DE3223896A1

DE3223896A1 - Verfahren und anordnung zur erstellung von programmen fuer bahngesteuerte industrieroboter

Info

Publication number: DE3223896A1
Application number: DE19823223896
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. 7400 Tübingen Altenhein; Rolf D. Dr.-Ing. Schraft; Manfred Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Schweizer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1982-06-26
Filing date: 1982-06-26
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE3223896C2

Description

Verfahren und Anordnung zur Erstellung von Programmen
für bahngesteuerte Industrieroboter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von Programmen für bahngesteuerte Industrieroboter mittels einer Abtasteinrichtung, mit der die zu programmierende Bahn von Hand abgefahren wird und deren relative Position und Orientierung durch eine Auswerteeinrichtung in Form elektrischer Daten abgespeichert werden, sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bekannt sind Einrichtungen zur Programmierung von bahngesteuerten Industrierobotern, die aus einem Gestell bestehen, welches die gleiche Kinematik aufweist wie der zu programmierende Industrieroboter. Die Arme des Gestells haben die gleichen Längen und seine Gelenke die gleichen Freiheitsgrade wie die entsprechenden Elemente des Industrieroboters. Die jeweiligen Achsstellungen des Gestells werden durch Wegaufnehmer registriert und in elektrische Daten umgewandelt, die abgespeichert werden.
Die abgespeicherten Daten können zu einem späteren Zeitpunkt in den Arbeitsspeicher des Industrieroboters übergeben werden. Die zu programmierende Bahn wird mittels des vom Programmierer erfaßten, hier als Abtasteinrichtung bezeichneten beweglichen Endes der Einrichtung von Hand abgefahren.
Die bekannten Einrichtungen haben folgende Nachteile: - Es ist eine relativ große ''tasse zu bewegen, was zu Programmierfehlern führen kann.
- Der Programmierer kann durch das Gestell bei seiner Arbeit behindert werden.
- Durch die Anpassung der Kinematik an einen bestimmten Industrieroboter bedingt,kann nur ein Industrieroboter dieses bestimmten Typs programmiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erstellung von Programmen für bahngesteuerte Industrieroboter zu ermöglichen, bei der der Programmierer eine relativ leichte Abtasteinrichtung von Hand entlang der zu programmierenden Bahn führen kann, ohne durch ein Gestell behindert zu sein, und bei der Programmierung nicht an einen bestimmten Industrierobotertyp gebunden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Position und die Orientierung der als mechanisch nicht an die Auswerteeinrichtung gebundenes Handgerät ausgebildeten Abtasteinrichtung mit Hilfe in dieser integrierter Mittel unmittelbar erfaßt und in elektrische Daten umgewandelt werden, die drahtgebunden oder drahtlos zur Auswerteeinrichtung übertragen werden, in der die Bahn bestimmenden Größen ermittelt und in für die Robotersteuerung geeignete Daten umgesetzt und gespeichert werden.
Eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einer als mechanisch nicht an die Auswerteeinrichtung gebundenes Handgerät ausgebildeten Abtasteinrichtung mit darin integrierten Mitteln zur unmittelbaren Erfassung ihrer Position und ihrer Orientierung und zu deren Umwandlung in elektrische Daten, aus einer Auswerteeinrichtung mit ?litten zur Ermittlung der die Bahn bestimmenden Größen aus den elektrischen Daten und für deren Umsetzung in für die Robotersteuerung geeignete Daten und Speicherung dieser Daten sowie aus Mitteln für die drahtgebundene oder drahtlose Übertragung der elektrischen Daten von der Abtast- zur Auswerteeinrichtung.
Besonders vorteilhafte Arten des Verfahrens und Formen der Anordnung gemäß der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Mit der Erfindung ist der besondere Vorteil verbunden, daß wahrend der Programmerstellung ein Industrieroboter nicht vorhanden sein muß bzw. daß das erstellte Programm für eine große Anzahl von Industrierobotern verwendbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Figuren 1 bis 3 beschrieben, die verschiedene :Iöglichkeiten der Erfassung von Position und Orientierung der Abtasteinrichtung zeigen, und zwar gemäß der Figur 1 mittels Kreiseln und Beschleunigungsaufnehmern, gemäß der Figur 2 mittels optisch wirksamer Mittel in Verbindung mit ortsfesten optischen Einrichtungen, gemäß der Figur 3 mittels Kreiseln und mindestens einer auf der zu orogrammierenden Bahn abrollbaren Kugel.
Mit 1 ist in den Figuren jeweils die als Handgerät ausgebildete, am Handgriff 2 zu erfassende und bzw.
mit einer Nase 11 gemaß der Figur 1 entlang der zu programmierenden Bahn zu führende Abtasteinrichtung bezeichnet. Die Abtasteinrichtungen 1 arbeiten jeweils mit einer Auswerteeinrichtung 6 zusammen. Gemäß der Figur 1 enthält die Abtasteinrichtung 1 drei Kreisel 3 mit senkrecht zueinander orientierten Achsen und drei Beschleunigungsaufnehmer 4 mit senkrecht zueinander orientierten Aufnahmerichtungen. Die Kreisel 3 und die Beschleunigungsaufnehmer 4 liefern Informationen über die jeweilige Position und die jeweilige Orientierung der Abtasteinrichtung 1. Diese Informationen werden durch nicht dargestellte Mittel in elektrische Daten umgewandelt, die über das Kabel 5 - drahtgebunden -oder aber drahtlos zur Auswerteeinrichtung 6 übertragen werden. Dort werden durch nicht dargestellte Mittel aus diesen Daten die zu programmierende Bahn bestimmenden Größen ermittelt und in für die Robotersteuerung geeignete Daten umgesetzt und gesneichert, die nach Bedarf in den Arbeitsspeicher eines Industrieroboters umgespeichert werden.
Gemaß der Figur 2 ist die Abtasteinrichtung 1 mit optisch wirksamen mitteln 7 versehen bzw. mit Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden oder mit Farbpunkten. it den ortsfesten optischen Einrichtungen 8, insbesondere mit Fernsehkameras, werden die mit dem Abfahren der zu programmierenden Bahn verbundenen Ortsänderungen der Mittel 7 erkannt und entsprechende Informationen über die Kabel 5 oder auch drahtlos zur Auswerteeinrichtung 6 übertragen, wo mit nicht darge-.: stellten Mitteln aus diesen Informationen die die Bahn bestimmenden Größen ermittelt und in für die Robotersteuerung geeignete Daten umgesetzt und gespeichert werden.
Gemäß der Figur 3 enthält die Abtasteinrichtung 1 drei Kreisel 9 mit senkrecht zueinander orientierten Achsen. Ferner ist an der Abtasteinrichtung 1 mindestens eine Kugel 10 gelagert, die langs der zu programmierenden Bahn abrollbar ist. Mittels nicht dargestellter, senkrecht zueinander wirksamer Wegmeßsysteme wird die Rollbewegung der Kugel 10 ermittelt. Die von den Kreiseln und den Wegmeßsystemen erhaltene Position und Orientierung der Abtasteinrichtung 1 betreffenden Informationen werden durch nicht dargestellte Mittel in elektrische Daten umgewandelt, die über das Kabel 5 oder aber drahtlos zur Auswerteeinrichtung 6 übertragen werden, wo sie entsprechend der anhand der Figur 1 beschriebenen T.Jeise weiterverarbeitet werden.
Kreisel, Beschleunigungsaufnehmer, optische Sende-und Empfangsmittel, Wegmeßsysteme sowie Mittel und Verfahren zur drahtgebundenen oder drahtlosen Daten übertragung, die für die Ausführung der Erfindung geeignet sind, sind bekannt und daher nicht eigens bzw. im einzelnen dargestellt. Mittel und Verfahren, die für die Umwandlung der die jeweilige Position und Orientierung der Abtasteinrichtung kennzeichnenden Informationen in elektrische Daten, für die Ermittlung der die zu programmierende Bahn bestimmenden Größen und für deren Umsetzung in für die Robotersteuerung geeignete Daten sowie für die Speicherung dieser Daten geeignet sind, sind ebenfalls bekannt.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Erstellung von Programmen für bahngesteuerte Industrieroboter mittels einer Abtasteinrichtung, mit der die zu programmierende Bahn von Hand abgefahren wird und deren relative Position und Orientierung durch eine Auswerteeinrichtung in Form elektrischer Daten abgespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Position und die Orientierung der als mechanisch nicht an die Auswerteeinrichtung (6) gebundenes Handgerätausgebildeten Abtasteinrichtung (1) mit Hilfe in dieser integrierter Mittel unmittelbar erfaßt und in elektrische Daten umgewandelt werden, die drahtgebunden oder drahtlos zur Auswerteeinrichtung (6) übertragen werden, in der die die Bahn bestimmenden Größen ermittelt und in für die Robotersteuerung geeignete Daten umgesetzt und gespeichert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels dreier in der Abtasteinrichtung (1) enthaltener Kreisel (3), mit senkrecht zueinander orientierten Achsen und mittels dreier in der Abtasteinrichtung enthaltener Beschleunigungsaufnehmer (4) mit senkrecht zueinander orientierten Aufnahmerichtungen Position und Orientierung der Abtasteinrichtung (1) erfaßt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Position und Orientierung der Abtasteinrichtung (1) im Zusammenwirken von an dieser angebrachten optisch wirksamen Mitteln (7), bspw. Lichtquellen, mit die Ortsänderungen dieser Mittel erkennenden, ortsfesten optischen Einrichtungen (8), bspw.

Fernsehkameras, erfaßt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels dreier index Abtasteinrichtung (1) enthaltener Kreisel (9) mit senkrecht zueinander orientierten Achsen und mittels mindestens einer an der Abtasteinrichtung (1) gelagerten, längs der zu programmierenden Bahn abrollbaren Kugel (10) in Verbindung mit zwei senkrecht zueinander wirksamen Wegmeßsystemen zur Ermittlung der Rollbewegung der Kugel (10) Position und Orientierung der Abtasteinrichtung (1) erfaßt werden.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als mechanisch nicht an die Auswerteeinrichtung (6) gebundenes Handgerät ausgebildete Abtasteinrichtung (1) mit darin integrierten Mitteln zur unmittelbaren Erfassung ihrer Position und ihrer Orientierung und zu deren Umwandlung in elektrische Daten, durch eine Auswerteeinrichtung (6) mit Mitteln zur Ermittlung der die Bahn bestimmenden Größen aus den elektrischen Daten und für deren Umsetzung in für die Roboter steuerung geeignete Daten und Speicherung dieser Daten sowie durch Mittel für die drahtgebundene (5) oder drahtlose Übertragung der elektrischen Daten von der Abtast- (1) zur Auswerteeinrichtung (6).
6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch drei in der Abtasteinrichtung (1) enthaltene Kreisel (3) mit senkrecht zueinander orientierten Achsen und durch drei in der Abtasteinrichtung (1) enthaltene Beschleunigungsaufnehmer (4) mit senkrecht zueinander orientierten Aufnahmerichtungen zur Erfassung der Position und der Orientierung der Abtasteinrichtung (1).
7. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch an der Abtasteinrichtung (1) angebrachte optisch wirksame Mittel (7), bspw. Lichtquellen, sowie durch die Ortsände- rungen dieser Mittel (7) zwecks Erfassung der Position und der Orientierung der Abtasteinrichtung (1) erkennende, ortsfeste optische Einrichtungen (8), bspw. Fernsehkameras.
8. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch drei in der Abtasteinrichtung (1) enthaltene Kreisel (9) mit senkrecht zueinander orientierten Achsen sowie durch mindestens eine an der Abtasteinrichtung (1) gelagerte, längs der zu programmierenden Bahn abrollbare Kugel (10) in Verbindung mit zwei senkrecht zueinander wirksamen Wegmeßsystemen zur Ermittlung der Rollbewegung der Kugel (10), zur Erfassung der Position und der Orientierung der Abtasteinrichtung (1).