdaten X' mittels der Übertragungseinrichtung 14 an die Steuereinrichtung 3 übertragen werden.In one step G ) are dependent on the processed virtual trajectory C ' changed path control data X ' generated. In the present case, this is done by means of the arithmetic unit 11 , The means of the arithmetic unit 11 generated changed path control data X ' are present in the storage unit 16 the mobile device 9 saved. The path control data changed in this way X ' can a track control of the industrial robot 2 in the workroom R for machining the workpiece W be based on. For this purpose, the changed path control data X ' by means of the transmission device 14 to the controller 3 be transmitted.
Anhand der 10 und 11 ist verdeutlicht, dass die vorbeschriebenen Schritte c), d) sowie e) - vereinfacht ausgedrückt - in Echtzeit ausgeführt werden können. Hierbei wird die reale Werkstückgeometrie W aus verschiedenen Erfassungspositionen E1, E2 sowie E3 erfasst, was anhand 10 verdeutlicht wird. Das heißt die Bedienperson P bewegt sich relativ zu dem Werkstück W und richtet hierbei die Erfassungseinrichtung 10 der mobilen Einrichtung 9 aus verschiedenen Blickwinkeln und/oder Entfernungen auf das Werkstück W. Die Werkstückgeometrie W wird hierbei, wie anhand 11 verdeutlicht ist, in Echtzeit mittels der Anzeigeeinrichtung 12 zur Anzeige gebracht. Anders formuliert: Die Anzeigeeinrichtung 12 zeigt eine Art Livebild des Werkstücks W. Dabei wird gleichzeitig gemäß der Schritte d) und e) die reale Werkstückgeometrie mit der virtuellen Bahnkurve C überlagert und zur Anzeige gebracht. Dies ermöglicht der Bedienperson P einen einfachen räumlichen Abgleich der virtuellen Bahnkurve C und damit der mittels der Teach-In-Einrichtung 8 geteachten Bewegungsbahn in Relation zu der Werkstückgeometrie W.Based on 10 and 11 is clarified that the above steps c ) d ) such as e ) - in simple terms - can be executed in real time. Here the real workpiece geometry becomes W from different entry positions E1 . E2 such as E3 captures what is based 10 is clarified. That is, the operator P moves relative to the workpiece W and thereby directs the detection device 10 the mobile device 9 from different angles and / or distances to the workpiece W. The workpiece geometry W is here, as based on 11 is illustrated in real time by means of the display device 12 brought to the display. In other words: the display device 12 shows a kind of live image of the workpiece W. At the same time according to the steps d ) and e ) the real workpiece geometry with the virtual trajectory C superimposed and brought to the display. This allows the operator P a simple spatial adjustment of the virtual trajectory C and thus the means of the teach-in facility 8th taught path of movement in relation to the workpiece geometry W ,
Wie weiter anhand 1 ersichtlich ist, sieht das Verfahren A) Schritte h) bis m) vor. Die Schritte h) bis m) können beispielsweise den Schritten a) bis g) zeitlich nachgeordnet sein. Dies soll anhand der strichlierten Pfeildarstellung der 1 verdeutlicht sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Schritte h) bis m) im Wesentlichen zeitlich parallel zu den vorbeschriebenen Schritten a) bis g) ausgeführt werden.As further explained 1 is apparent, the procedure looks A ) Steps H ) to m ) in front. The steps H ) to m) can, for example, follow the steps a ) to G ) be later in time. This should be based on the dashed arrow depiction of 1 be clear. Alternatively, it is also possible that the steps H ) to m ) substantially in time parallel to the above-described steps a ) to G ).
In dem Schritt h) werden Prozesssteuerungsdaten Y zur Steuerung eines Prozesses des Industrieroboters erzeugt. Vorliegend ist der Prozess ein mittels des Effektors 7 an dem Werkstück W auszuführender Bearbeitungsprozess. Der Effektor 7 ist vorliegend eine Sandstrahlvorrichtung und der Prozess insoweit ein Sandstrahlprozess. Das Erzeugen der Prozesssteuerungsdaten Y erfolgt vorliegend mittels der Teach-In-Einrichtung 8. Die Prozesssteuerungsdaten Y stehen vorliegend im Zusammenhang mit einer Winkelausrichtung des Effektors 7 gegenüber dem Werkstück W. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Prozesssteuerungsdaten Y im Zusammenhang mit einer Intensität eines mittels des Effektors 7 bewirkten Sandstrahls stehen. Die Prozesssteuerungsdaten Y werden vorliegend mittels einer entsprechenden Ausrichtung des nicht näher ersichtlichen Handhabungsabschnitts der Teach-In-Einrichtung 8 erzeugt, die wiederum von der Bedienperson P vorgenommen wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Bedienperson P zum Erzeugen der Prozesssteuerungsdaten Y auf andere Weise auf die Teach-In-Einrichtung 8 einwirkt, beispielsweise an dem Handhabungsabschnitt zieht oder dergleichen, was in Zusammenhang mit einem Ein- und/oder Ausschalten des Sandstrahls stehen kann.In the step H ) become process control data Y generated for controlling a process of the industrial robot. In the present case, the process is by means of the effector 7 on the workpiece W to be executed machining process. The effector 7 In this case, a sandblasting device and the process in this respect a sandblasting process. Generating the process control data Y takes place here by means of the teach-in device 8th , The process control data Y are present in connection with an angular orientation of the effector 7 opposite the workpiece W , Alternatively or additionally, it is possible that the process control data Y in the context of an intensity of one by means of the effector 7 caused sandblast stand. The process control data Y are present by means of a corresponding orientation of the not further apparent handling section of the teach-in device 8th generated, in turn, by the operator P is made. Alternatively or additionally, it is also possible for the operator P for generating the process control data Y in a different way to the teach-in facility 8th acting, for example, pulls on the handling portion or the like, which may be related to a switching on and / or off the sandblast.
In einem Schritt i) wird eine virtuelle Prozessinformation D in Abhängigkeit der Prozesssteuerungsdaten Y ermittelt. Dies erfolgt mittels der Recheneinheit 11 der mobilen Einrichtung 9. Die Recheneinheit 11 greift zu diesem Zweck auf die Prozesssteuerungsdaten Y zu, die vorliegend in der Speichereinheit 16 der mobilen Einrichtung 9 gespeichert sind, und rechnet diese in Daten um, die einer graphischen Wiedergabe des Prozesses zugrunde gelegt werden können.In a step i) becomes a virtual process information D depending on the process control data Y determined. This is done by means of the arithmetic unit 11 the mobile device 9 , The arithmetic unit 11 For this purpose accesses the process control data Y to, present in the storage unit 16 the mobile device 9 and convert this into data that can be used as a basis for a graphical representation of the process.
In einem Schritt j) wird die reale Werkstückgeometrie W, die gemäß Schritt c) erfasst wird, mit der virtuellen Prozessinformation D überlagert. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Schritt j) die gemäß Schritt b) ermittelte virtuelle Bahnkurve C mit der virtuellen Prozessinformation D überlagert werden. Diese Überlagerung erfolgt mittels der Recheneinheit 11, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den vorbeschriebenen Schritt d) verwiesen wird. Das in Bezug auf den Schritt d) Offenbarte gilt in entsprechender Weise für die Überlagerung gemäß Schritt j).In one step j ) becomes the real workpiece geometry W , according to step c ) is detected with the virtual process information D superimposed. Alternatively or additionally, in the step j ) according to step b ) determined virtual trajectory C with the virtual process information D be superimposed. This superimposition takes place by means of the arithmetic unit 11 , wherein to avoid repetition of the above-described step d ). That in relation to the step d ) Disclosed applies in a corresponding manner for the superimposition according to step j).
In einem Schritt k) wird die mit der virtuellen Prozessinformation D überlagerte reale Werkstückgeometrie W angezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Schritt k) die mit der virtuellen Prozessinformation D überlagerte virtuelle Bahnkurve C angezeigt werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Hinblick auf die Umsetzung des Schritts k) auf die mit Schritt e) im Zusammenhang stehende Offenbarung verwiesen, die in entsprechender Weise für den Schritt k) gilt. Eine solche Anzeige gemäß Schritt k) ist schematisch anhand 8 ersichtlich. Die virtuelle Prozessinformation D umfasst vorliegend Vektorpfeile d1 bis d5. Vorliegend repräsentiert die jeweilige Ausrichtung der Vektorpfeile d1 bis d5 die mittels der Teach-In-Einrichtung 8 geteachte Winkelausrichtung des Effektors 7 gegenüber dem Werkstück W. Die jeweilige Länge der Vektorpfeile d1 bis d5 repräsentiert vorliegend eine Intensität der Einwirkung des Effektors 7 auf das Werkstück W, nämlich die Intensität des mittels des Effektors 7 bewirkten Sandstrahls.In one step k ) is the one with the virtual process information D overlaid real workpiece geometry W displayed. Alternatively or additionally, in the step k ) with the virtual process information D superimposed virtual trajectory C are displayed. To avoid repetition will be in order to implement the step k ) are referred to the disclosure associated with step e), which corresponds to the step k ) applies. Such an advertisement according to step k ) is shown schematically 8th seen. The virtual process information D in the present case comprises vector arrows d1 to d5 , In the present case, the respective orientation of the vector arrows represents d1 to d5 by means of the teach-in device 8th attained angular alignment of the effector 7 opposite the workpiece W , The respective length of the vector arrows d1 to d5 in the present case represents an intensity of the action of the effector 7 on the workpiece W , namely the intensity of the means of the effector 7 caused sandblast.
Ausgehend von der Anzeige gemäß Schritt k) wird die virtuelle Prozessinformation D in einem Schritt I) bearbeitet. Dies erfolgt vorliegend in einer zu Schritt f) entsprechenden Weise, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die mit Schritt f) in Verbindung stehende Offenbarung verwiesen wird. Wie anhand 9 ersichtlich ist, wurden die Vektorpfeile d1, d3 sowie d5 der virtuellen Prozessinformation D mittels einer Einwirkung der Bedienperson P auf den Touchscreen 12, 13 abgeändert in geänderte Vektorpfeile d1', d3' bzw. d5'. Die Vektorpfeile d2 sowie d4 wurden demgegenüber entfernt. Hieraus ergibt sich gemäß 9 eine bearbeitete virtuelle Prozessinformation D'. Vereinfacht ausgedrückt wurde anhand der Bearbeitung gemäß Schritt I) sowohl die Winkelausrichtung des Effektors 7 als auch die Intensität der Einwirkung des Effektors in Bezug auf die Werkstückgeometrie W und/oder auf die virtuelle Bahnkurve C verstetigt.Starting from the display according to step k ) becomes the virtual process information D in one step I ) processed. This is done in a present step f ) appropriate manner, so that to avoid repetition on the with step f ) is referenced in associated disclosure. As based on 9 it can be seen, the vector arrows were d1 . d3 such as d5 the virtual process information D by means of an action of the operator P on the touch screen 12 . 13 modified in changed vector arrows d1 ' . d3 ' or. d5 ' , The vector arrows d2 such as d4 were removed on the other hand. It follows accordingly 9 a processed virtual process information D ' , Simplified expressed was based on the processing according to step I), both the angular orientation of the effector 7 as well as the intensity of the action of the effector with respect to the workpiece geometry W and / or on the virtual trajectory C steadied.
In einem Schritt m) werden ausgehend von der bearbeiteten virtuellen Prozessinformation D' geänderte Prozesssteuerungsdaten Y' erzeugt. Dies erfolgt wiederum mittels der Recheneinheit 11 und im Wesentlichen in einer Schritt g) entsprechenden Weise. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die mit Schritt g) in Bezug stehende Offenbarung verwiesen, die entsprechend für Schritt m) gilt. Die auf diese Weise erzeugten geänderten Prozesssteuerungsdaten Y' werden vorliegend in der Speichereinheit 16 der mobilen Einrichtung 9 hinterlegt. Die geänderten Prozesssteuerungsdaten Y' können mittels der Übertragungseinrichtung 14 an die Steuereinheit 3 übertragen und einer Steuerung des Industrieroboters 2, genauer: des Effektors 7, zur Bearbeitung des Werkstücks W zugrunde gelegt werden.In a step m), starting from the processed virtual process information D ' changed process control data Y ' generated. This is again done by means of the arithmetic unit 11 and essentially in one step G ) corresponding manner. To avoid repetition is therefore on the with step G ) are referred to in related disclosure, corresponding to step m ) applies. The changed process control data generated in this way Y ' are present in the storage unit 16 the mobile device 9 deposited. The changed process control data Y ' can by means of the transmission device 14 to the control unit 3 transmitted and a control of the industrial robot 2 , more precisely: the effector 7 , for machining the workpiece W be based on.
2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens B zum Betreiben des Industrieroboters 2. Das Verfahren B umfasst hierbei das Verfahren A gemäß 1 und sieht zusätzlich einen Schritt n) vor. In dem Schritt n) wird der Industrieroboter 2 in Abhängigkeit der mittels des Verfahrens A gemäß 1 bearbeiteten Bahnsteuerungsdaten X' und/oder der bearbeiteten Prozesssteuerungsdaten Y' gesteuert. 2 shows an embodiment of a method according to the invention B for operating the industrial robot 2 , The procedure B this includes the process A according to 1 and sees one step in addition n ) in front. In the step n ) becomes the industrial robot 2 depending on the means of the method A according to 1 processed path control data X ' and / or the processed process control data Y ' controlled.
