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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Programmiervorrichtung für Roboter,
einen Roboter, der diese Programmiervorrichtung verwendet, und ein Verfahren
zum Bedienen eines Roboters.
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Hintergrund
der Erfindung
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Herkömmlich wird
ein Roboter durch Betätigen
einer Vielzahl von Tasten bedient, die an einer Programmiervorrichtung
(Programmierhandgerät) angeordnet
sind, wie z. B. in JP-A-60159907
beschrieben ist.
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Hierbei
umfassen die Grundtasten zum Bedienen des Roboters mehrere Tasten,
unter anderem zwei Tasten, eine normale und eine Rückwärtstaste, die
auf den entsprechenden Arbeitskoordinaten von mehreren Arbeitskoordinaten
angeordnet sind, und eine Betriebsfreigabetaste zum Vermeiden eines
versehentlichen In-Betrieb-Setzens des Roboters durch fehlerhafte
Betätigung
einer Bedientaste. Bei diesem herkömmlichen Roboter drückt der
Bediener eine Bedientaste, die der gewünschten Richtung entspricht, und
drückt
gleichzeitig die Betriebsfreigabetaste, und dadurch wird der Roboter
im Dauerbetrieb betrieben.
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Wenn
in diesem Fall der Roboter weit bewegt wird, beispielsweise über eine
Strecke von Dutzenden von Zentimetern, muss der Roboter mit einer hohen
Geschwindigkeit betrieben werden, um die Aufgabe effizient auszuführen. Wenn
sich im Gegensatz dazu der Roboter einem Gegenstand nähert und eine
beschränkte
Bewegung ausführen
muss, besteht die Gefahr von Unfällen,
wie etwa Kollision, zwischen dem Roboter und dem Gegenstand, wenn
der Roboter weiterhin mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird.
Das heißt,
der Roboter muss mit einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben werden.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird eine Geschwindigkeitswähltaste,
die die Geschwindigkeit in mehreren Stufen ändern kann, gesondert vorgesehen.
Der Bediener muss die Geschwindigkeit durch Betätigen der Geschwindigkeitswähltaste
häufig ändern.
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Und
wenn sich der Roboter dem Gegenstand weiter nähert und eine Feinbewegung
machen muss, wird es für
den Bediener extrem schwierig, die Position des Roboters im Dauerbetrieb
einzustellen. Daher wird diese Feineinstellung bei jeder Betätigung der
Taste durch Auswählen
eines Modus, wie etwa eines Schrittbetriebsmodus (oder Impulstipp-Betriebsmodus), bei
dem der Roboter nur mit einem vorgegebenen Bewegungsumfang betrieben
wird, vorgenommen.
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Wenn
in diesem Fall eine besonders genaue Positionierung erforderlich
ist, wird der vorgegebene Bewegungsumfang bei dem vorgenannten Schrittbetrieb
auf ungefähr
0,1 mm eingestellt. Wenn jedoch der Roboter in dem so eingestellten
Zustand 10 mm bewegt wird, muss die Bedientaste bis zu 100mal betätigt werden.
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Um
diese häufige
Betätigung
der Bedientaste zu vermeiden, wird eine Bewegungsumfangswähltaste
installiert, um den Bewegungsumfang im Schrittbetrieb zu ändern, und
der Roboter wird durch häufiges
Betätigen
der Bewegungsumfangswähltaste
betrieben.
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Bei
der vorstehenden Konfiguration des Standes der Technik erschwert
jedoch das Ändern der
Geschwindigkeit die Bedienung. Außerdem kann der Bediener beim
Wählen
der Geschwindigkeit leicht Fehler machen.
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Außerdem muss
der Bediener die Aufgabe durch häufiges
Umschalten des Modus in den und aus dem Dauerbetrieb und Schrittbetrieb
ausführen und
dabei die Arbeitsgeschwindigkeit und den Bewegungsumfang in dem
jeweiligen Modus noch immer häufig
wählen.
Somit erschweren diese Operationen die Bedienung, verschlechtern
die Arbeitsleistung und führen
außerdem
zur Fehlbedienung.
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Das
Dokument JP-A-10015864 beschreibt eine manuelle Vorrichtung mit
einem Drehknopf zum kontinuierlichen Einstellen der Geschwindigkeit
eines Roboters entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Programmiervorrichtung für Roboter,
die zum Einstellen der Arbeitsposition und -geschwindigkeit eines
Roboterarms mit mehreren Arbeitskoordinaten dient.
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Die
Programmiervorrichtung weist Folgendes auf:
- (a)
mehrere Bedientasten, die eine der mehreren Arbeitskoordinaten des
Roboterarms festlegen; und
- (b) eine Steuereinheit, die den Betrieb des Roboterarms steuert,
wobei die Steuereinheit eine Funktion zum Steuern des Roboterarms
in der Weise, dass der Roboterarm auf der festgelegten Arbeitskoordinate
positioniert wird, und eine Funktion zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit des
Roboterarms hat.
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Die
Steuereinheit weist einen Tipp-Drehschalter auf, der so angeordnet
ist, dass der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder gezogen sowie gedreht
werden kann.
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Der
Roboterteil (Roboterarm) führt
eine der folgenden Operationen aus:
- (I) wenn
der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in dem der
Tipp-Drehschalter
weder gedrückt
noch gezogen ist, wird die Position des Roboterarms durch die Drehung
des Tipp-Drehschalters gesteuert, und
wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder
gezogen ist, wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch
die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert, und
- (II) wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird,
in dem der Tipp-Drehschalter
weder gedrückt
noch gezogen ist, wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms
durch die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert, und
wenn
der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in dem der
Tipp-Drehschalter
mindestens gedrückt
oder gezogen ist, wird die Position des Roboterarms durch die Drehung
des Tipp-Drehschalters gesteuert.
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Ein
erfindungsgemäßer Roboter
weist die vorgenannte Programmiervorrichtung und den vorgenannten
Roboterarm auf.
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Ein
erfindungsgemäßes Roboterbedienungsverfahren
ist ein Verfahren zum Bedienen eines Roboters, der eine Programmiervorrichtung
und einen Roboterarm aufweist, wobei die Programmiervorrichtung
eine Steuereinheit mit einem Tipp-Drehschalter und mehrere Bedientasten
aufweist und sich der Roboterarm auf mehreren Arbeitskoordinaten
bewegt.
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Das
Roboterbedienungsverfahren weist Folgendes auf:
- (a)
einen Schritt des Auswählens
und Betätigens einer
Bedientaste von mehreren Bedientasten und des Auswählens der
Arbeitskoordinaten des Roboterarms und
- (b) einen Schritt des Bewegens des Roboterarms zu der vorgegebenen
Position durch
(I) einen Schritt des Steuerns der Position
des Roboterarms durch Drehen des Tipp-Drehschalters in einem Zustand,
in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch gezogen ist, und
einen
Schritt des Steuerns der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms
durch Drehen des Tipp-Drehschalters in einem Zustand, in dem der Tipp-Drehschalter
mindestens gedrückt
oder gezogen ist, und/oder
(II) einen Schritt des Steuerns
der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch Drehen des Tipp-Drehschalters
in einem Zustand, in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch
gezogen ist, und
einen Schritt des Steuerns der Position des
Roboterarms durch Drehen des Tipp-Drehschalters in einem Zustand, in dem
der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder gezogen ist.
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Mit
dieser Konfiguration kann die Anzahl von Bedientasten verringert
werden, wodurch es möglich ist,
eine Kostensenkung zu realisieren und die Programmiervorrichtung
zu miniaturisieren. Außerdem können die
Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert
werden. Darüber
hinaus können
die Operationen des Roboters, die von der Feinpositionierung bis
zum Dauerbetrieb mit hoher Geschwindigkeit reichen, problemlos gesteuert
werden. Dadurch können
die Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Außenansicht
einer Programmiervorrichtung für
Roboter in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine erläuternde
Darstellung, die die Gestaltung eines Tipp-Drehschalters zeigt,
der in der Programmiervorrichtung von 1 installiert
ist.
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- 1
- Programmiervorrichtung
(Programmierhandgerät)
- 2
- Bedientaste
- 3
- Bildschirm
- 4
- Tipp-Drehschalter
(Steuereinheit)
- 4a
- Drehgeber
(Drehsensor)
- 4b
- Drehknopf
- 4c
- Stets
geöffneter
Schalter (Drucksensor)
- 5A,
5B, 5C
- Pfeile,
die die Betätigungsrichtungen des
Drehknopfes 4b angeben
- 8
- Roboterteil,
Roboterarm
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Eine
Programmiervorrichtung für
Roboter in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Programmiervorrichtung für Roboter,
die zum Einstellen der Arbeitsposition und -geschwindigkeit eines
Roboterarms mit mehreren Arbeitskoordinaten dient.
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Die
Programmiervorrichtung weist (a) mehrere Bedientasten, die eine
der mehreren Arbeitskoordinaten des Roboterarms festlegen, und (b) eine
Steuereinheit auf, die den Betrieb des Roboterarms steuert, wobei
die Steuereinheit eine Funktion zum Steuern des Roboterarms in der
Weise, dass der Roboterarm auf der festgelegten Arbeitskoordinate
positioniert wird, und eine Funktion zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit
des Roboterarms hat.
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Die
Steuereinheit weist einen Tipp-Drehschalter auf, der so angeordnet
ist, dass der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder gezogen sowie gedreht
werden kann, wobei (I) wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch
gezogen ist, die Position des Roboterarms durch die Drehung des
Tipp- Drehschalters
gesteuert wird, und wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder
gezogen ist, die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch die
Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert wird.
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Vorzugsweise
weist die Steuereinheit einen Drehsensor, der den gedrehten Zustand
des Tipp-Drehschalters erkennt, einen Drucksensor, der den gedrückten Zustand
des Tipp-Drehschalters
erkennt, und Beurteilungsmittel auf,
wobei (I) die Beurteilungsmittel
ein Eingangssignal von dem Drehsensor und dem Drucksensor empfangen,
und wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in
dem der Tipp-Drehschalter
weder gedrückt
noch gezogen ist, wird eingeschätzt, dass
das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor ein Signal zum
Festlegen der Position des Roboterarms ist, und
wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder
gezogen ist, wird eingeschätzt,
dass das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor ein Signal
zum Festlegen der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms ist.
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Die
Programmiervorrichtung dient zum Einstellen der Arbeitsposition
und -geschwindigkeit des Roboterarms. Eine Betriebsfreigabetaste
dient zum Freigeben des Betriebs des Roboterarms. Eine Bedientaste
legt eine der Arbeitskoordinaten des Roboterarms fest. Der Tipp-Drehschalter
ist so in der Programmiervorrichtung angeordnet, dass der Tipp-Drehschalter frei
gedrückt
oder gezogen und gedreht werden kann. Der Tipp-Drehschalter wird
gedreht, um den Betrieb des Roboterarms auf der festgelegten Arbeitskoordinate
einzustellen. Der Drehsensor erkennt den gedrehten Zustand des Tipp-Drehschalters.
Der Drucksensor erkennt den gedrückten
oder gezogenen Zustand des Tipp-Drehschalters. Die Beurteilungsmittel,
die das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor empfangen, schätzen ein,
dass das Signal ein Signal zum Festlegen der Position des Roboterarms
ist, wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in dem
er weder gedrückt
noch gezogen ist, und sie schätzen
ein, dass das Signal ein Signal zum Festlegen der Arbeitsgeschwindigkeit
des Roboterarms ist, wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem er gedrückt
oder gezogen ist.
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Vorzugsweise
hat der Drucksensor einen stets geöffneten Schalter.
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Vorzugsweise
weist die Programmiervorrichtung weiterhin (c) eine Betriebsfreigabetaste
auf, die den Betrieb des Roboterarms freigibt.
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Vorzugsweise
dient die Betriebsfreigabetaste auch als Bedientaste.
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Vorzugsweise
enthält
die Bedientaste einen stets geöffneten
Schalter.
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Vorzugsweise
weist die Programmiervorrichtung (d) einen Bildschirm und (e) Ansteuermittel
zum Ansteuern des Bildschirms auf, wobei die Arbeitskoordinate,
die der Bedientaste entspricht, auf dem Bildschirm angezeigt wird.
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Vorzugsweise
zeigt in dem Fall, dass die mehreren Bedientasten überhaupt
nicht betätigt
werden, der Bildschirm aufgrund des Signals von dem Drehsensor ein
Menü an
und das angezeigte Menü wird
selektiv festgelegt.
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Vorzugsweise
wird das selektiv festgelegte Menü von dem Signal von dem Drucksensor
entschieden.
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Vorzugsweise
umfassen die mehreren Arbeitskoordinaten Folgendes:
- (I) orthogonale Koordinaten mit einer X-Achse, Y-Achse und Z-Achse
und/oder
- (II) Zylinderkoordinaten mit einer R-, θ-, Z-Achse.
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Vorzugsweise
dreht sich der Tipp-Drehschalter im Uhrzeigersinn und gegen den
Uhrzeigersinn, und die Bewegungsrichtung des Roboterarms wird durch
die Drehrichtung des Tipp-Drehschalters gesteuert.
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Vorzugsweise
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboterarms durch Regulieren des
Umfangs der Drehsteuerung des Tipp-Drehschalters gesteuert.
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Vorzugsweise
weist der Tipp-Drehschalter mehrere Einrastmittel auf, und durch
jedes Einrasten der mehreren Einrastmittel wird der vorgegebene
Bewegungsumfang für
den Roboterarm ausgegeben. Wenn der Tipp-Drehschalter mit einem
Einrasten gedreht wird, macht der Roboterarm eine Bewegung in dem
vorgegebenen Bewegungsumfang.
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Ein
Roboter in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist einen Roboterarm und die vorgenannte
Programmiervorrichtung auf.
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Ein
Roboterbedienungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist Folgendes
auf:
- (a) einen Schritt des Betätigens einer
Bedientaste von mehreren Bedientasten und des Auswählens der
Arbeitskoordinaten eines Roboterarms und
- (b) einen Schritt des Steuerns der Position des Roboterarms
durch Drehen des Tipp-Drehschalters
in einem Zustand, in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch
gezogen ist, einen Schritt des Steuerns der Arbeitsgeschwindigkeit
des Roboterarms durch Drehen des Tipp-Drehschalters in einem Zustand,
in dem der Tipp-Drehschalter mindestens gedrückt oder gezogen ist, und einen Schritt
des Bewegens des Roboterarms zu der vorgegebenen Position, wobei
der Roboterarm durch Betätigen
des Tipp-Drehschalters kontinuierlich betrieben und positioniert
werden kann.
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Vorzugsweise
weist eine Steuereinheit Folgendes auf:
einen Drehsensor, der
den gedrehten Zustand des Tipp-Drehschalters erkennt; und
einen
Drucksensor, der den gedrückten
oder gezogenen Zustand des Tipp-Drehschalters
erkennt,
wobei eingeschätzt
wird, dass das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor ein
Signal zum Festlegen der Position des Roboterarms ist, wenn der
Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter
weder gedrückt
noch gezogen ist, und eingeschätzt
wird, dass es ein Signal zum Festlegen der Arbeitsgeschwindigkeit
des Roboterarms ist, wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter
gedrückt
oder gezogen ist.
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Vorzugsweise
dreht sich der Tipp-Drehschalter im Uhrzeigersinn und gegen den
Uhrzeigersinn und die Bewegungsrichtung des Roboterarms wird durch
Wählen
der Drehrichtung des Tipp-Drehschalters gesteuert.
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Vorzugsweise
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboterarms durch Regulieren des
Umfangs der Drehsteuerung des Tipp-Drehschalters gesteuert.
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Vorzugsweise
weist der Tipp-Drehschalter mehrere Einrastmittel auf, und durch
jedes Einrasten der mehreren Einrastmittel wird der vorgegebene
Bewegungsumfang für
den Roboterarm ausgegeben, und wenn der Tipp-Drehschalter mit einem
Einrasten gedreht wird, macht der Roboterarm eine Bewegung in dem
vorgegebenen Bewegungsumfang.
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Vorzugsweise
weist die Programmiervorrichtung weiterhin einen Bildschirm und
Ansteuermittel zum Ansteuern des Bildschirms auf, wobei die Arbeitskoordinate,
die der Bedientaste entspricht, auf dem Bildschirm angezeigt wird.
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Vorzugsweise
zeigt in dem Fall, dass die mehreren Bedientasten überhaupt
nicht betätigt
werden, der Bildschirm aufgrund des Signals von dem Drehsensor ein
Menü an,
und das Bedienungsverfahren weist weiterhin (c) eine Schritt des
Auswählens
des Tipp-Drehschalters
zum Auswählen
aus dem angezeigten Menü auf.
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Vorzugsweise
wird das ausgewählte
und festgelegte Menü von
dem Signal von dem Drucksensor entschieden.
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Bei
der vorstehenden Konfiguration kann der Bediener eine der Arbeitskoordinaten
des Roboterarms durch Drücken
oder Ziehen der Bedientaste festlegen und kann die Arbeitsposition
auf den festgelegten Arbeitskoordinaten durch Drehen des Tipp-Drehschalters
einstellen. Außerdem
kann der Bediener die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms auf
den festgelegten Arbeitskoordinaten durch Drehen und gleichzeitiges
Drücken
oder Ziehen des Tipp-Drehschalters direkt einstellen. Daher können die
Operationen des Roboters, die von der Feinpositionierung bis hin
zum Dauerbetrieb mit hoher Geschwindigkeit reichen, mit diesen seriellen
Manipulationen problemlos gesteuert werden. Das heißt, die Anzahl
von Bedientasten kann verringert werden, wodurch eine Kostensenkung
sowie eine Miniaturisierung der Programmiervorrichtung realisiert
werden können.
Außerdem
können
die Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert werden.
Darüber
hinaus können
die Operationen des Roboters, die von der Feinpositionierung bis
hin zum Dauerbetrieb mit hoher Geschwindigkeit reichen, mit seriellen
Manipulationen problemlos gesteuert werden. Dadurch können die
Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert
werden.
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Anstatt
der vorstehenden Konfiguration kann auch die nachstehend beschriebene
Konfiguration verwendet werden.
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Wenn
bei einer Programmiervorrichtung für Roboter (II) der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter weder
gedrückt
noch gezogen ist, wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms
durch die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert, und wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter gedrückt oder
gezogen ist, wird die Position des Roboterarms durch die Drehung
des Tipp-Drehschalters
gesteuert.
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Oder
(II) die Beurteilungsmittel empfangen ein Eingangssignal von dem
Drehsensor und dem Drucksensor, und wenn der Tipp-Drehschalter in
einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch
gezogen ist, wird eingeschätzt,
dass das Signal ein Signal zum Festlegen der Position des Roboterarms
ist, und wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird,
in dem der Tipp-Drehschalter gedrückt oder gezogen ist, wird
eingeschätzt,
dass das Signal ein Signal zum Festlegen der Arbeitsgeschwindigkeit
des Roboterarms ist.
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Außerdem weist
das Roboter-Bedienungsverfahren (II) einen Schritt des Steuerns
der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch Drehen des Tipp-Drehschalters
in einem Zustand, in dem der Tipp-Drehschalter weder gedrückt noch
gezogen ist, und einen Schritt des Steuerns der Position des Roboterarms
durch Drehen des Tipp-Drehschalters in einem Zustand, in dem der
Tipp-Drehschalter gedrückt
oder gezogen ist, auf.
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Mit
dieser Konfiguration werden die bereits beschriebenen Vorzüge erzielt.
Das heißt,
die Anzahl von Bedientasten kann verringert werden, wodurch eine
Kostensenkung sowie eine Miniaturisierung der Programmiervorrichtung
realisiert werden können. Außerdem können die
Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert
werden. Darüber
hinaus können
die Operationen des Roboters, die von der Feinpositionierung bis
hin zum Dauerbetrieb mit hoher Geschwindigkeit reichen, mit seriellen
Manipulationen problemlos gesteuert werden. Dadurch können die
Arbeitsleistung und die Betriebssicherheit wesentlich verbessert
werden.
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Nachstehend
werden beispielhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Beispielhafte Ausführungsform
1
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Programmiervorrichtung (Programmierhandgerät) für Roboter.
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In 1 ist
ein Programmierhandgerät 1 mit einem
Roboter 8 elektrisch verbunden. Auf der linken Seite des
Programmierhandgeräts 1 sind
mehrere Bedientasten 2 vorgesehen. Die mehreren Bedientasten 2 umfassen
Bedientasten in der gleichen Anzahl wie die Anzahl der Freiheitsgrade
der Bewegung des Roboters, und in dem vorliegenden Beispiel sind die
Freiheitsgrade in den drei Arbeitsrichtungen X-Achse, Y-Achse und
Z-Achse dargestellt.
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Die
mehreren Bedientasten 2 haben auch die Funktion einer Betriebsfreigabetaste.
Das heißt, die
Bedientasten 2 haben auch die Funktion einer Betriebsfreigabetaste,
um zu vermeiden, dass der Roboter in Betrieb gesetzt wird, wenn
beim Festlegen der Arbeitsrichtung versehentlich eine Bedientaste gedrückt wird.
Als Bedientaste, die diese einzelnen Funktionen erfüllt, wird
ein stets geöffneter
Schalter verwendet.
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Die
Bedientaste 2 ist auch eine Funktionstaste. Die Richtung
und der Inhalt der Operation für
jede Bedientaste 2 werden auf einem Bildschirm 3 angezeigt.
Wenn der Zweck der Bedientaste 2 durch einen anderen Befehl
geändert
worden ist, erscheinen beispielsweise die Buchstaben „X, Y,
Z" auf dem Bildschirm,
wenn die orthogonalen Koordinaten festgelegt sind. Oder wenn die
Zylinderkoordinaten festgelegt sind, ändern sich die angezeigten
Buchstaben zu „R, θ, Z". Dadurch kann der
Bediener erkennen, was die Taste bedeutet.
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Auf
der rechten Seite des Programmierhandgeräts 1 ist eine Steuereinheit
angeordnet. Die Steuereinheit hat einen Tipp-Drehschalter 4.
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Der
Aufbau und die Funktionsweise der Steuereinheit werden nachstehend
unter Bezugnahme auf die erläuternde
Zeichnung von 2 beschrieben.
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In 2 weist
die Steuereinheit einen Tipp-Drehschalter 4 und Beurteilungsmittel
(nicht dargestellt) auf. Der Tipp-Drehschalter 4 weist
ein Bedienelement 4b, einen Drehsensor 4a und
einen Drucksensor 4c auf. Das Bedienelement hat einen scheibenförmigen Drehschalter 4b.
Der Drehsensor hat einen Drehgeber 4a. Der Drucksensor 4c hat
einen stets geöffneten
Schalter. Der Drehschalter 4b ist an der Drehwelle des
Drehgebers 4a angebracht. Der Drehschalter 4b bildet
Einrastmittel (nicht dargestellt), die die Drehstellung in vorgegebenen
Intervallen regeln. Die Einrastmittel enthalten mehrere Rasten.
Die Beurteilungsmittel enthalten einen Zähler (nicht dargestellt) und
einen Richtungsprüfer.
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Wenn
der Drehschalter 4b in der Richtung eines Pfeils 5A oder 5B gedreht
wird, gibt der Drehgeber 4a bei jedem Einrasten der Einrastmittel
Zweiphasenimpulse mit einer Phasendifferenz von etwa 90° aus.
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Die
Zweiphasenimpulse werden von dem Zähler gezählt und von dem Richtungsprüfer weiterverarbeitet.
Bei dieser Konfiguration werden der Grad der Drehung des Drehschalters 4b und
die Richtung des Pfeils 5A oder 5B, in der der
Drehschalter 4b gedreht wird, erkannt. Das heißt, es werden die
Drehrichtung und der Grad der Drehung des Drehschalters erkannt.
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Die
Steuereinheit hat folgende Funktionen. Wenn der stets geöffnete Schalter 4c eingeschaltet wird,
steuert die Steuereinheit den Roboter so, dass er im Dauerbetrieb
zu arbeiten beginnt. Die normale und die Rückwärtsrichtung des Roboterbetriebs
werden durch Auswählen
der Drehrichtung (Pfeil 5A oder 5B) des Tipp-Drehschalters 4 umgeschaltet.
Die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters wird entsprechend dem Grad
der Drehung des Tipp- Drehschalters 4 gesteuert.
Die Beziehung zwischen dem Grad der Drehung des Tipp-Drehschalters 4 und
der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters ist vorzugsweise so, dass
sie zueinander nahezu direkt proportional sind. Der Grad der Drehung
des Tipp-Drehschalters 4 muss jedoch nicht immer direkt
proportional zur Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters sein, sondern
die Beziehung zwischen beiden kann wahlweise festgelegt werden.
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Die
Bewegung des Drehschalters 4b in Richtung des Pfeils 5C wird
auf den stets geöffneten Schalter 4c übertragen.
Wenn der Drehschalter 4b in Richtung des Pfeils 5C bewegt
wird, wird der stets geöffnete
Schalter eingeschaltet.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise des Roboters unter Verwendung des Programmierhandgeräts 1 in
der vorstehenden Konfiguration anhand von 1 entsprechend
den Manipulationsschritten des Bedieners beschrieben.
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Zunächst wird
das Bedienungsverfahren zur Grobeinstellung der Position des Roboters
im Dauerbetrieb beschrieben.
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Der
Bediener wählt
eine Bedientaste 2 aus, die der gewünschten Bewegungsrichtung des
Roboters entspricht, und drückt
dann die Taste mit der linken Hand. Beispielsweise wird eine Bedientaste
gedrückt,
die X, Y oder Z entspricht.
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Wenn
in diesem Fall der Tipp-Drehschalter 4 in Richtung des
Pfeils 5C gedrückt
wird, wird der stets geöffnete
Schalter 4c eingeschaltet.
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Dann
dreht der Bediener den Tipp-Drehschalter 4 wie gewünscht in
Richtung des Pfeils 5A oder 5B und hält dabei
den Tipp-Drehschalter 4 in Richtung des Pfeils 5C mit
der rechten Hand gedrückt.
Auf diese Weise bewegt sich der Roboter mit der gewünschten
Geschwindigkeit zu der gewünschten
Position. Das heißt,
je größer der
Grad der Drehung des Drehschalters 4b ist, umso schneller
bewegt sich der Roboter. Und umgekehrt bewegt sich bei einem kleineren
Grad der Drehung des Drehschalters 4 der Roboter mit einer
niedrigeren Geschwindigkeit.
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Dadurch
muss der Bediener die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters nicht
häufig ändern und kann
die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des Roboters problemlos
steuern. Daher macht der Bediener kaum Fehler bei der Bedienung
und er kann die Arbeiten sicher und effizient ausführen.
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Darüber hinaus
kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der der Tipp-Drehschalter 4 ein Ansprech-Einstellelement
aufweist. Durch Einstellen des Ansprech-Einstellelements kann das Gefühl bei der
Manipulation für
den Komfort des Bedieners verbessert werden.
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Vorzugsweise
ist der Tipp-Drehschalter 4 so gestaltet, dass der Bediener
eine gewisse tote Zone spürt,
wenn er den Drehschalter 4b dreht. Dadurch wird, wenn der
Bediener den Drehschalter 4b in Richtung des Pfeils 5A oder 5B dreht
und dabei den Tipp-Drehschalter 4 in Richtung des Pfeils 5C drückt, vermieden,
dass, wenn der Tipp-Drehschalter 4 in Richtung des Pfeils 5C gedrückt wird,
sich der Roboter in eine Richtung bewegt, die nicht von dem Bediener
beabsichtigt wird.
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Vorzugsweise
wird die Steuereinheit so betrieben, dass der Vorgang der Geschwindigkeitsminderung
schneller als der Vorgang der Geschwindigkeitserhöhung ist.
Dadurch enthält
die Bewegung des Roboters eine Hysterese, und der Bediener hat ein
Gefühl
der Sicherheit.
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Nach
dem Drehen des Drehschalters wird durch Zurücksetzen des Drehschalters
auf die Ausgangsstellung die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters
allmählich
verringert, bis der Roboter anhält.
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Und
wenn der Bediener die Bedientaste 2 mit der linken Hand
oder den Tipp-Drehschalter 4 mit
der rechten Hand betätigt,
wird durch Wegnehmen der Hand von der Taste oder dem Drehschalter
der Betrieb des Roboters schnell unterbrochen.
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Da
die Bedientaste 2 und der Schaltmechanismus in Richtung
des Pfeils 5C des Tipp-Drehschalters 4 die
Funktion eines stets geöffneten
Schalters haben, kann die Betriebssicherheit beispielsweise für die Schaltungen
gewährleistet
werden.
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Nachstehend
wird die Feineinstellung der Roboterposition im Schrittbetrieb beschrieben.
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Der
Tipp-Drehschalter 4 bildet Einrastmittel, die die Drehstellung
in vorgegebenen Intervallen regeln. Die Einrastmittel enthalten
mehrere Rasten. Bei jedem Einrasten der Einrastmittel wird ein Impuls ausgegeben.
Der Bewegungsumfang des Roboters wird bei jeder Ausgabe von entsprechenden
Impulsen voreingestellt. Die Steuereinheit wird so eingestellt,
dass der Grad der Drehung des Tipp-Drehschalters 4 direkt
proportional zu dem Bewegungsumfang des Roboters ist.
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Wie
bei dem vorstehenden Dauerbetrieb wählt der Bediener eine Bedientaste 2 aus,
die der gewünschten
Bewegungsrichtung des Roboters entspricht, und drückt die
Taste mit der linken Hand und dreht dabei den Tipp-Drehschalter 4 mit
der rechten Hand in Richtung des Pfeils 5A oder 5B in
der normalen oder in Rückwärtsrichtung,
aber ohne den Tipp-Drehschalter 4 in Richtung des Pfeils 5C zu
drücken.
Auf diese Weise dreht der Bediener den Tipp-Drehschalter in die gewünschte Einrastposition.
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Indem
auf diese Weise der Grad der Drehung des Tipp-Drehschalters 4 direkt
proportional zu dem Bewegungsumfang des Roboters gemacht wird, kann
der Roboter problemlos und exakt zu der gewünschten Position bewegt werden.
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Außerdem kann
durch schnelles Drehen des Tipp-Drehschalters 4 der Roboter
in einer relativ kurzen Zeit über
eine Strecke von mehreren Millimetern zu der Zielposition bewegt
werden.
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Auf
diese Weise kann der Roboter in einer kurzen Zeit zu der vorgegebenen
Position bewegt werden, ohne den Bewegungsumfang des Roboters zu ändern. Dadurch
kann die Arbeitsleistung wesentlich verbessert werden.
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Bei
der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform können der
Dauerbetrieb, bei dem eine Grobpositionierung vorgenommen wird,
und der Schrittbetrieb, bei dem eine Feinpositionierung vorgenommen
wird, als eine Folge von Operationen ohne Unterbrechung durchgeführt werden.
Außerdem
ist jede dieser Operationen für
den Bediener leicht auszuführen.
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Bei
der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform können die
normale und die Rückwärtsrichtung
durch Wählen
der Drehrichtung des Tipp-Drehschalters gewählt werden. Daher müssen nicht
zwei Tasten zum Wählen
der normalen und der Rückwärtsrichtung
der einzelnen Operationen installiert werden. Die Programmiervorrichtung
der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform benötigt nicht
so viele Tasten, wie beim Stand der Technik benötigt werden, wie etwa eine
Geschwindigkeitsänderungstaste
für den
Dauerbetrieb, eine Bewegungsumfangsänderungstaste für den Schrittbetrieb
und eine Moduswähltaste
für den
Dauerbetrieb oder den Schrittbetrieb oder dergleichen, und dadurch
kann die Anzahl von Tasten wesentlich verringert werden. Dadurch
können
eine Kostensenkung und eine Miniaturisierung des Programmierhandgeräts realisiert werden.
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Bei
der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit
so konfiguriert, dass (I) wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter nicht gedrückt ist,
die Position des Roboterarms durch die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert
wird, und wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird,
in dem der Tipp-Drehschalter gedrückt ist, die Geschwindigkeit
des Roboterarms durch die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert
wird. Die Steuereinheit ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sondern
sie kann so konfiguriert sein, dass (II) wenn der Tipp-Drehschalter in einem
Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter nicht gedrückt ist,
die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch die Drehung des
Tipp-Drehschalters gesteuert wird, und wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter gedrückt ist,
die Position des Roboterarms durch die Drehung des Tipp-Drehschalters gesteuert wird.
Mit dieser Konfiguration werden die vorstehend beschriebenen Vorzüge erzielt.
Die vorstehende Konfiguration (I) hat jedoch mehr Vorzüge als die Konfiguration
(II).
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Wenn
bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Tipp-Drehschalter 4 einzeln
betätigt
wird, ohne dass er zusammen mit der Bedientaste 2 verwendet
wird, kann der Tipp-Drehschalter 4 eine völlig andere
Funktion als bei der Betätigung
für den
Roboterbetrieb haben.
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Beispielsweise
hat der Bildschirm 3 eine Funktion zum Anzeigen verschiedener
Menüs.
Wenn der Tipp-Drehschalter 4 gedreht wird, hat er eine Funktion
als Cursorbewegungstaste oder Bildschirm-Scrolltaste zum Auswählen verschiedener Befehle
aus dem von dem Bildschirm 3 angezeigten Menü. Und wenn
der Tipp-Drehschalter 4 gedrückt wird, hat er eine Funktion
als Taste zum Auswählen und
Ausführen
von Befehlen. Außer
einer Funktion zum eigentlichen Betreiben des Roboters hat der Tipp-Drehschalter 4 eine
Funktion zum Ausführen von
Operationen wie Ablegen, Einstellen, Programm-Editierung usw. Dadurch
kann die Anzahl von Bedientasten verringert werden, und die Arbeitsleistung
wird verbessert.
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Beispielhafte Ausführungsform
2
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Bei
der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform 1 wird mit der Konfiguration
die Funktion bereitgestellt, dass der Tipp-Drehschalter 4 gedrückt werden
kann, aber sie ist nicht nur auf diese Konfiguration beschränkt. Es
kann auch die Funktion bereitgestellt werden, dass der Tipp-Drehschalter 4 gezogen
werden kann.
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Das
heißt,
wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand gedreht wird, in dem
der Tipp-Drehschalter
nicht gezogen ist, kann die Position des Roboterarms durch die Drehung
des Tipp-Drehschalters gesteuert werden, und wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter gezogen
ist, kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms durch die Drehung
des Tipp-Drehschalters gesteuert werden.
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Außerdem weist
die Steuereinheit einen Drehsensor, der den Drehzustand des Tipp-Drehschalters erkennt,
einen Drucksensor, der den gedrückten
Zustand des Tipp-Drehschalters erkennt, und Beurteilungsmittel auf.
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Die
Beurteilungsmittel empfangen das Eingangssignal von dem Drehsensor
und dem Drucksensor, und wenn der Tipp-Drehschalter in einem Zustand
gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter nicht
gezogen ist, wird eingeschätzt,
dass das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor ein Signal
zum Festlegen der Position des Roboterarms ist, und wenn der Tipp-Drehschalter
in einem Zustand gedreht wird, in dem der Tipp-Drehschalter gezogen ist,
wird eingeschätzt,
dass das Signal von dem Drehsensor und dem Drucksensor ein Signal
zum Festlegen der Arbeitsgeschwindigkeit des Roboterarms ist.
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Eine
weitere Konfiguration der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
2 ist die Gleiche wie bei der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform
1. Mit dieser Konfiguration können
fast die gleichen Vorzüge
wie bei der beispielhaften Ausführungsform
1 erzielt werden. Die Konfiguration, die die Funktion bereitstellt,
dass der Tipp-Drehschalter 4 gedrückt werden kann, bewirkt jedoch
eine bessere Arbeitsleistung als die Konfiguration, die die Funktion bereitstellt,
dass der Tipp-Drehschalter 4 gezogen werden kann. Das heißt, die
Konfiguration mit der Funktion, dass der Tipp-Drehschalter 4 gedrückt werden
kann, wird stärker
bevorzugt als die Konfiguration mit der Funktion, dass der Tipp-Drehschalter 4 gezogen
werden kann.
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In
der vorliegenden Erfindung hat der Begriff „Roboter" die gleiche Bedeutung wie „Roboterteil" oder „Roboterarm".
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Wie
vorstehend dargelegt, kann mit der vorliegenden Erfindung die Anzahl
von Bedientasten wesentlich verringert werden. Dadurch kann eine Kostensenkung
realisiert werden. Außerdem
kann die Programmiervorrichtung miniaturisiert werden. Die Operationen
des Roboters, die von der Feinpositionierung bis zum Dauerbetrieb
mit hoher Geschwindigkeit reichen, können durch serielle Manipulationen problemlos
gesteuert werden. Dadurch können
die Arbeitsleistung und -sicherheit wesentlich verbessert werden.
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Figuren
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2
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- Ausgabe eines Berührungssignals
- Ausgabe von Zweiphasenimpulsen