DE60223393T2

DE60223393T2 - Industrierobotersystem mit einer programmierbaren einheit

Info

Publication number: DE60223393T2
Application number: DE60223393T
Authority: DE
Inventors: Roald Valen; Ralph SJÖBERG
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2022-09-28
Also published as: DE60223393D1; EP1432554B1; SE0103251D0; EP1432554A1; ATE377487T1; WO2003072316A1; JP2005518288A; AU2002337567A1; US20050060064A1

Description

Technisches Feld
Die Erfindung betrifft ein Industrierobotersystem, welches mindestens einen Industrieroboter und eine tragbare Einheit aufweist, welche mit dem Robotersystem zum Programmieren und Bedienen der Bewegungen eines Roboters verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Industrierobotersystem umfasst mindestens einen Industrieroboter mit einem Manipulator, einem Steuerungssystem und einer Programmier- und Steuerungseinheit zum Programmieren der Bewegungen des Roboters. Die Programmier- und Steuerungseinheit ist tragbar und wird nachfolgend als TPU, Teach Pendant Unit (Handprogrammiereinheit) bezeichnet. Eine TPU umfasst in der Regel Funktionssteuerungen, einen Steuerhebel und einen Anzeigebildschirm.
Aus dem Dokument US 5 790 401 ist bereits eine TPU bekannt, welche eine Eingabeeinheit in der Form eines Berührungsbildschirms sowie eines Steuerhebels umfasst. Der Zweck der TPU ist es, die Möglichkeiten der Steuerung des Roboters über einen Steuerhebel und der Steuerung über einen Berührungsbildschirm zu kombinieren.
Das Dokument US 6 134 102 zeigt eine TPU mit einem ergonomisch gestalteten äußeren Gehäuse, welches vorgesehen ist einem Bediener zu ermöglichen, es auf verschiedene passende Art und Weise zu greifen. Entweder hält der Bediener die TPU mit seinen beiden Händen, oder nur mit seiner linken Hand. Das Ziel ist überhaupt, die TPU mit einer linken Hand zu halten und die anderen Funktionstasten und den Bedienhebel mit einer rechten Hand zu bedienen. Alternativ ist die TPU gestaltet, um auf einem Fundament zu stehen. Die bekannte TPU ermöglicht keine linkshändige Bedienung. Wenn der Bediener die TPU in seiner rechten Hand halten möchte, und die Funktionstaste mit seiner linken bedienen möchte, muss auch eine Variante einer TPU hergestellt werden, welche für linkshändige Personen angepasst ist.
Wenn die Bewegungen eines Roboters programmiert werden, bedienen bzw. arbeiten verschiedene Bediener zu verschiedenen Zeiten mit derselben TPU. Einige der Bediener bzw. Benutzer sind Rechtshänder und andere Linkshänder. Zusätzlich gibt es Bediener, die abwechselnd ihre rechte und ihre linke Hand verwenden. Dafür gibt es mehrere Gründe. Ein Beispiel ist, um die statische Last zu verringern, die auftritt, wenn ein rechtshändiger Bediener oder im entsprechenden Fall ein linkshändiger Bediener, die TPU zu lange mit seiner rechten Hand hält. Ein anderes Beispiel ist, wenn der Raum um einen Roboter so ist, dass eine Hand der anderen in bestimmten Positionen während des Programmierens und des Betriebs vorzuziehen ist. Folglich ergibt sich der Bedarf nach einer TPU, welche gestaltet ist, um den Betrieb mit entweder der linken oder der rechten Hand zu ermöglichen. Dieser Bedarf umfasst die Möglichkeit, dass der Bediener, während des Verlaufs der Arbeit, die TPU von einer Hand zu der anderen bewegt und folglich, entsprechend abwechselnd, mit seiner rechten und seiner linken Hand arbeitet. Zusätzlich besteht ein Bedarf nach einer TPU mit einer verbesserten Ergonomie, welche die, statischen Lasten verringert die während der Arbeit mit einer tragbaren TPU auftreten und folglich längere Arbeitsperioden mit der TPU ermöglicht.
Das Phänomen des Betreibens eines Industrieroboters über eine TPU ist umgeben von Regeln und Bestimmungen zum Aufrechterhalten der notwendigen Sicherheit und zum verhindern von Unfällen sowohl mit Menschen, als auch mit Material. Z.B. gibt es Bestimmungen, dass die TPU eine sogenannte Freigabevorrichtung umfassen sollte, welche dem Bediener Zugang zu dem Roboter gibt. Eine Freigabevorrichtung entspricht der vorhergehenden Bezeichnung "Totmanneinrichtung", was bedeutet, dass die Freigabevorrichtung eine aktive und kontinuierliche Aktion durch den Bediener benötigt, um Zugang zu dem Roboter zu ermöglichen. Dadurch, dass der Bediener Zugang zu dem Roboter über eine Freigabevorrichtung hat, muss er den Roboter mit einer begrenzten Geschwindigkeit bedienen, welche ungefähr um die 250 mm/s beträgt.
Desweiteren gibt es eine Bestimmung welche besagt dass, "die Taste, welche die Bewegung eines Roboters startet, sie auch stoppen sollte". Diese Bestimmung gilt unter anderem, wenn der Bediener den Roboter bei voller Geschwindigkeit manuell über die TPU bedient, d.h. wenn sich der Roboter mit der Geschwindigkeit bewegt, welche durch das Programm vorgeschrieben ist. Die Sicherheitsphilosophie hinter der gegenwärtigen Bestimmung beinhaltet folglich, dass eine TPU mit einer Freigabevorrichtung und einer Funktionssteuerung ausgestattet sein soll, die, gleichzeitig aktiviert, dem Bediener den Zugriff gestattet, um einen Roboter mit voller Geschwindigkeit, gemäß dem gegenwärtigen Programm zu bedienen. Die letztere Funktionssteuerung wird im Folgenden HTR-(hold-to-run)-/(Halten-zum-Betrieb)-Knopf genannt. Wenn ein Bediener einen Roboter bei voller Geschwindigkeit bedient, wird folglich erfordert, dass der Bediener kontinuierlich einen HTR-Knopf drückt, dass ihm Zugriff gewährt wird, um bei voller Geschwindigkeit zu bedienen, und ihn aktiviert zu halten, solange der Roboter bei einer hohen Geschwindigkeit bedient wird.
Eine TPU ist oft mit einem Anzeigebildschirm ausgestattet. Entweder weist der Anzeigebildschirm die Funktion eines Berührungsbildschirms auf oder die TPU umfasst ein Tastenfeld. Ungeachtet der Gestaltung erlegt dies dem Bediener weitere Anforderungen auf, welcher es schaffen sollte die TPU zu halten, eine Reihe von Funktionssteuerungen gleichzeitig mit einem Finger, einem Teil seiner Hand, oder einem anderen Berührungswerkzeug zu aktivieren, und die Bewegungen des Roboters zu programmieren und zu bedienen. Die Arbeit wird sowohl physisch, als auch psychisch anstrengend für den Bediener, wenn seine Hände nicht alles beherrschen was gleichzeitig erledigt werden muss. Die Arbeit wird noch anstrengender aufgrund der Tatsache, dass der Bediener von den statischen Lasten in seinen Händen, Armen, Schultern und seinem Nacken beansprucht wird, da die Arbeit mit der TPU zeitintensiv und nicht flexibel ist. Dies erzeugt einen Bedarf nach einer TPU mit einer verbesserten Ergonomie, welche einen komfortableren Griff für die Hand des Bedieners ermöglicht, wenn eine Reihe von Funktionssteuerungen gleichzeitig aktiviert werden müssen.
Eine TPU ist entweder über ein Kabel oder über eine kabellose Datenübertragung mit einem Steuerungssystem verbunden. Wenn sie über ein Kabel verbunden ist, wird eine ausreichende Länge des Kabels benötigt, um einem Bediener die notwendige Freiheit zu geben, sich mit der TPU umherzubewegen. Dies bedeutet, dass das Kabel teilweise auf dem Boden positioniert sein wird, mit einem darauf folgenden Risiko, dass ein vorbeifahrendes Fahrzeug darüber fahren wird und das Kabel beschädigt. Ein beschädigtes Kabel führt zu einem Abschalten und die Aktivität wird gestoppt, bis der Schaden gewartet worden ist. Das Problem ist, dass, falls dies relativ häufig passiert, es zu ungewollten Zeitverlusten und Mehrkosten führt.
Das Dokument EP-A-0960697 offenbart ein Industrierobotersystem und eine TPU gemäß der Einleitung der Ansprüche 1 und 5.
Aus der obigen Beschreibung ist zu erkennen, dass ein Bedarf nach einem Roboterbediener existiert, um zu bewerkstelligen, eine TPU so zu greifen, dass die Arbeit mit der TPU komfortabel und ergonomisch korrekt wird und dass das Bild auf dem Anzeigebildschirm ausgerichtet wird, um für den Bediener lesbar zu sein. Zusätzlich sollte ein Bediener sowohl sichere Funktionssteuerungen aktivieren, als auch die notwendigen Berührungsbewegungen ausführen, oder die notwendigen Knöpfe zum Programmieren und Steuern des Roboters gemäß dem oben genannten drücken. Zusammengenommen führt dies zu einem Bedarf nach einer TPU, welche es in einer bequemen Art und Weise ermöglicht, die Arbeit für den Bediener zu erleichtern und zu vereinfachen und welche, zusätzlich dazu, die gegenwärtigen Sicherheitsbestimmungen erfüllt. Zusätzlich sollte das mit der TPU verbundene Kabel so angeordnet werden, dass das Risiko einer Beschädigung reduziert wird.
Die TPU's, welche heutzutage auf dem Markt erhältlich sind, weisen den Nachteil auf, dass sie einen bestimmten Griff auf der Freigabevorrichtung benötigen, das der Bediener Zugriff auf den Roboter hat. In einer bereits bekannten mechanischen Doppelkanal-Lösung, welche zwei Knöpfe einschließt, ist es erforderlich, dass der Bediener beide Knöpfe gleichzeitig drücken sollte, damit ihm Zugriff zu einem Roboter gewährt wird. Es treten Probleme auf wenn der Bediener versäumt, beide Knöpfe zu drücken oder wenn er die Knöpfe mit einer bestimmten Zeitverzögerung drückt, was bei den beiden Signalen dazu führt, dass sie in der Phase verschoben werden. Eine TPU ist programmiert, um eine bestimmte Phasenverschiebung zu akzeptieren und in den zwei erwähnten Situationen wird die Phasenverschiebung der Signale häufig zu groß. Dies führt zu einem verweigerten Zugriff auf den Roboter. Der Bediener muss wieder von Anfang an starten und die Freigabevorrichtung mit einer besseren Genauigkeit greifen. Manchmal muss der Bediener mehrere Mal alles noch mal beginnen, bevor der Zugriff gewährt wird, was die Arbeit zeitintensiv und den Betrieb des Roboters teuer macht. Zusätzlich erzeugt es eine Irritationsquelle für den Bediener. Dies führt zu dem Bedarf nach einer TPU welche mit einer Freigabevorrichtung ausgestattet ist, die einfach zu greifen ist und die den Zugriff zu dem Roboter gestattet, ohne eine Präzision des Griffs zu erfordern.
Ein anderer Nachteil der bekannten TPU's ist, dass sie angepasst sind, um von einer Hand mit einer normalen Größe gegriffen zu werden, was bedeutet, dass Personen mit relativ großen oder kleinen Händen es schwierig finden, die TPU zu handhaben. Dies erfordert eine Programmiereinheit TPU, welche ergonomisch gestaltet ist, welche sich sowohl rechts- als auch linkshändigen Personen anpasst und welche die Arbeit des Bedieners erleichtert und effizienter macht.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Arbeit eines Bedieners mit einer TPU, gemäß dem oben Erwähnten zu erleichtern, wenn er einen Industrieroboter handhabt. Das Ziel ist folglich ein Industrierobotersystem mit einer tragbaren TPU einzurichten bzw. anzuordnen, welche dem Bediener gestattet, in einer flexiblen, effizienten und komfortablen Art und Weise zu arbeiten, ob er Rechtshänder oder Linkshänder sein mag. Das Ziel umfasst das Anordnen der TPU mit Bezug auf eine verbesserte Ergonomie, um längere Arbeitsperioden an der TPU möglich zu machen und zu erleichtern.
Gemäß der Erfindung wird das oben genannte Ziel mit einem Industrieroboter erreicht, welcher die charakteristischen Eigenschaften aufweist, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben sind. Die Lösung gemäß der Erfindung ist ein Industrierobotersystem anzuordnen, welches einen Industrieroboter umfasst, der einen Manipulator, ein Steuerungssystem und eine tragbare Programmier- und Steuerungseinheit, TPU, einschließt, welche mit dem Steuerungssystem zum Programmieren und Bedienen des Roboters verbunden ist. Die TPU gemäß der Erfindung ist eingeschlossen und mit einem Griff ausgestattet, welcher eine Griffoberfläche für die greifende Hand eines Bedieners aufweist. Die TPU ist angepaßt, um eine erste Betriebsposition A für eine rechte Hand einzunehmen, in welcher der Roboter mit der linken Hand bedient wird und angepasst ist, um eine zweite Betriebsposition B für eine linke Hand einzunehmen, in der der Roboter mit der rechten Hand bedient wird. Die Griffoberfläche ist symmetrisch um die Längslinie C angeordnet, um ein komfortables Greifen durch entweder die rechte oder die linke Hand zu ermöglichen. Dies macht die TPU mit entweder der rechten oder der linken Hand betriebsfähig. Die TPU ist folglich entweder mit der linken oder der rechten Hand, bezüglich der Betriebspositionen, betriebsfähig.
Das erfinderische Konzept umfasst das Anordnen des Industrierobotersystems gemäß der Erfindung gemäß den abhängigen Ansprüchen 2–4. Folglich umfasst das erfinderische Konzept das Anordnen der TPU mit einem Anzeigebildschirm und einer ersten Funktionssteuerung, um das Bild auf dem Anzeigebildschirm für den Bediener lesbar auszurichten. Durch das Aktivieren der ersten Funktionssteuerung ist es möglich, das Bild so auszurichten, dass es für den Bediener lesbar ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, ist die TPU mit dem Steuerungssystem über ein rotes Kabel verbunden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, sind eine zweite und eine dritte Funktionssteuerung innerhalb des Griffbereichs der Hand in einer Betriebs- bzw. Bedienposition A oder B angeordnet. Die Griffoberfläche und die zweite Funktionssteuerung sind auf der TPU angeordnet, um es einem Bediener zu ermöglichen die Einheit mit einer Hand zu tragen, während er gleichzeitig die zweite Funktionssteuerung mit derselben Hand aktiviert. Dies ermöglicht dem Bediener eine zweite Hand zum Handhaben anderer Funktionssteuerungen frei zu haben.
Das erfinderische Konzept umfasst eine tragbare Programmier- und Steuerungseinheit TPU, gemäß dem unabhängigen Anspruch 5. Folglich schließt das erfinderische Konzept eine TPU zum Programmieren und Bedienen eines Industrieroboters einschließlich eines Manipulators und eines Steuerungssystems ein. Die TPU gemäß der Erfindung ist eingeschlossen und ausgestattet mit einem Griffstück, welches eine Griffoberfläche für die greifende Hand eines Bedieners, einen Anzeigebildschirm, welcher angepasst ist um ein Bild zu zeigen und eine Vielzahl von Funktionssteuerungen aufweist. Die Griffoberfläche ist angepasst um entweder mit der rechten oder der linken Hand greifbar zu sein. Die TPU ist angepasst um eine erste Betriebsposition A für eine rechte Hand einzunehmen, wobei die Position gestattet den Roboter mit der linken Hand zu bedienen. Die TPU ist angepasst um eine zweite Betriebsposition B für eine linke Hand einzunehmen, wobei die Position gestattet den Roboter mit der rechten Hand zu bedienen. Der Anzeigebildschirm ist für den Bediener in beiden Betriebspositionen sichtbar. Eine erste Funktionssteuerung wird mit der Funktion des Ausrichtens des Bildes auf dem Anzeigebildschirm bereitgestellt, um für den Bediener lesbar zu sein. In einer Ausführungsform ist eine zweite Funktionssteuerung mit der Funktion einer Freigabevorrichtung ausgestattet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Freigabevorrichtung integriert in der Griffoberfläche angeordnet. Die Griffoberfläche besteht zumindest teilweise aus einer Schicht eines flexiblen Materials in der Form einer elastischen membranartigen Schicht, welche die Freigabevorrichtung abdeckt. Die elastische Schicht deckt die Griffoberfläche ab, wo die Griffoberfläche ein Ausmaß aufweist, welches größer ist als eine vergleichsweise große Hand. Dies bedeutet, dass die Freigabevorrichtung und die Griffoberfläche sich entsprechend anpassen und groß genug für alle Größen von Händen sind, ungeachtet dessen, ob der Bediener Rechtshänder oder Linkshänder ist. Die Hand des Bedieners liegt an der elastischen Schicht an, welche z.B. aus Gummi gemacht ist. Die Hand aktiviert die Freigabevorrichtung, während sie gleichzeitig die TPU greift und hält. Die TPU gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, dass sie einer greifenden Hand ermöglicht die Freigabevorrichtung ungeachtet dessen zu aktivieren, wo auf der Freigabevorrichtung der Griff gebildet wird. Dies hat die Möglichkeit zur Folge, dass die Freigabevorrichtung sogar auch aktiviert wird, wenn die Hand etwas schief greift.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Freigabevorrichtung einen Mehrkanalkontakt mit einem Bügel und mindestens zwei Unterbrecherschaltern, welche in beabstandeter Beziehung (spaced relationship) zueinander angeordnet sind. Der Bügel ist bogenförmig und angepaßt, um all die Unterbrecherschalter zu beeinflussen. Es ist ein Teil des erfinderischen Konzepts, dass der Bediener durch das Berühren/Belasten des Bügels an nur einem Punkt, alle Unterbrecherschalter aktiviert. Die Freigabevorrichtung gemäß der Erfindung macht es folglich für einen Bediener möglich, an einem beliebigen Punkt auf der Freigabevorrichtung zu drücken und dennoch den Bügel und dadurch alle Unterbrecherschalter zu aktivieren. Dies verschafft dem Bediener Zugriff zu einem Roboter, ungeachtet der Position und der Größe der Hand. Dies gibt dem Bediener die Möglichkeit auf eine bequeme und schnelle Art und Weise die erfinderische TPU mit einer Hand zu greifen und eine komfortable Arbeitsposition für seine Hand zu finden.
In diesem Teil des erfinderischen Konzepts, welches die TPU umfasst, ist eine dritte Funktionssteuerung mit einer HTR(Halten-zum-Betrieb)-Funktion, bzw. einem HTR-Knopf ausgestattet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der HTR-Knopf innerhalb des Griffbereichs der greifenden Hand angeordnet. In einer anderen Ausführungsform ist die TPU mit zwei HTR-Knöpfen ausgestattet, wobei sich einer innerhalb des Griffbereichs einer greifenden rechten Hand und einer innerhalb des Griffbereichs einer greifenden linken befindet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der HTR-Knopf innerhalb des Bereichs des Daumens an der greifenden Hand angeordnet. Eine TPU gemäß der Erfindung weist eine ergonomisch geformte Griffoberfläche und eine ergonomisch korrekte Position der Funktionssteuerung auf. Ein Bediener hat die Möglichkeit mit einer Hand die TPU zu greifen und die Funktionssteuerung zu aktivieren ohne seine Hand strecken, anziehen oder spannen zu müssen. Dies macht es für den Bediener möglich, während vergleichsweise langer Arbeitsperioden eine TPU gemäß der Erfindung zu verwenden.
Das erfinderische Konzept umfasst das Anordnen bzw. Ausstatten (arrange) der TPU mit mindestens einem Notstopp. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei Funktionssteuerungen mit einer Notstoppfunktion symmetrisch/diagonal auf der TPU angeordnet.
Das erfinderische Konzept umfasst das Verbinden der TPU mit dem Steuerungssystem über ein Kabel. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kabel rot lackiert.
Das erfinderische Konzept umfasst ein Verfahren in einem Industrierobotersystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 33. Das Industrierobotersystem umfasst einen Industrieroboter einschließlich eines Manipulators, eines Steuerungssystems und einer tragbaren TPU, welche mit dem Steuerungssystem zum Programmieren und Bedienen des Roboters verbunden ist. Die Programmiereinheit umfasst einen Anzeigebildschirm welcher angepasst ist, einem Bediener sowohl ein Bild, als auch mindestens eine Funktionssteuerung zu zeigen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit von einer ersten Betriebsposition A für eine rechte Hand in eine zweite Betriebsposition B in einer linken Hand bewegt wird. Das Bild auf dem Anzeigebildschirm wird dazu gebracht, so ausgerichtet zu werden, um für den Bediener dadurch lesbar zu sein, dass der Bediener eine erste Funktionssteuerung drückt.
Folglich umfasst das erfinderische Konzept ein Verfahren, in dem die TPU von einer rechten/linken Hand in eine linke/rechte Hand bewegt wird. Während der Bewegung wird die Programmiereinheit um 180 Grad gedreht, wobei der Anzeigebildschirm die ganze Zeit für den Bediener sichtbar ist. Desweiteren wird das Bild auf dem Anzeigebildschirm dazu gebracht, dadurch um 180 Grad gedreht zu werden, dass der Bediener eine erste Funktionssteuerung aktiviert.
Das erfinderische Konzept umfasst Verfahren gemäß der abhängigen Ansprüche 21–24. Folglich umfasst das erfinderische Konzept das Anordnen der TPU dergestalt, dass ein Bediener durch das Greifen der Programmiereinheit mit seiner rechten oder linken Hand auf der Griffoberfläche, folglich die TPU hält und trägt. Es ist auch Teil des erfinderischen Konzepts, dass der Bediener durch den oben genannten Griff die Einheit mit einer Hand hält und trägt, sowie die Freigabevorrichtung aktiviert, die in mindestens einem Teil der Griffoberfläche integriert ist. Das erfinderische Konzept umfasst auch, dass der Bediener mit derselben Hand die Einheit hält und trägt, die Freigabevorrichtung aktiviert und zusätzlich die Funktionssteuerung mit der HTR-Funktion aktiviert.
Das erfinderische Konzept gemäß der Erfindung umfasst die Verwendung eines Industrierobotersystems, einer tragbaren Vorrichtung zum Programmieren und Bedienen eines Industrieroboters und eines Verfahrens in einem Industrierobotersystem zur kabellosen Verbindung mit einem optionalen Industrieroboter gemäß dem unabhängigen Anspruch 25.
Das erfinderische Konzept umfasst alle Industrieroboter, die ein Steuerungssystem aufweisen, mit dem eine Programmier- und Steuerungseinheit einschließlich eines Anzeigebildschirms, mit oder ohne Verbindung zu einer datenverarbeitenden Einheit mit einem betriebsfähigen Anwendungsprogramm für den Roboter, verbunden ist.
Diese Beschreibung der Erfindung sollte nicht als eine Begrenzung der Erfindung angesehen werden, sondern nur als Anleitung zum vollständigen Verständnis der Erfindung. Anpassungen an Roboterzellen mit anderen aktiven eingeschlossenen Teilen und das Ersetzen von Teilen und Merkmalen, die für einen Fachmann selbstverständlich sind, sind natürlich in dem erfinderischen Konzept eingeschlossen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird genauer erklärt durch die Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen, wobei:
Die 1a und 1b eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigen, welche mit zwei verschiedenen Funktionssteuerungen ausgestattet ist,
Die 1c die Einheit gemäß den 1a und 1b, von unten gesehen mit einer Symmetrieachse C, welche in die Fig. eingefügt ist, zeigt,
Die 2a–2c eine Funktionssteuerung gemäß der Erfindung zeigt, welche einen Mehrkanalkontakt aufweist,
Die 3 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung mit drei verschiedenen Funktionssteuerungen zeigt,
Die 4 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigt, welche mit einen Notstopp ausgestattet ist,
Die 5 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigt, welche mit einer rechten Hand gegriffen wird,
Die 6 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigt, welche mit einer linken Hand gegriffen wird,
Die 7 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigt, welche mit einem roten Kabel zur Verbindung mit dem Robotersystem ausgestattet ist,
Die 8 eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung zeigt, welche über eine kabellose Verbindung mit dem Robotersystem verbunden ist.
Die 9a–d zeigen, wie eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung bewegt wird, während sie um eine halbe Umdrehung, von einer rechten Hand in eine linke Hand gedreht wird, und
Die 10 ein Industrierobotersystem mit einem Roboter zeigt, wobei eine programmierbare Einheit gemäß der Erfindung mit dem System über ein Kabel verbunden ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Erfindung bezieht sich auf ein Industrierobotersystem und die Erfindung wird in der 10 durch einen Industrieroboter 1, welcher einen Manipulator 2 mit einem Steuerungssystem 3 umfasst, beispielhaft dargestellt. Eine tragbare Programmier- und Steuerungseinheit TPU, 4 ist mit dem Steuerungssystem 3 über ein Kabel 5 verbunden. Die Programmiereinheit ist schematisch mit einem Anzeigebildschirm und einer Funktionssteuerung 7 gezeigt.
Die 1a und 1b zeigen eine TPU gemäß der Erfindung, welche mit einer ersten Funktionssteuerung 7a ausgestattet ist. Die TPU ist eingeschlossen und weist ein Griffstück auf, welches eine Griffoberfläche 8 einschließt. Desweiteren ist die TPU mit einem Anzeigebildschirm 6 und einer zweiten Funktionssteuerung 7b ausgestattet. Die erste Funktionssteuerung 7a weist die Funktion des Ausrichtens des Bildes, durch Drehen des Bildes 10 auf dem Anzeigebildschirm um 180 Grad auf. Die zweite Funktionssteuerung 7b weist die Funktion einer Freigabevorrichtung 11 auf. Der Griff, der eine Griffoberfläche 8 umfasst, ist so geformt, um zu ermöglichen, die TPU mit einer rechten Hand 9a oder einer linken Hand 9b zu fassen und wird liegend auf dem unteren Arm getragen, (schematisch in den 5 und 6 gezeigt) welcher zu der greifenden Hand gehört. 1c zeigt, dass der Griff mit der Griffoberfläche symmetrisch, in Bezug auf eine längslaufende Symmetrielinie C angeordnet ist, und ähnliche bzw. gleiche Griffe gestattet, die entweder zur rechten oder zur linken Hand passen.
2a–c zeigt eine schematische Ausführungsform einer Freigabevorrichtung 11, gemäß der Erfindung. Die Freigabevorrichtung 11 ist hier in die Griffoberfläche 8 integriert. Ein Bediener, der die TPU greift und hält, aktiviert zur selben Zeit die Freigabevorrichtung 11 und erhält folglich Zugriff zu dem Roboter. Die Freigabevorrichtung 11 umfasst einen Mehrkanalkontakt und in der vorliegenden Erfindung umfasst sie einen Bügel 14 und zwei Unterbrecherschalter 15, welche in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet sind. Der Bügel 14 hat ein solches Ausmaß, dass er beide Unterbrecherschalter beeinflusst. Die Freigabevorrichtung 11 ist unter der Griffoberfläche 8 angeordnet, die in der vorliegenden Erfindung aus einer Schicht eines flexiblen Materials, in der Form einer elastischen Membran 12 besteht. Wenn eine Hand die TPU greift, drückt die Hand auf die elastische Schicht und aktiviert folglich die Freigabevorrichtung.
Die 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in der eine TPU mit einer ersten 7a, einer zweiten 7b und einer dritten 7c Funktionssteuerung ausgestattet ist. Die drei Funktionssteuerungen sind auf der TPU in einer solchen Art und Weise angeordnet, dass ein Bediener mit einer rechten Hand 9a oder einer linken Hand 9b es bewältigt, die TPU zu tragen und die zweite 7b und die dritte 7c Funktionssteuerung gleichzeitig zu aktivieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Funktionssteuerung 7c auf der TPU, innerhalb des Griffbereichs der greifenden Hand angeordnet.
Die 4 zeigt eine Ausführungsform einer TPU 4 gemäß der Erfindung, in der zwei Funktionssteuerungen 7d, mit der Funktion als ein Notstopp zu fungieren, symmetrisch/diagonal auf der TPU angeordnet sind.
5 zeigt eine Ausführungsform einer TPU gemäß der Erfindung, welche von einer rechten Hand 9a gegriffen wird. Die TPU ist in einer ersten Betriebsposition A und die greifende rechte Hand 9a aktiviert die zweite Funktionssteuerung 7b, während die Hand gleichzeitig eine dritte Funktionssteuerung 7c mit dem Daumen 16 aktiviert.
6 zeigt eine Ausführungsform einer TPU gemäß der Erfindung, welche von einer linken Hand 9b gegriffen wird. Die TPU ist in einer zweiten Betriebsposition B und die greifende Hand 9b aktiviert eine zweite Funktionssteuerung 7b, während die Hand gleichzeitig eine dritte Funktionssteuerung 7c mit dem Daumen 16 aktiviert.
7 zeigt eine Ausführungsform einer TPU gemäß der Erfindung, welche mit einem Steuersystem 3 verbunden ist. 8 zeigt eine TPU, die der der 6 ähnelt, die über eine kabellose Verbindung mit einem Steuerungssystem 3 verbunden ist.
Die 9a–d stellen schrittweise das Verfahren, gemäß der Erfindung, des Drehens/Umdrehens (rotating/turning) einer TPU dar, wenn die TPU von einer ersten Betriebsposition A in einer rechten Hand 9a in eine zweite Betriebsposition B in einer linken Hand 9b bewegt wird, und sich danach das Bild 10, auf dem Anzeigebildschirm 6 der TPU, durch das Aktivieren einer ersten Funktionssteuerung 7a, auf der TPU ausrichtet, wobei das Bild um 180 Grad gedreht wird.

Claims

Industrierobotersystem, umfassend einen Industrieroboter (1), der aufweist einen Manipulator (2), ein Steuerungssystem (3) und eine tragbare Programmier- und Steuerungseinheit, TPU (4), welche mit dem Steuerungssystem zum Programmieren und Betreiben des Roboters verbunden ist, wobei die TPU (4) eingeschlossen und mit einem Griffstück ausgestattet ist, das eine Griffoberfläche (8) umfasst, für die greifende Hand (9) eines Bedieners, dadurch gekennzeichnet, dass die TPU (4) angepasst ist, eine erste Betriebsposition (A), für eine greifende rechte Hand (9a) anzunehmen, in welcher Position der Roboter mit der linken Hand (9b) betrieben wird, wobei die TPU (4) angepasst ist, eine zweite Betriebsposition (B), für eine greifende linke Hand (9b) anzunehmen, in welcher Position der Roboter mit der rechten Hand (9a) betrieben wird, wobei die TPU angeordnet ist, um 180 Grad gedreht zu werden, wenn sie zwischen den Betriebspositionen (A) und (B) bewegt wird, wobei die Griffoberfläche (8) symmetrisch um eine Längslinie (C) angeordnet ist, um ein komfortables Greifen durch sowohl eine rechte (9a), als auch durch eine linke (9b) Hand zu ermöglichen, wobei eine erste Funktionssteuerung (7a) angepasst ist, um ein Bild (10) auf einem Anzeigebildschirm (6) auszurichten, welcher auf der TPU angeordnet ist, um für einen Bediener lesbar zu sein, und eine zweite Funktionssteuerung (7b) mit der Funktion einer Freigabevorrichtung (11) angepasst ist, in die Griffoberfläche (8) integriert zu werden.
Industrierobotersystem gemäß Anspruch 1, wobei eine zweite Funktionssteuerung (7b) und eine dritte Funktionssteuerung (7c) innerhalb des Griffbereichs einer Hand in der Betriebsposition (A) oder (B) angeordnet sind.
Industrierobotersystem gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Programmiereinheit (4), über ein Kabel (5) mit dem Steuerungssystem (3) verbunden ist.
Industrierobotersystem gemäß Anspruch 3, bei dem die einhüllende Oberfläche (17) des Kabels (5) rot lackiert ist, sodass das Risiko der Beschädigung des Kabels, welches auf dem Boden liegt, reduziert wird.
Tragbare Programmier- und Steuerungseinheit, TPU (4), zum Programmieren und Betreiben eines Industrieroboters, einschließlich eines Manipulators (2) und eines Steuerungssystems (3), wobei die TPU (4), eingeschlossen und mit einem Griffstück ausgestattet ist, umfassend eine Griffoberfläche (8), für die greifende Hand (9) eines Bedieners, einen Anzeigebildschirm (6), welcher angepasst ist, ein Bild (10) und eine Vielzahl von Funktionssteuerungen (7) zu zeigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Griffoberfläche (8) symmetrisch um eine Längslinie (C) angeordnet ist, um ein komfortables Greifen sowohl durch eine rechte (9a), als auch durch eine linke (9b) Hand zu ermöglichen, wobei die TPU (4) angepasst ist, eine erste Betriebsposition (A) für eine rechte Hand (9a) und eine zweite Betriebsposition (B) für eine linke Hand (9b) anzunehmen, wobei die TPU angepasst ist, um 180 Grad gedreht zu werden, wenn sie zwischen den Betriebspositionen (A) und (B) bewegt wird und der Anzeigebildschirm (6) für den Bediener in beiden Positionen sichtbar ist, wobei eine erste Funktionssteuerung (7a) mit der Funktion des Ausrichtens des Bildes (10), auf dem Anzeigebildschirm (6) ausgestattet ist, um für den Bediener lesbar zu sein, und eine zweite Funktionssteuerung (7b) mit der Funktion einer Freigabevorrichtung (11) angepasst ist, um in eine Griffoberfläche (8) integriert zu werden.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 5, wobei die Griffoberfläche (8) und die zweite Funktionssteuerung (7b) auf der Einheit (4) angeordnet sind, um es für einen Bediener möglich zu machen, die Einheit (4) zu tragen, und gleichzeitig die zweite Funktionssteuerung (7b) mit derselben linken Hand (9b)/rechten Hand (9a) zu aktivieren.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Griffoberfläche (8) zumindest teilweise aus einer Schicht eines flexiblen Materials, in der Form einer elastischen Membran (12) besteht.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 7, wobei die zweite Funktionssteuerung (7b) angepasst ist, um von der elastischen Membran (12) abgedeckt zu werden.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–8, wobei die Griffoberfläche (8) gestaltet ist, um sowohl für eine linke Hand (9b), als auch für eine rechte Hand (9a) geeignet zu sein.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–9, wobei die zweite Funktionssteuerung (7b) einen Mehrkanalkontakt (13) aufweist, welcher mit einer Halterung (14) und mindestens zwei Trennschaltern (15) ausgestattet ist, wobei die Trennschalter in beanstandeter Beziehung zueinander sind und wobei die Halterung (14) angepasst ist, alle Trennschalter (15) zu beeinflussen.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–10, wobei mindestens eine dritte Funktionssteuerung (7c), mit einer Halten-zum-Betrieb-Funktion ausgestattet ist.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 11, wobei die dritte Funktionssteuerung (7c) innerhalb des Bereiches einer greifenden Hand (9a, 9b), in einer Griffposition auf der Grifffläche (8) angeordnet ist.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–12, wobei eine dritte Funktionssteuerung (7c) auf der Programmiereinheit (4), innerhalb des Griffbereichs einer rechten Hand (9a) angeordnet ist und eine zusätzliche dritte Funktionssteuerung (7c) innerhalb des Griffbereichs einer linken Hand (9b) angeordnet ist.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–13, wobei die dritte Funktionssteuerung (7c), innerhalb des Bereichs des Daumens (16), der greifenden Hand des Bedieners angeordnet ist.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–14, wobei mindestens eine Funktionssteuerung (7d) mit einer Notstoppfunktion auf der Programmiereinheit (4) angeordnet ist.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 15, wobei eine erste (7d) und eine zweite (7d) Funktionssteuerung mit einer Notstoppfunktion symmetrisch/diagonal auf der TPU (4) angeordnet sind.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–16, wobei die TPU über eine kabellose Verbindung mit dem Steuerungssystem (3) verbunden ist.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–17, wobei die TPU über ein Kabel (5) mit dem Steuerungssystem (3) verbunden ist.
Programmiereinheit gemäß Anspruch 18, wobei die einhüllende Oberfläche (17) des Kabels (5) rot lackiert ist, sodass das Risiko der Beschädigung des Kabels, welches auf dem Boden liegt, reduziert wird.
Programmiereinheit gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–19, wobei die Griffoberfläche (8), symmetrisch um eine längslaufende Symmetrielinie C angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Industrierobotersystems gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die TPU mit einer greifenden Hand gegriffen wird, wobei auf das Greifen der TPU eine zweite Funktionssteuerung mit der Funktion einer Freigabevorrichtung (11) aktiviert wird, welche angepaßt, in die Griffoberfläche integriert ist, wobei die TPU gedreht/geschwenkt wird, wenn die TPU von einer ersten Betriebsposition A in einer greifenden und aktivierenden rechten Hand (9a), in eine zweite Betriebsposition (B) in einer greifenden und aktivierenden linken Hand (9b) bewegt wird, wobei die TPU gedreht/geschwenkt wird, wenn die TPU von einer zweiten Betriebsposition B in einer greifenden und aktivierenden linken Hand (9b), in eine erste Betriebsposition (A) in einer greifenden und aktivierenden rechten Hand (9a) bewegt wird, wobei das Bild (10) auf dem Anzeigebildschirm (6), durch das Aktivieren einer ersten Funktionssteuerung (7a), in eine Ausrichtung, welche für den Bediener lesbar ist, ausgerichtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Bediener durch das Greifen der Programmiereinheit (4) mit seiner rechten Hand (9a)/linken Hand (9b) auf der Griffoberfläche (8), die Einheit (4) hält und transportiert.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei der Bediener mit derselben Hand (9a, 9b) sowohl die Einheit (4) trägt, als auch eine zweite Funktionssteuerung (7b) aktiviert.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei der Bediener mit derselben Hand (9a, 9b) die Einheit (4) trägt, eine zweite Funktionssteuerung (7b) aktiviert und zusätzlich eine Funktionssteuerung (7c) mit einer Halten-zum-Betrieb-Funktion aktiviert.
Verwendung eines Industrieroboters gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–4, eine tragbare TPU zum Programmieren eines Industrieroboters gemäß irgendeinem der Ansprüche 5–20, und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 21–24 zur kabellosen Verbindung mit einem beliebigen Industrieroboter.