DE69700030T2 - Handbediente Einrichtung zur Fernsteuerung der Bewegung eines Gegenstandes in Beziehung auf eine feste Referenz, insbesondere eines Roboters - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine von Hand betätigbare Einrichtung zur Fernsteuerung der Bewegung eines bewegbaren Körpers bezogen auf eine feststehende Referenz und zwar insbesondere für den Antrieb eines Roboters, wobei der Roboter bezogen auf die Referenz von motorischen Einrichtungen bewegt werden kann, die von der Einrichtung gesteuert werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung der Art, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Eine Einrichtung dieser Art ist aus der DE-A-38 10 054 bekannt.
• Die Einrichtung nach der Erfindung dient insbesondere zur Verwendung für die manuelle Ansteuerung eines Roboters während eines Programmiervorgangs. Der "Programmiervorgang" eines Industrieroboters bedeutet das Stadium, bei dem der Benutzer dem Roboter von Hand den Weg eingibt, der von dem Roboter automatisch wiederholt werden muß, um einen bestimmten Vorgang auszuführen. Bei der Ausführung dieses Programmiervorgangs wird typischerweise auf einen vorbestimmten Punkt des Roboters Bezug genommen und insbesondere auf den sogenannten "Werkzeugmittelpunkt" (Tool Center Point, TCP), der die Position des Werkzeuges identifiziert, das an dem Roboterarm angeordnet ist. So befindet sich beispielsweise bei einem Lichtbogenschweißvorgang der TCP an der Schweißspitze am Ende des Schweißdrahtes; bei Dichtvorgängen befindet sich der TCP am Ende der Düse angeordnet, aus der das Dichtmittel ausgebracht wird; bei elektrischen Punktschweißvorgängen kann sich der TCP an einer der zwei Schweißelektroden befinden oder an einem Punkt dazwischen.
• Der vorstehend erwähnte Programmiervorgang ist verglichen mit der gesamten Arbeitszeit des Roboters während seiner Lebensdauer nur von kurzer Dauer. Dieses Stadium ist aber das einzige, das einen direkten Eingriff des Benutzers erfordert. Daher nimmt eine Verringerung der Programmierzeit großen Einfluß auf die Kosten des Einstellvorgangs eines Roboters. Dieser Aspekt ist bei den bisherigen Generationen von Robotern vernachlässigt worden, da die Robotertechnologie für die industriellen Massenanwendungen relativ neu war, so daß es akzeptiert worden ist, daß der Programmiervorgang den Einsatz von spezialisiertem Personal und einen gewissen Zeitbedarf erforderte. Seit kurzer Zeit aber wird der Roboter mehr und mehr als eine einfache Komponente einer komplexeren Produktionslinie angesehen. Die Programmierer besitzen keine spezifische Kenntnis und werden üblicherweise in Trainingskursen von nur wenigen Tagen trainiert. Bei dieser Situation muß der Roboter ein einfach zu verwendendes Werkzeug sein und der Programmiervorgang muß notwendigerweise kurz sein.
• Der größte Teil der Programmierzeit wird der Positionierung des Roboters an den Punkten der Bahn ("Anfahrpunkte") gewidmet. Zu diesem Zweck ist ein Terminal für die Programmierung (Programmier-Handgerät) vorgesehen, welches mit dem Steuerschrank des Roboters verbunden ist. Es kann beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige und eine Tastatur aufweisen, die zur Programmierung und zur Ansteuerung der Bewegung des Roboters verwendet wird. Das Programmierterminal wird an die Steuerung des Roboters angeschlossen und zwar beispielsweise über eine lange Leitung, die es dem Benutzer ermöglicht, in der Nähe des Arbeitsraumes des Roboters zu bleiben.
• Zur Durchführung des Programmiervorgangs verwenden die verschiedenen Hersteller von Robotern heutzutage hauptsächlich zwei Verfahren. Eine erste Vorgehensweise besteht in der Verwendung von zwei Paaren von Tasten auf dem Programmierterminal, um die Komponenten festzulegen, entlang der sich der TCP des Roboters bewegen muß. Nach der zweiten Vorgehensweise ist eine Einrichtung ähnlich eines Joysticks vom analogen Typ vorgesehen, d. h. eine die von einem Hebel gebildet wird, der in die unterschiedlichen Richtungen bewegt werden kann, was dazu verwendet wird, sowohl die Richtung der Bewegung des TCP festzulegen als auch zur Festlegung der Geschwindigkeit dieser Bewegung. Diese Joystick-ähnlichen Einrichtungen legen aber nur zwei Komponenten der Bewegung fest, so daß es erforderlich ist, die Möglichkeit hinzuzufügen, daß sich der Hebel um seine Achse drehen kann, um einen weiteren Freiheitsgrad des Joysticks zu schaffen.
• In den letzten Jahren sind auch andere Lösungen für die Programmierung des Roboters getestet worden, indem Kraftsensoren verwendet wurden, die direkt an einem Werkzeugkupplungsflansch an dem Roboterarm angeordnet wurden. Der Benutzer führt das Werkzeug zu dem gewünschten Punkt, indem er es von Hand bewegt. Diese bekannten Lösungen sind jedoch nicht auf eine große Begeisterung gestoßen auf Grund der verschiedenen Probleme, die sie mit sich bringen, unter denen sich die Kosten befinden, die Sicherheit für den Benutzer und die Schwierigkeit der Anwendung bei manchen Situationen, bei denen der TCP von dem Benutzer nicht erreicht werden kann.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von Hand betätigbare Einrichtung zur Steuerung der Bewegung eines bewegbaren Körpers bezogen auf eine feste Referenz, insbesondere für die Betätigung eines Roboters zu schaffen, wobei der Körper bezogen auf die Referenz von motorischen Einrichtungen bewegt werden kann, die von der Einrichtung gesteuert werden, die dazu in der Lage ist, den Betätigungsvorgang für die Bewegung des bewegbaren Körpers und insbesondere den Vorgang für die Programmierung eines Roboters durch einen Benutzer ausgesprochen schnell, einfach und intuitiv zu ma chen.
• Nach der Erfindung wird diese Aufgabe von einer Einrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
• Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist diese Einrichtung einen Träger auf, der mit der Hand gegriffen werden kann, die nicht daran beteiligt ist, das Shuttle zu greifen, an dem sich das Shuttle drehbar um sowohl eine erste Achse oder Gierachse und um eine zweite Achse oder Nickachse angeordnet befindet, die die erste Achse orthogonal schneidet. Das Shuttle ist an dem Träger so angeordnet, daß es sich um wenigstens 360º um beide Achse herum drehen kann. Darüber hinaus sind bei der bevorzugten Ausführungsform an einem Ende des Shuttles zwei Schiebeelemente Seite an Seite zum Antrieb der Translationsbewegung des bewegbaren Körpers in die beiden jeweils entgegengesetzten Richtungen entlang der Richtung vorgesehen, die von der Orientierung des Shuttles festgelegt wird. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist an einer Seite des Shuttles ein weiteres Schiebeelement vorgesehen zur Steuerung der Geschwindigkeit der Drehung des bewegbaren Körpers in beide Richtungen um die Achse herum, die durch die Orientierung des Shuttles bestimmt wird.
• Daher sind bei der Einrichtung nach der Erfindung Richtungs- und Geschwindigkeitssteuerungen vollständig voneinander getrennt. Die Richtung kann einfach dadurch gesteuert werden, daß das Shuttle in der Richtung ausgerichtet wird, entlang der der bewegbare Körper bewegt werden soll. Zu diesem Zweck kann das Shuttle beispielsweise einen langgestreckten Körper oder Bezugszeichen auf seinem Körper aufweisen, um in eindeutiger Weise eine einzige Hauptrichtung festzulegen.
• Im Falle der Anwendung für die Programmierung eines Roboters macht es die Einrichtung gemäß der Erfindung dem Benutzer mögliche den Roboter zu bewegen, ohne seinen Blick von ihm zu lösen, um eine dauernde Rückkopplung der Wegsteuerung durch den Benutzer zu ermöglichen. Studien, die vom Anmelder durchgeführt worden sind, haben gezeigt, daß die Einrichtung nach der Erfindung einfach zu handhaben ist und nur eine verringerte Trainingszeit für den Benutzer benötigt.
• Wie es bereits erwähnt worden ist, muß das Shuttle mit seiner Hauptrichtung entlang der Richtung ausgerichtet werden, an der der TCP bewegt werden soll. Es ist klar, daß sich zum Erreichen der richtigen Bewegung, die Position der Einrichtung nach der Erfindung in gleicher Weise auf ein Referenzsystem beziehen muß, welches bezogen auf dem Roboter fest ist. Dies kann durch einen Kalibrierstartvorgang der Einrichtung erreicht werden, der in ausgesprochen einfacher und schneller Weise durchgeführt werden kann. Eine sehr genaue Kalibrierung ist jedoch für die richtige Funktion der Einrichtung nach der Erfindung nicht unbedingt notwendig, da die Richtung der Bewegung von dem Benutzer kontinuierlich korrigiert werden kann, ohne den Roboter anzuhalten, indem das Shuttle bewegt wird; daher ist, wenn einmal der Mechanismus der Rückkopplung zwischen dem Benutzer und dem Roboter eingeläutet worden ist, die absolute Richtung der Einrichtung für den Betrieb nicht mehr länger so wichtig. In der Praxis existiert das Problem hauptsächlich bei einem ersten Start, wenn es aufgrund des Fehlens einer Kalibrierung nicht möglich ist, die Bewegung des Roboters vorauszusehen. Sogar in diesem Fall muß es aber berücksichtigt werden, daß es mit der Geschwindigkeitssteuerung möglich ist, den Roboter mit einer sehr geringen Geschwindigkeit zu starten, so daß es in diesem Stadium möglich ist, die genaue Richtung des Shuttles zu bestimmen, auch wenn anfangs das Shuttle nicht genau parallel zur Richtung der Bewegung verläuft, d. h. sogar im Falle einer nicht korrekten Kalibrierung.
• Für die Kalibrierung sind theoretisch drei Daten notwendig für die vollständige Beschreibung der Position des Shuttles bezogen auf den Roboter, da dies die drei Komponenten sind, die die Orientierung des Shuttles im Raum definieren. In der Praxis ist es aber für den Benutzer nicht schwierig, den Träger des Shuttles in einer weitgehend vertikalen Stellung zu halten, um die Zahl der Komponenten zu verringern, die zur Einstellung auf einen einzigen Wert erforderlich sind: in der Praxis muß nur der Winkel festgelegt werden, der von dem Shuttle um die Gierachse herum gebildet wird. Der richtige Wert dieses Winkels muß von dem Benutzer nicht von Hand eingegeben werden, sondern kann von einem halb-automatischen Kalibriervorgang zugewiesen werden. Dies kann auf unterschiedliche Weisen ausgeführt werden, wobei aber zwei davon nachfolgend als Beispiele genannt werden: eine mechanische und eine über Software. Das mechanische Kalibrierverfahren besteht darin, eine Ringmutter um die Verbindungsstelle herum vorzusehen, die für die Drehkupplung um die Gierachse herum verwendet wird, die eine Bewegung der Referenz des Meßwertaufnehmers der Kupplung hervorruft. Der Benutzer wird ein sichtbares Bezugszeichen auf der Ringmutter mit einer bekannten Richtung bezogen auf den Roboter in Übereinstimmung bringen müssen, die einfach identifiziert werden kann. Die Position des Bezugszeichens wird dem Benutzer dabei helfen zu erkennen, wann ein erneuter Kalibriervorgang notwendig ist. Das Kalibrierverfahren über Software besteht dahingegen darin, das Shuttle mit einer Taste für die Kalibrierung beispielsweise an einer Stelle zu versehen, um ihre nicht beabsichtigte Betätigung zu verhindern. Die Taste wird gedrückt werden müssen, wenn das Shuttle bezogen auf den Roboter in einer bekannten Richtung ausgerichtet worden ist.
• Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden, die lediglich der Erläuterung halber, nicht aber als beschränkendes Beispiel vorgelegt werden, wobei:
• Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung ist;
• Fig. 2, 3 eine Ansicht von oben und eine Ansicht von der Sei te der Einrichtung nach Fig. 1 ist;
• Fig. 4 eine mögliche Drehung des Bauteiles ist, welches das Shuttle der Einrichtung nach Fig. 1 bildet;
• Fig. 5 eine perspektivische schematische Ansicht ist, die die Verwendung der Einrichtung nach der Erfindung zeigt;
• Fig. 6, 7 zwei weitere perspektivische schematische Ansichten sind, die die verschiedenen Vorgänge zeigen, die von der Einrichtung nach der Erfindung ausgeführt werden müssen, um eine vorbestimmte Bewegung des Roboters hervorzurufen;
• Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform nach der Einrichtung gemäß der Erfindung in einem ersten Betriebszustand ist;
• Fig. 9 eine Ansicht auf die Einrichtung nach Fig. 8 in einem zweiten Betriebszustand ist; und
• Fig. 10 ein Schaubild ist, welches ein Steuersystem für einen Roboter mit einer Einrichtung nach der Erfindung zeigt.
• Wie es sich bezogen auf Fig. 1-4 ergibt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 ganz allgemein eine von Hand zu betätigende Einrichtung für die Ansteuerung der Bewegung eines Roboters während eines Programmiervorgangs. Die Einrichtung 1 besitzt einen Träger 2, der bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel in der Form eines langgestreckten Handgriffes vorliegt, der von dem Benutzer mit einer Hand (Fig. 5) gegriffen werden soll, der ihn in einer weitgehend vertikalen Stellung hält. Bei dem dargestellten Beispiel besitzt der Handgriff 2 eine Sicherheitstaste 3, die während der Verwendung der Einrichtung gedrückt gehalten werden muß, um die Betätigung des Roboters zu ermöglichen.
• Am Träger 2 ist ein Shuttle 4 angeordnet, welches einen lang gestreckten Körper besitzt, der eine Achse 5 (Fig. 4) definiert und um wenigstens 360º drehbar ist und zwar sowohl um eine Achse 6 (Pfeile VI) oder Gierachse und um eine Achse 7 (Pfeile VII) oder Nickachse.
• Im Falle des dargestellten Beispieles besitzt der Körper des Shuttles 4 zwei Abschnitte 4a, 4b, die von einem sich längs erstreckenden Schlitz getrennt werden, aber fest miteinander verbunden sind. Die Trennung macht es möglich, daß der Körper auf einem vertikalen Stützblatt 8 angeordnet wird, wobei die beiden Abschnitte 4a, 4b an den beiden Seiten des Blattes 8 angeordnet sind, so daß der gesamte Körper 4 des Shuttles dazu in der Lage ist, sich um wenigstens 360º um die Nickachse 7 zu drehen.
• Wie es vorstehend bereits erwähnt worden ist, ist es durch das Drehen des Shuttles 4 um die beiden Achsen 6, 7 möglich, die Hauptachse 5 des Shuttles entlang jeder Richtung im Raum zu positionieren. Wie es anhand der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden wird, ist die Einrichtung so ausgebildet, daß sie dazu in der Lage ist, eine Translation eines vorbestimmten Punktes des Roboters, typischerweise des TCP entlang der Richtung, auf der die Achse 5 ausgerichtet ist und/oder eine Drehung des Werkzeuges um diese Richtung herum zu bewirken, welches von dem Roboter getragen wird. Um die Geschwindigkeit der vorstehend erwähnten Translation oder Rotation zu steuern, sind entsprechende Schiebeelemente an dem Körper 4 des Shuttles vorgesehen. Insbesondere sind an einem Ende des Körpers des Shuttles zwei Schiebeelemente 9, 10 Seite an Seite angeordnet, die jeweils die Geschwindigkeit der Bewegung nach vorne und die Geschwindigkeit der Bewegung nach hinten entlang der Richtung steuern, die durch die Orientierung des Körpers des Shuttles 4 im Raum festgelegt wird. Darüber hinaus ist an einer Seite des Körpers des Shuttles 4 ein Schiebeelemente 11 vorgesehen, dessen Bewegung in den beiden entgegengesetzten Richtungen ausgehend von einer Ruhestellung eine entsprechende Drehung in die entgegengesetzten Richtun gen um die festgelegte Richtung herum bewirkt. Der Betrag der Bewegung der Schiebeelemente 9, 10, 11 bestimmt die Geschwindigkeit der Bewegung des Roboters.
• Daher ist bei der Einrichtung gemäß der Erfindung die Steuerung der Richtung der Bewegung des Roboters (sei es entweder eine Translation oder einer Rotation) vollständig getrennt von der Steuerung der Geschwindigkeit dieser Bewegung.
• Wie es in Fig. 10 schematisch dargestellt ist, ist die Einrichtung 1 beispielsweise über ein Kabel 12 (welches aus dem unteren Ende des Handgriffes 2 hervorsteht) mit dem Steuerfeld 13 des Roboters R verbunden.
• Die Einrichtung nach der Erfindung ist darüber hinaus mit einer Sensoreinrichtung 14 versehen, die dazu ausgebildet ist, den Betrag der Drehung des Körpers 4 des Shuttles um die Achse 6 festzustellen, mit einer Sensoreinrichtung 15, die dazu ausgebildet ist, den Betrag der Drehung des Körpers 4 des Shuttles um die Achse 7 festzustellen, einer Sensoreinrichtung 16 für den Betrag der Bewegung der Schiebeelemente 9, 10, die die Geschwindigkeit der Translation steuern und mit einer Sensoreinrichtung 17, die dazu ausgebildet ist, den Betrag der Bewegung des Schiebeelementes 11 zu erfassen, welches die Geschwindigkeit der Drehung steuert.
• Die Einzelheiten der Ausbildung dieser Sensoreinrichtungen werden hier nicht beschrieben und erläutert, da diese in jeder bekannten Weise ausgebildet werden können und diese für sich allein betrachtet nicht in den Rahmen der Erfindung fallen. Darüber hinaus macht das Weglassen dieser Details aus den Zeichnungen diese einfacher verständlich, Aus dem gleichen Grund wird hier keine detaillierte Erläuterung der Verbindung zwischen der Einrichtung 1 und der Steuerung 13 und zwischen der Steuerung 13 und dem Roboter R vorgetragen. Aufgrund der Erfassung der Drehungen des Shuttles 4 um die Achsen 6, 7, die von den Sensoren 14, 15 ausgeführt wird, sind die elektronischen Steuereinrichtungen, die zu dem Steuerfeld 13 gehören, dazu in der Lage, die Ausrichtung des Shuttles 4 im Raum zu erfassen. Wie es vorstehend bereits erläutert worden ist, ist es selbstverständlich erforderlich, vorher einen Kalibriervorgang durchzuführen, um die Position der Einrichtung bezogen auf den Roboter einzustellen. Wie es ebenfalls bereits vorstehend erläutert worden ist, kann der vorstehend erwähnte Kalibriervorgang durchgeführt werden, indem nur ein einzelner Parameter eingestellt wird, das heißt der Wert des Winkels um die Gierachse, da der Benutzer den Träger 2 in einer weitgehend vertikalen Stellung hält. Es ist auch bereits erwähnt worden, daß der genaue Wert dieses Winkels vom Benutzer nicht von Hand eingegeben werden muß, sondern von einem halb-automatischen Kalibriervorgang eingestellt werden kann, der in der bereits beschriebenen Weise durchgeführt werden kann.
• Die Erfassung der Bewegung der Schiebeelemente 9, 10, 11 über die Sensoreinrichtungen 16, 17 macht es der elektronischen Steuereinrichtung 13 möglich, die Bewegung des Roboters R mit einer Geschwindigkeit anzusteuern, die eine Funktion der Bewegung der vorstehend erwähnten Schiebeelemente ist.
• Die Information, die sich auf die obenstehend erwähnten Drehungen und Bewegungen der Schiebeelemente bezieht, sind numerische Daten mit einem minimalen Wert, einem maximalen Wert und einer Meßeinheit. Um diese Werte anzupassen, die von der Steuerung 13 für den Roboter verwendet werden sollen, ist es erforderlich, eine minimale Auflösung und eine Abtastzeit festzulegen, um diese Zahlen in diskrete Werte zu transformieren (es ist beispielsweise möglich auszuwählen, die Position des Shuttles um die jeweiligen Drehachsen herum mit einer Auflösung eines sexagesimalen Grades für alle 50-100 Millisekunden darzustellen). Unter dem Gesichtspunkt der Hardware aus betrachtet, kann diese Informationen durch Position/Spannung-Meßwandler gewonnen werden; die Spannung kann dann abgetastet und durch einen A/D Wandler in eine numerische Information übersetzt werden und durch einen seriellen Kanal zu der Steuerung 13 für den Roboter übertragen werden.
• Fig. 5-7 zeigen in schematischer Weise die Verwendung der Einrichtung nach der Erfindung für die Programmierung des Roboters, um einen Lichtbogenschweißvorgang durchzuführen.
• Wie es anhand von Fig. 6 ersichtlich ist, wird der TCP eines Roboters R zu Beginn näher zu den zu schweißenden Stücken geführt, indem er dazu gebracht wird, einer geraden Bahn r&sub1; zu folgen und zwar beginnend von einem Punkt A bis zu einem Punkt B. Diese Bewegung wird erreicht, indem das Shuttle 4 so ausgerichtet wird, wie es anhand von I ersichtlich ist und das Schiebeelement 9 für die Bewegung nach vorne gedrückt wird, um in jedem Augenblick die Geschwindigkeit der Bewegung des Roboters zu steuern, um eine Anfangsbeschleunigung, einen zwischenzustand und eine negative Beschleunigung am Ende festzulegen. Wenn er sich einmal bei B befindet, wird der Roboter bis zu C bewegt, um das Schweißen durchzuführen und zwar entlang der Bahn r&sub2; (das Shuttle befindet sich an der Position II), woraufhin der Roboter von den geschweißten Stücken weg bewegt wird, indem er dazu gebracht wird, einem Weg r&sub3; zu folgen, um den Punkt D zu erreichen (das Shuttle befindet sich an der Position III).
• Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Veränderung der Verhaltensweise des Roboters. In diesem Fall wird, wenn sich der TCP an der Position E befindet, das Schiebeelement 11 des Shuttles für die Seite betätigt (Position IV), um eine Drehung des von dem Roboter getragenen Werkzeuges um einen Winkel F herbeizuführen. Diese Drehung wird um eine Achse X herum durchgeführt, die der Ausrichtung der Längsachse des Körpers des Shuttles entspricht. Wie es auch anhand von Fig. 7 ersichtlich ist, kann der Roboter, wenn sich der TCP an der Stelle G befindet, um eine Achse Y senkrecht zur Achse X gedreht werden, nachdem das Shuttle in eine Position V ausgerichtet wor den ist, bei der sich die Achse 5 des Shuttles parallel zur Achse Y befindet, indem das Schiebeelement 11 für die Seite betätigt wird, um eine Drehung H des Werkzeuges herbeizuführen, welches von dem Roboter getragen wird.
• Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Träger des Shuttles 4 von einer Verlängerung oder Erweiterung der bekannten Konsole 25 gebildet wird, die das Programmierterminal des Roboters bildet, die eine Flüssigkristallanzeige 16 und eine Tastatur 17 besitzt. In diesem Fall ist der Träger 2 bezogen auf den Körper des Programmierterminals 25 um eine Achse 2A (Fig. 9) drehbar, um es zu ermöglichen, daß das Shuttle an einer Seite des Terminals in einem Ruhezustand bleibt, wenn es nicht benutzt wird.
• Wie es ohne weiteres anhand von Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Verwendung der Einrichtung nach der Erfindung ausgesprochen einfach, da es möglich ist, die Einrichtung (entweder den Handgriff 2 in dem Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 oder das Programmierterminal 25 in dem Fall der Ausführungsform nach Fig. 8) mit einer Hand zu greifen, wohingegen die andere Hand den Körper 4 des Shuttles ergreift, der vorzugsweise eine Ausbildung besitzt, die einem komfortablen und einfachen Griff entgegenkommt. Insbesondere befindet sich die Taste 9 für die Bewegung nach vorne an einer Stelle, die für den Zeigefinger tauglich ist und die Taste 10, die die Translation in die entgegengesetzte Richtung ansteuert, mit dem Mittelfinger oder dem Zeigefinger selbst betätigt werden kann und sich das Schiebeelemente 11 für die Ansteuerung der Drehung an einer Stelle befindet, die für den Daumen zugänglich ist. Die Möglichkeit der Drehung um mehr als 360º um die Gier- und Nickachsen versetzt das Shuttle in die Lage, dafür ausgebildet zu sein, um sowohl von der rechten Hand als auch von der linken Hand gegriffen zu werden.
• Die Form des Shuttles kann selbstverständlich auch von der lediglich als Beispiel dargestellten abweichen. So kann bei spielsweise das Shuttle einen Körper mit einer weniger betont langgestreckten Form und in seinem mittleren Bereich vergrößert sein, um einen einfacheren Griff zu ermöglichen, wobei die Hauptrichtung des Körpers, wenn es notwendig ist, auch durch Bezugszeichen festgelegt werden kann, die am Körper selbst ausgebildet werden. Darüber hinaus kann der Körper in beispielsweise drei getrennte Abschnitte anstelle von zwei Abschnitten nach dem dargestellten Beispiel unterteilt werden, wobei diese drei Abschnitte von zwei parallelen Streifen ähnlich dem Streifen 8 der beigefügten Zeichnungen getragen werden, wobei sich der mittlere Abschnitt zwischen den beiden Streifen angeordnet befindet und sich die beiden seitlichen Abschnitte an der Außenseite davon angeordnet befinden. In diesem Fall kann das Schiebeelemente für die Bewegung nach vorne an einem Ende des mittigen Abschnitts getragen werden, wohingegen das Schiebeelemente für die Translation nach hinten von einem der beiden seitlichen Abschnitte getragen werden kann.
• Auf Grund der vorstehend beschriebenen Merkmale kann der Benutzer, wie es bereits erwähnt worden ist, den Roboter während des Programmiervorgangs durch die Einrichtung nach der Erfindung steuern, ohne seinen Blick vom Roboter abzuwenden, um den Weg des Roboters sofort korrigieren zu können.
• Die Steuerungen für die Richtung der Bewegung (Translation und Rotation) und die Geschwindigkeit dieser Bewegung sind vollständig getrennt, was die Ansteuerung durch den Benutzer weiter vereinfacht.
• Es ist ohne weiteres klar, daß obwohl das Prinzip der Erfindung das gleiche bleibt, die Details der Konstruktion und der Ausführungsformen in einem weiten Bereich von dem lediglich als Beispiel Beschriebenen und Dargestellten abweichen können, ohne aber vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. So ist es beispielsweise theoretisch möglich, den Träger 2 vollständig wegzulassen. In diesem Fall könnte der Körper des Shuttles auf beliebige Weise von dem Benutzer vollständig frei ausgerichtet werden. In diesem Fall müßte selbstverständlich eine Sensoreinrichtung dazu in der Lage sein, die Orientierung des Körpers des Shuttles im Raum festzustellen.
• Darüber hinaus werden, obwohl sich die hauptsächliche Verwendung der Erfindung auf das Gebiet der Roboter bezieht, mögliche Verwendungen innerhalb des Bereichs von CAD und Anwendungen der virtuellen Reality nicht ausgeschlossen. Allgemeiner ist es möglich, die Erfindung in allen Fällen anzuwenden, bei denen es einen Körper gibt, der bezüglich einer festen Referenz über eine motorische Einrichtung bewegt werden kann. Die von Hand betätigbare Einrichtung nach der Erfindung macht es möglich, daß diese motorischen Einrichtungen so gesteuert werden, daß sie eine Fernsteuerung der Bewegung des bewegbaren Körpers nach den vorstehend beschriebenen Verfahren zur Verfügung stellen.
• Ganz allgemein kann die Erfindung daher bei jedem Fall angewandt werden, bei dem der Operator die Bewegung eines Referenzsystems bezogen auf eine feste Position anfordern muß. Im Bereich von CAD Anwendungen kann die perspektivische Darstellung eines Objekts im Raum bewegt werden, um unter verschiedenen Betrachtungspunkten aus untersucht zu werden. Bei Anwendungen der virtuellen Reality können verschiedene Objekte aufgenommen und mit hoher Präzision frei bewegt werden. Die Trennung zwischen der Steuerung für die Translation und die Rotation unterstützt den Operator darin, nicht gewünschte Bewegungen zu vermeiden. Aufgrund dieses Merkmals sind auch Anwendungen für die Ansteuerung von Maschinen nicht ausgeschlossen, die Lasten bewegen (Kräne oder Portalkräne).

Claims (5)

1. Manuell betätigbare Einrichtung zur Steuerung der Bewegung eines bewegbaren Körpers bezogen auf eine feste Referenz, insbesondere zur Steuerung eines Roboters, wobei der Körper bezüglich der festen Referenz über Motoreinrichtungen bewegbar ist, die von der Einrichtung gesteuert werden, wobei die Einrichtung erste Einrichtungen (4) zur Einstellung der Richtung der Bewegung des bewegbaren Körpers besitzt und zweite, von den ersten Einrichtungen (4) unabhängige Einrichtungen (9, 10, 11) zur Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegung des bewegbaren Körpers entlang der von den ersten Einrichtungen (4) eingestellten Richtung aufweist, wobei die ersten Einrichtungen (4) zur Einstellung einer Translationsrichtung des bewegbaren Körpers dienen,

wobei die Einrichtung weiterhin aufweist:

- ein Steuershuttle (4), welches durch eine Hand greifbar ist und im Raum zur Kennzeichnung einer Richtung frei ausrichtbar ist,

- Sensoreinrichtungen (14, 15) zur Erfassung der Richtung des Shuttles (4) bezogen auf eine feste Referenz,

- wenigstens eine Handsteuereinrichtung (9) für die Einstellung der Geschwindigkeit der Bewegung des bewegbaren Körpers, die vorzugsweise an dem Shuttle (4) angeordnet ist,

- eine Steuereinrichtung (13) zur Herbeiführung der Bewegung des bewegbaren Körpers entlang der Richtung, die durch das Shuttle (4) gekennzeichnet ist und mit der von der Steuereinrichtung (9, 10, 11) eingestellten Geschwindigkeit und

- ein erstes Schiebeelement (9) für die Steuerung der Geschwindigkeit der Translation nach vorne entlang der eingestellten Richtung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung weiterhin einen Träger (2) besitzt, wobei das Steuershuttle (4) an dem Träger (2) um sowohl eine erste Achse (6) oder Gierachse und um eine zweite Achse (7) oder Nickachse, die die erste Achse (6) schneidet und zu dieser orthogonal ist, drehbar angeordnet ist und die Einrichtung weiterhin ein zweites Schiebeelement (10) besitzt zur Steuerung der Geschwindigkeit der Translation nach hinten entlang der eingestellten Richtung und ein weiteres Steuerschiebeelement (11) für die Steuerung der Geschwindigkeit der Drehung um die eingestellte Achse aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Shuttle (4) an dem Träger (2) so abgestüzt ist, daß es um wenigstens 350º um die erste und zweite Achse (6, 7) drehbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Schiebeelement (9, 10) an einem Ende des Körpers des Trägers (4) angeordnet ist und das weitere Schiebeelement (11) zur Steuerung der Geschwindigkeit der Drehung an einer Seite des Körpers angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schiebeelemente eine Geschwindigkeit proportional zur Bewegung dieses Schiebeelementes bestimmt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) von einer Verlängerung gebildet ist, die an einem Roboterprogrammierterminal (25) angeordnet ist.