JP2004130511A - ポータブルなプログラミング端末を備え、ロボットまたは同様な自動装置をプログラミングするためのシステム - Google Patents

ポータブルなプログラミング端末を備え、ロボットまたは同様な自動装置をプログラミングするためのシステム Download PDF

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Abstract

【課題】　オペレータによるロボットのプログラミング作業をより簡単に、かつより短時間で行えるシステムを提供する。
【解決手段】　ロボット用プログラミングシステムは端末６を備え、該端末は、ロボットのモーションを制御するための一連のジョグキー１４と、キー１４に対する多数の可能な調整システムから一つを選択するためのキー１８と、そのモーションの結果として、ロボットによりサポートされたツールの所定ポイントにより到達した位置を格納するためのキー２１を備える。端末６は、ジョグキー１４に替えて手動により操作できる追加的な制御キー(40,41)を備え、これは、選択キー１８で選択された調整とは独立して、端末６を使用のオペレータの位置に対して自由に変更できる基準ポイントに対し、ツールの予め設定のポイントでの直交座標及び/又は角度変位を生じさせる。
【選択図】図２

Description

　この発明は、ロボットまたは、ツールを提供する同様な自動装置のためのプログラミングシステムに関し、そのシステムは、複数の軸に基づくロボットの動きを制御できる制御ユニット、および制御ユニットに接続して動作するポータブルなプログラミング端末を含む。
　その端末は、制御ユニットに格納された複数の座標システムの中から所望の座標システムを選択するために手動で動作できる選択手段と、
　動作が選択手段でなされた選択に依存する第１のモーション制御手段であり、ロボットに対して個々のコマンド信号を制御ユニットに与えるために手動で操作できる多数のモーションキーを備え、前記コマンド信号は、選択手段を用いて選択された座標システム内で操作されたモーションキーに基づき軸の近傍または軸に沿った回転または転換モーションをツールが実行することを目的とした第１のモーション制御手段と、
　ロボットのモーションの結果として、予定のポイントにツールが達した位置を格納するために手動で操作できる位置教示手段とを備える。
　ロボットのプログラミングの機能は、本質的に、ロボットに軌道を手動で教示することにあり、軌跡のポイントの一つは、あるアプリケーションを実行するために自動的に繰り返さなければならない。
　このポイントは、いわゆる“ツールセンターポイント”(ＴＣＰ)により構成され、これは、ロボットの腕、つまり、動作を実行するツールの部分に装着されたツールのアクティブな部分の位置を認識し、そして、アプリケーションに基づき最適な方法でオペレータにより定義される。この観点から、たとえばアーク溶接の動作の場合、ＴＣＰは、溶接ワイヤの先端部の溶接トーチのチップ上に位置する。シールするためのアプリケーションでは、そのＴＣＰは代わりに、シーラントの流出のためのノズルに対応して位置する。一方、電気スポット溶接ガンを要求するアプリケーションに対しては、そのＴＣＰは二つの電極の一つに対応するか、それらの中間点に対応する。
　プログラミング時間の殆どは、ＴＣＰが追従しなければならない最適な軌跡のポイントを設定し、そして、それらの座標を格納するために、手作業によるロボットへのコマンド入力に費やされる。この目的のために、“教示ペンダント”として公知のポータブルなプログラミング端末が提供される。これは、ロボットの制御ユニットに制御され、そして、典型的に、手作業によるプログラミングおよびロボットのモーションをコマンド入力のために使用されるディスプレイおよび一連のプッシュボタンを備える。そのプログラミング端末は、通常、オペレータがロボットの作業エリアに接近して移動できるように、ＴＣＰのポイントおよび軌跡を正確に検証できるように、長いワイヤの手段により制御ユニットに接続される。
　ロボットの姿勢への変化を手作業でコマンド設定するために、オペレータは、プログラミング端末の特殊なプッシュボタン、これは“ジョグ”プッシュボタンまたはキーとして公知、を用い、ロボットの複数軸の動作をコマンド入力する。
　ポータブル端末のジョグプッシュボタンの押動により、ＴＣＰは、多数の可能な基準システムの中からオペレータにより選択された基準システム内で特定の正または負の方向に動作可能である。たとえば、ロボットジョイントの基準システムとして公知の“Joints”が提供されており、そのようなシステムでは、ベクトルが各ジョイントの角位置を示し、また、直交座標の基準システムとして一般に公知の“ベース”および“ツール”が提供される。前者はロボットのベースに関し、後者はロボットの端部に位置するツールに関する。
　ＴＣＰに接近して追従するため、そしてその位置を目視的にチェックするために、オペレータは、ロボットの周囲を連続的に移動する。そのため、オペレータは、明らかに、前述の基準システムの座標原点に関しても移動する。このことが、各々の場合でオペレータが使用を望む基準システムを選択しなければならないという事実をも考慮すると、プログラミング時の活動をある程度複雑にする。この点を注目すると、連続的に格納されるべきアプリケーションのツールの個々の動作ポイントに到達するには、ロボットの複数の軸を移動させることが時折、必要となる。
　公知のプログラミング端末の使用は、自身の手の姿勢を連続的に変化させない限り、自身の指でいくつかのプッシュボタンに達する際の困難性のために、オペレータに対して不器用さをも体感させる。
　ある場合には、公知のプログラミング端末の使用は、安全プッシュボタン(デッドマンデバイスとして公知)の存在のために(このボタンは、ジョグプッシュボタンの手段によりロボットを動作させている間は押し続けなければならない)、うんざりさえする。
　この発明は、オペレータによるロボットのプログラミング作業を、公知のシステムと比較して、より簡単に、かつ、より短時間で行えることを目的とする。
　この発明の別の目的は、プログラミング作業をより容易にするために、人間工学の面から、特別に有利な構造を持つ、ロボット用のポータブルなプログラミング端末を提供することである。
　これらのおよび他の目的は、以下、容易に明白となるであろうが、この発明に基づき、本記述の始めで述べたタイプのプログラミングシステムにより達成される。本発明のポータブルな端末は、制御ユニットに個々のロボット制御信号を与えて、予め設定した基準ポイントに対するツールの予め決定したポイントの変位を生じさせるために、第１のモーション制御手段に替え、手動により操作できる追加的なモーション制御手段を備え、
　基準ポイントの位置は変更でき、
　端末は、基準ポイントの位置を変更するための手段を備え、そして
　追加的なモーション制御手段の動作の結果として発生された制御信号は、選択手段で選択された調整から独立している。
　ツールの予め設定したポイントは、有利にＴＣＰにより表示でき、そして、基準ポイントが、ロボットに対する端末の位置、それゆえ、端末をサポートしているユーザーにより表示できる。
　プログラミングの段階の間に、ロボットの動作エリア内で移動するオペレータは、簡単にかつ、迅速な流儀で、ロボットに対する自身の角度変位に基づき、自身の基準ポイントを変更でき、そして、第１のモーション制御手段、つまりジョグプッシュボタンの与えられた規準システムを選択することを予防的に必要とせず、そして、その後、ロボットのモーションをコマンド入力するために後者を用いる必要はない。オペレータは、基準ポイントを設定後、自身の観察ポイントに対するＴＣＰの所望のモーションを得るために追加的なモーション制御手段で実行するだけでよい。
　この発明の追加的な目的、特性および利点は、単に実施例および限定しない例として提供された、以下の記述から、および添付した図面から容易に明白になるであろう。
　図１において、参照番号１は、実質的に公知の産業ロボットを示し、複数のジョイント２および、ツール４(この明細書の冒頭で説明したようにここでは溶接トーチとする)を担う先端のリスト３を有する。ツール４の先端が“ツールセンターポイント”ＴＣＰを与える。
　ロボット１は、たとえば電気ケーブルの手段により、対応する制御ユニット５に接続され、そのユニット５へは、ロボット１をプログラムするためにオペレータ７が使用するポータブル端末６も接続される。
　好ましくは、それぞれマイクロプロセッサ制御システムを備えるユニット５および端末６に対するハードウエアの実際の構築方法は、この記述の目的外のものである。
　先に説明したように、プログラミング目的のために、端末６に備えの適したジョグプッシュボタンの手段により、ロボットの姿勢を変更して、そして、オペレータ７は他の端末６の他のプッシュボタンを通じて、ＴＣＰに対して確認された適切な経路の調整を格納することによって、オペレータ７は、ロボット１が後で自動で実行するために呼び出される、動作過程を“シミュレート”する。
　システム制御ロジックは、ジョグプッシュボタンに、それぞれの場合に、オペレータ７が各場合で予防的に選択し、かつ選択する、種々の可能な基準システム(ジョイント、ベース、ツール、その他)に関連して、ロボット１の軸の変位機能および回転機能の命令を与える。先に説明したように、この環境は、端末６へのプログラミングの行為に直感性を与えず、また、選択された種々の基準システムの方位に対するオペレータ７が連続的に自身の操作位置を考慮しなくてよい。
　この理由のために、この発明の重要な態様によれば、端末６には、通常のジョグプッシュボタンに加えて、ロボット１のモーションを制御するための追加的な手段を備える。その手段は、制御ユニット５内に備えられる個々のアプリケーションプログラムによりサポートされる。前記追加的な手段は、たとえばプッシュボタンまたはジョイステックの形態であり、制御ユニット５への各々のケースで宣言された、オペレータ７の位置に有利に対応できる基準ポイントに対する、ＴＣＰの変位を、迅速かつ、直接的に制御するために備えられる。
　図２および図３は、プログラミング用端末６を示し、追加的なモーション制御手段を備え、人間工学の観点から特に有利となる発展的な構成を有する。
　この図面から、端末６の本体が、表示デバイスＤが位置する上側の部分１０および、ロボット１を動かし、そしてプログラミングする目的のためにより頻繁に使用されるプッシュボタンが位置する下側の部分１１を備えることに最初に注目できる。
　前記図面から、部分１１の幅は、部分１０との接合部へ向かうにつれて減少していることも容易に明白である。前記端末６の本体の形態は、以下の説明で容易に明白となるように、オペレータ７が部分１１の二つの縦方向の側部に調和して両手で端末を支持しながら、自身の親ゆびを用いてより一般に用いられるモーションおよび格納プッシュボタンを押すことができるので、人間工学の観点から極めて有利である。
　公知のものでは、端末６は、通常、“デッドマン”デバイスとして周知の安全デバイスが備えられ、これは、ロボットのモーションプッシュボタンの操作を可能にするためにオペレータ７によりオンし続けなければならない。
　この発明の好ましい実施例では、端末６の背面中央に図３に参照番号１２で示したように、縦方向に延在するくぼみが設けられている。くぼみ１２の縦方向の表面の各々からくぼみ自体の内部に向かってボタン１３が突出しており、このボタンはデッドマンデバイスの一部であり、容易に理解されるように、二つのプッシュボタン１３は実質的に細長いバー形状のものである。
　オペレータが部分１１の傾斜した側方表面の一方または双方に沿って端末６を支持した時、くぼみ１２およびボタン１３は、親ゆびではなく、オペレータ７の指の先のためのグリップエリアとして機能する。このように、ロボットのモーションプッシュボタンの使用を可能にするために、二つのボタン１３の少なくとも一つで必然的に押される。一方、二つのボタン１３のいずれもが押されないなら、端末６はロボット１の動作を命令入力できない。
　この構成は、オペレータがデッドマンデバイスを操作において、前記デバイスを操作するためのいずれの場合において、自然な姿勢で手を変えることを可能にするので、この構成はオペレータにとって特に都合がよい。これに対し、公知のプログラミング端末は、オペレータの手を疲れさすような静止の姿勢を必要とし、従って、デッドマンデバイスを押し続ける必要性のために、快適な操作を見つけることなく、オペレータは、端末のグリップ部を変えようとする。
　バー１３は、比較的長く、かつ、部分１１の二つの側方の表面に対し実質的に平行に延在するという事実は、オペレータがグリップ部を端末６本体の部分１１に沿って移動することも可能にし、デッドマンデバイスの快適な操作を常に保障する。
　図２を参照すると、端末６は、上述したように、備えられたこれら(“ジョイント”、“ベース”、“ツール”その他)の中からオペレータにより選択された基準システム内で正または負の方向にロボットを動作させるための調整を与えるために、通常のジョグプッシュボタンを備える。そのジョグプッシュボタンは、その目的のために、2重圧タイプのものとし、それにより、各々がプッシュボタン１４を備え、そのボタンは、それぞれ正方向の移動または負の方向の移動を得るために、縦方向の端または他の部分が押されなくてはならない。
　この発明の好ましい実施例では、ジョグプッシュボタン１４は、端末６の正面に対象的に配置され、特に、４個が一方の側に、そして４個が他方の側に配置される。この構成は、オペレータ７の左手および右手の位置を変更させ、このことが端末の背面内の左右にある、デッドマンデバイスのプッシュボタン１３(図３)を選択的に押すのに好都合のため、この構成もまた、人間工学の理由から選択された。
　好ましくは、更に、同じ側(図２の特定の場合、左側)に、移動機能を制御するためのプッシュボタン１４が配置され、そして、反対側に、回転機能を制御するためのプッシュボタン１４が配置される。この構成の目的は、機能の選出を単純にする。
　ここで例示した場合では、ジョグプッシュボタンは、特に４個のプッシュボタンを２個の対称の組で備え、ロボットの軸１〜３および４〜６を制御するために、上側の３つのプッシュボタン１４は実質的に互いに平行であり、そして、ロボットの軸７および８を制御するために、下側のプッシュボタン１４は、前述のものに対して実質的に垂直である。下側のジョグボタン１４がロボットの軸９および１０を持つなら、第２の機能として、下側のジョグボタン１４にロボットの軸９および１０についての制御も持たせてもよい。
　参照番号１５は、二つの“補助手動装置”のプッシュボタンのキーを示し、一方でロボットの移動速度を増し、他方でそれを減じる。この二つのボタン１５は、好ましくは、部分１１の中央部の右側に位置する。これに接近して、後で説明する“Start”、“Hold”、“Coord”と呼ばれる制御が位置する。
　参照番号１６は、右手の親ゆびで都合よく操作できるように、端末の右側で部分１１の上部にある“Start”と呼ばれるプッシュボタンのキーを示す。このプッシュボタン１６は、ジョグプッシュボタン１４の手段により予めセットされた動作シーケンスを実行するために、ロボット１の動作をスタートさせるためのものである。
　参照番号１７は、ロボット１の動作を停止できる“Hold”と呼ばれるプッシュボタンのキーを示す。このキー１７は、端末６の右側で、プッシュボタン“Start”１６に近接して位置する。
　参照番号１８は、ロボットを動作させるための方法、つまり、ジョグプッシュボタンのための基準の調整(“ベース”、“ツール”、“ジョイント”)を選択するために用いられる“Coord”と呼ばれるプッシュボタンのキーであり、端末６の左側でプシュボタン１４に接近して位置する。
　参照番号１９は、“Back”と呼ばれるプッシュボタンのキーを示し、これが押された時、ロボット１は、先に命令された複数の動作を逆に繰り返す。これは、端末６の右側でプシュボタン１６に接近して位置する。
　参照番号２６は、予め設定した動作シーケンスの個々のステップをロボット１に実行させるために使用される“Step”と呼ばれる動作プッシュボタンのキーを示し、このキー２６も、右手の親ゆびで押せるように、端末の右側の方に位置する。
　部分１１の左側には、部分１０との結合エリアに接近して、端末６をプログラミングするためのプッシュボタンが備えられる。この位置は、プログラミングプッシュボタンを、上述した動作により緊密にリンクするキーから、空間ポイントの観点から差別化するために設定された。更に、そのプログラミングプッシュボタンは、そのプッシュボタンを動作させる際の動作精度をより必要とせず、それ故、左手で容易に選択され得る。いずれの場合でも、プログラミングプッシュボタンは、図３のデッドマンデバイスが押されず、それ故、端末を左手で支持しながら、これらのプッシュボタンも右手の親ゆびで容易に操作できることを考慮すべきである。
　このプログラミングプッシュボタンは、４つのカーソルプッシュボタンを備え、ここでは、２０で示したように、単一のコンパスノブにより、実施され、そして、ディスプレイＤ上に表示できるメニュー内で操作するために使用される。このコンパスノブ２０は、上述したように、端末６の最も外側の上部左側にあり、左手の親ゆびで容易に到達できるようになっている。
　また、プログラミング目的のために、２１、２２でそれぞれ示したように、“Rec”、“Mod”と呼ばれる二つのプッシュボタンが備えられ、ＴＣＰに予め入力した軌跡の設定ポイントを記録し、変更するために使用される。これらは好ましくは、端末６の左側で、コンパスノブ２０のカーソルプッシュボタンに接近して位置する。
　参照番号２３は、文字、数字のキーパッドを全体的に示しており、その動作モードは、携帯電話機のそれに似ており、部分１１の中央下に位置する。プログラミング時に文字や数字を入力するために使用されるキーパッド２３は、両手の親ゆびを用いて両側から到達できる。
　２４、２５で示した“Enter”、“Esc”のキーは、ディスプレイＤ上に表示されたメニューからオプションを指示するか選択するために、コンパスノブ２０のカーソルプッシュボタンとともに使用されるプッシュボタンである。前記キー２４、２５は、部分１０内でディスプレイＤの右に位置し、そして、互いに垂直方向にオフセットしている(キー２５が下でキー２５が上)。
　参照番号２７は、“Shift”と呼ばれるプッシュボタンのキーを示し、端末６の部分１０内のディスプレイＤの側部に位置する。このキー２７は、“補助手動装置”キー１５、コンパスノブ２０およびキーパッド２３のキーのごとき他のキーと同時に連続的に押されて用いられる。
　参照番号２８は、“Help”と呼ばれるプッシュボタンのキーを示し、この押動により、ディスプレイＤ上にメニュー選択に関連してヘルプ情報が得られる。このキー２８は、ディスプレイＤの下部中央に位置する。
　参照番号２９は、コンパスノブ２０に接近して位置する二つのカーソルプッシュボタンを示し、ディスプレイＤ上で表示されるページをスクロールするために使用される。
　参照番号ＴＦ１、ＴＦ２およびＴＦ３は、特別の機能を起動させるために割り当てられた３組のキーを示し、部分１０に備えられ、第１および第２の組のＴＦ１、ＴＦ２は、ディスプレイＤの縦方向のエッジに沿ってそれぞれ位置し、一方、第３の組のキーＴＦ３はディスプレイＤの下側エッジに沿って位置する。
　参照番号３０は、“More”と呼ばれる二つのプッシュボタンのキーを示し、部分１０内のディスプレイＤの両側に位置し、キーＴＦ１およびＴＦ２に属する別の機能を起動させるために使用される。
　参照番号３１および３２は、それぞれ、キーセレクタおよびキノコ状頭部のプッシュボタンを示し、双方共に部分１０の上端のエリアに位置する。最初のものは左に位置し、２番目のものは右に位置する。キーセレクタ３１は、プログラミング用端末６を起動させるか、ターンオンさせるために使用される。一方、キノコ状頭部のプッシュボタン３２は、緊急時にロボット１の動作を停止させるためにオペレータにより押動されるために備えられたものである。
　先に述べたように、この発明の重要な態様によれば、端末６には、ロボット１の動作を制御するための一連の追加的な手段が備えられ、ユーザー１により選択された基準ポイントに関係する直交座標系でのロボット１のＴＣＰを移動させる機能を有する。この発明の可能な実施例によれば、その目的のために以下のものが備えられる。
　４個のプッシュボタン：４０で示した単一のコンパスノブで覆われ、オペレータ７により確立された位置に対し、そこに向け、そこから離れ、右へまたは左に向けて、それぞれＴＣＰの移動を生じさせるためのものである。
　双方向押圧のプッシュボタン：そのキー４１が縦方向の端でまたはその他の方向の端で押されたかに依存して、上側もしくは下側へＴＣＰの移動を生じさせるためのものである。
　キー４０および／または４１もまた、ユーザー７により選択された基準ポイントに対して、ロボット１のＴＣＰの回転を決定する機能を割り当てることができる。その観点から、前記キー４０、４１はそれ故、２重の機能が割り当てられ、端末６は、この目的のために、補助的なキー４０、４１の動作モードを変位から回転に、およびその逆に切り替えるための手段を備える。後者の動作モードでは、コンパスノブ４０のプッシュボタンが例えば、それぞれの軸についてＴＣＰの回転をそれぞれ左回り、および右回りに生じさせ、また、オペレータ７により確立された位置に向けて左回りおよび右回りに生じさせる。キー４１のプッシュボタンは、各軸に対し、ＴＣＰに、上に向かって左回りおよび右回りの回転を生じさせる目的としている。
　図２で示したように、双方のキー４０、４１は、部分１１の中央エリア内で、二組の対向するジョグプッシュボタン１４の間に位置する。キー４０は右手親ゆびで操作され、キー４１は左手親ゆびで操作できるように、キー４０は、好ましくはキー４１の右側に位置する。
　この発明によれば、補助キー４０および４１は、ジョグプッシュボタン１４に加えて押下されるべきである。そのため、所望のポイントへ到達させるために、“コード”プッシュナボタン１８で与えられた基準システムを選択した後、個々のジョグプッシュボタン１４を用いてＴＣＰの合同は、常にオペレータ７により命令される。
　キー４０、４１により決定されたＴＣＰの動作は、代わりに、ジョグプッシュボタン１４(“ベース”、“ジョイント”、“ツール”その他)による現在の設定で影響されず、オペレータ７は、ＴＣＰを所望の方向に移動するには、このような補助キー４０、４１の一つを押すだけで十分である。
　既述したように、補助キー４０、４１は、可変の基準ポイントに関する空間内の３つのｘ、ｙ、ｚ軸に関して、ＴＣＰの動作を可能とするために、端末６を握るオペレータ７により、操作され得る。前記基準ポイントは、オペレータ７の位置により都合よく与えられ、オペレータは、これにより、マシン動作の最大感度を持つことになる。そのため、設定基準ポイントがオペレータ自身なら、そして、キー４１がその右向きの矢印に対応して押されたなら、ＴＣＰはロボット１により、オペレータ７の位置に関して右に移動する。そして、(それぞれ、キー４０をその左方向、上方向および下方向の矢印に対応して押動することにより）左へ、そして、ＴＣＰを移動してオペレータ７に接近、または遠ざけるために、同様に命令される。
　もし、“回転”動作モードがキー４０、４１に対して設定され、そして設定した基準ポイントがオペレータなら、
　もし、キー４１が右または左向きの矢印に対応して押動されたなら、ＴＣＰは、オペレータ７の位置に関してそれぞれ右回りまたは左回りの回転に設定される。
　もし、キー４０が上または下向きの矢印に対応して押動されたなら、ＴＣＰは、右に向けてそれぞれ右回りまたは左回りの回転に設定される。
　もし、キー４１が上または下向きの矢印に対応して押動されたなら、ＴＣＰは、上方に向けてそれぞれ右回りまたは左回りの回転に設定される。
　現在の方向で動作が実行できるように、補助キー４０、４１により命令された動作が作用する箇所に関連する、初期基準ポイントの定義がオペレータ７により要求される。
　この発明の可能な実施例では、端末６のディスプレイＤに表示できるページまたはスクリーンの手段により、可変の基準ポイントがオペレータ７により定義される。そのページから、補助キー４０、４１の動作モードを“変位”から“回転”およびその逆に切り替えることを可能にする。
　図４は、この目的のために使用できる可能なディスプレイスクリーンを概略的に示す。そのスクリーンは、本質的にグラフィックの表示からなり、その表示において、ＣＯとして示され、オペレータまたは端末の位置を示すカーソルは、ロボット(スクリーンないでＰＲのシンボルで表示)についての環状の軌跡ＴＣに沿って移動できる。環状の軌跡ＴＣに沿ったカーソルＣＯの変位は、例えば、コンパスノブ２０の左右のカーソルキーの手段により命令できる。カーソルＣＯが所望の位置に達した時、オペレータ７は、確定キー、例えば“Enter”キー２４を押す。
　好ましくは、システムのデフォールト状態は、これも図４のグラフィックスクリーンで見ることができ、ロボットの基準に関係する０°の位置に、つまり、“基準”の調整を有する直交座標のジョグモードのそれに等価な位置にオペレータ(つまり、カーソルＣＯ)を与える。
　上述から、補助キー４０、４１の使用により、オペレータ７は、ジョグプッシュボタン１４で与えられた基準システムを予防的に選択する必要がなく、ロボット１の移動を命令するために、後者を使用することが明白である。観察位置に対するＴＣＰの所望の移動を得るために、初期基準ポイントを設定した後でオペレータ７は、割り当てられたキー４０、４１に作用するだけでよい。プログラミング時にロボット１の動作エリア内で移動するオペレータ７は、図４に示したグラフィックスクリーンを用いて、ロボットベースの基準軸に対する自身の変位角度に基づき、自身の基準を簡単にかつ迅速に変化できる。
　この発明の特に都合のよい実施例では、制御ユニットによるオペレータ７の位置の自動学習のためのシステムを提供できる。
　この目的のため、例えば、端末６は、一つの送信手段を備えることができ、図１でＴとして図示した前記送信手段は、数メートルの動作エリアを持つように適切に設計され、それ故、ロボット１に関して端末６の動作エリア内に入るようになっている。
　端末６に備えた送信手段Ｔにより送信された信号を受信するために、ロボット１のベース部には、その周囲の一部あるいは全周に複数の受信手段が配置される。ロボットのベース部に位置する受信手段は図１でＲとして示す。
　制御ユニット５のロジックは、どの受信手段Ｒが送信手段Ｔからの信号を受信するかを区別することを可能にするため、コード化された手順を備える。上述した方法により、オペレータ７が補助キー４０、４１を使用することを可能にして、端末６がこの時間に占める位置に対して、ロボット１のＴＣＰを移動させるために、数秒継続するこの手順を通じて、システムはオペレータ７の変位角度を自動的に認識する。上述した手順は、例えば割り当てられた一つのプッシュボタンを通じて、オペレータ７がロボット１に対して仮定した異なる位置に基づき、プログラミングの間に基準を変更することにより、端末６により有利に実行される。
　明白なように、例として述べたこのプログラミングシステムに対する種々の変形は、当業者にとっては、この発明の思想における新規な範囲からそれることなく可能である。
　例えば、ロボット１に対する端末６の位置の自動認識に対するシステムが備えられた発明の実施例に関連して、端末６に受信手段Ｒを備え、そして、ロボット１に、多数の送信手段Ｔを備え、つまり、図１に示したもの対し、反転した形態としてもよい。前述した自動位置認識を可能にするようにした手段は、いずれかの公知の技術、例えば、赤外線、光学、レーザタイプ、その他の種々の放射/受信器の形態であってもよい。赤外線の送信/受信手段の場合に対する特定の基準に対しては、ロボットのプログラミング用のポータブル端末のほとんどに通常、備えられているＩＲＤＡ(登録商標)ポートによるデータ送信コンポーネントをその目的のために使用できる。
　上述した機能の実行の目的のために、端末６および制御ユニット５に備えられたソフトウエアは、当業者に公知な技術を有する種々の方法により得てもよい。
この発明に基づくロボットプログラミングシステムの概略図 この発明に基づくシステムに備えられるポータブルプログラミング端末の正面図 図２の端末の背面図 図２の端末の動作パラメータを入力するために使用できる表示例
符号の説明
　１　ロボット
　２　ジョイント
　３　リスト
　４　ツール
　５　制御ユニット
　６　端末
　７　オペレータ
　１０　部分
　１１　部分
　１２　くぼみ
　１３　プッシュボタン

Claims (27)

  1. 　ツール(４)を担う、ロボットまたは同様な自動装置のためのプログラミングシステムであり、そのシステムは、多数の軸に基づき、ロボット(１)の動きを制御できる制御ユニット(５)、および制御ユニット(５)に接続して動作するポータブルなプログラミング端末(６)を含み、前記端末(６)は、
    　制御ユニット(５)に格納された複数の座標システム(“ベース”、“ツール”“ジョイント”)の中から所望の座標システムを選択するために手動で動作できる選択手段(１８)と、
    　動作が選択手段(１８)でなされた選択に依存する第１のモーション制御手段であり、ロボット(１)に対して個々のコマンド信号を制御ユニット(５)に与えるために手動で操作できる多数のモーションキー(１４)を備え、前記コマンド信号は、選択手段(１８)を用いて選択された座標システム内(“ベース”、“ツール”、“ジョイント”)で操作されたモーションキー(１４)に基づき軸の近傍または軸に沿った回転または変位モーションをツール(４)が実行することを目的とした第１のモーション制御手段と、
    　ロボット(１)のモーションの結果として、予定のポイント(ＴＣＰ)にツール(４)が達した位置を格納するために手動で操作できる位置教示手段(２１)とを備え、
    　前記端末(６)は、予めセットした基準ポイント(ＣＯ)に対するツール(４)の予め定義したポイント(ＴＣＰ)の変位を生じさせる目的として、ロボット(１)を制御するためのそれぞれの信号を制御ユニット(５)へ与えるために、第１のモーション制御手段(１４)の代わりに手動で操作できる、追加的なモーション制御手段(４０、４１)を更に備え、
    　基準ポイント(ＣＯ)の位置は変更可能であり、
    　端末(６)は、基準位置(ＣＯ)の位置を変更するための手段(Ｄ、Ｔ)を備え、
    　追加的なモーション制御手段(４０、４１)の動作の結果として発生された、ロボット(１)を制御するための信号は、選択手段(１８)で選択された座標システム(“ベース”、“ツール”、“ジョイント”)から独立していることを特徴とするシステム。
  2. 　前記基準ポイント(ＣＯ)は、ロボット(７)に対する端末(６)の位置を示し、それ故、その端末をサポートするユーザー(７)の位置を示す請求項１記載のシステム。
  3. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、セットした基準ポイント(ＣＯ)に対し、ツール(ＴＣＰ)の予め設定したポイントに、直交座標系の変位を生じさせるように動作できる請求項１記載のシステム。
  4. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、ツール(ＴＣＰ)の予め設定したポイントでのそれぞれの軸に対し、角度または回転の変位を生じさせるように動作できる請求項１記載のシステム。
  5. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、端末(６)の位置、つまり、ロボット(７)をサポートしているユーザーの位置に対し、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、接近、離隔、右方、左方、上方または下方の変位を生じさせるように動作できる請求項２記載のシステム。
  6. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、その動作モードの一つでは、端末(６)の位置に対して、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、接近、隔離、右へ、または左への変位を生じさせるために、４つの方向に操作されるコンパスノブ(４０)を備える請求項５記載のシステム。
  7. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、動作モードにおいて、端末(６)の位置に対して、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、上方または下方への変位を生じさせるために、２つの方向に操作される双方向キー(４１)を備える請求項５記載のシステム。
  8. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、個々の軸に対して、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、右に向けて反時計方向または右回り方向、端末(６)の位置に向けて反時計方向または時計方向、および、上方に向けて反時計方向または時計方向の回転を生じさせるために操作できる請求項２記載のシステム。
  9. 　追加的な動作モードでは、それぞれの軸に対して、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、右に向けて反時計方向または時計方向、および、端末(６)の位置に向けて反時計方向または時計方向の変位を生じさせるために、コンパスノブ(４０)は選択的に４０つの方向に操作できる請求項６記載のシステム。
  10. 　追加的なオペレーションモードでは、個々の軸に対し、予め設定したツールのポイント(ＴＣＰ)に、上方に向けて反時計方向または時計方向に回転させるために、双方向キー(４１)は選択的に二つの方向に操作できる請求項７に記載のシステム。
  11. 　端末(６)はディスプレイデバイス(Ｄ)を備え、そして、基準ポイント(ＣＯ)の位置を変更するための手段(Ｄ、Ｔ)は、ディスプレイデバイス(Ｄ)上に表示できる情報入力ページを備える請求項１記載のシステム。
  12. 　基準ポイント(ＣＯ)の位置を変更するための手段(Ｄ、Ｔ)は、端末(６)の少なくとも一つの第１のキー(２０、２４)を備える請求項１記載のシステム。
  13. 　基準ポイント(ＣＯ)の位置を変更するための手段(Ｄ、Ｔ)は、端末(６)のディスプレイデバイス(Ｄ)および、ディスプレイデバイス(Ｄ)上にグラフィック情報を発生されるための手段を備え、そのグラフィック情報は、ロボット(１)に対する基準ポイント(ＣＯ)の位置を表示できる請求項１２記載のシステム。
  14. 　グラフィック情報を発生させるための手段は、
    　基準ポイントを表す第１のシンボル(ＣＯ)をディスプレイ(Ｄ)に発生させるための手段と、
    　ロボット(１)を表す第２のシンボル(ＰＲ)をディスプレイ(Ｄ)に発生させるための手段と、
    　第１のキー(２０)を用いて、特に、実質的に環状の軌跡(ＴＣ)に沿って、第２のシンボル(ＰＲ)に対して、第１のシンボル(ＣＯ)を移動させるための手段とを備える請求項１３記載のシステム。
  15. 　基準ポイント(ＣＯ)の位置を変更するための手段(Ｄ；Ｔ)は、ロボット(１)に対して端末(６)の位置角を自動認識するためのシステム(Ｔ、Ｒ)の一部である請求項２記載のシステム。
  16. 　自動認識システム(Ｔ、Ｒ)は、信号放射手段(Ｔ)、および信号受信手段(Ｒ)を備え、前記信号放射手段(Ｔ)は、端末(６)およびロボット(１)のいずれか一つに動作可能に連携し、そして、信号受信手段(Ｔ)は、端末(６)およびロボット(１)の他のものに動作可能に連携している請求項１５記載のシステム。
  17. 　端末(６)は、縦方向に延在する本体からなり、この本体は、第１の部分(１０)と、第１の部分(１０)との結合エリアを有する第２の部分(１０)を備え、第２の部分(１１)の幅は、結合エリアに向かうにつれて幅が狭くなっている請求項１記載のシステム。
  18. 　第１の部分(１０)の前面に対応して表示デバイス(Ｄ)が備えられ、そして、第２の部分(１１)の前面に対応して多数のキーを備える請求項１７記載のシステム。
  19. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は、第２の部分(１１)の中央部に位置する請求項１８記載のシステム。
  20. 　第１のモーション制御手段は、第１のシリーズのモーションキー(１４)および第２のシリーズのモーションキー(１４)を備え、その二つのシリーズは、実質的に対称的に位置し、かつ、第２の部分(１１)り縦方向の側部に沿ってそれぞれ位置する請求項１８記載のシステム。
  21. 　第１のシリーズは変位移動を制御するためのキーからなり、第２のシリーズは、回転移動を制御するためのキーからなる請求項２０記載のシステム。
  22. 　追加的なモーション制御手段(４０、４１)は第１および第２のモーションキー(１４)の間に位置する請求項２０記載のシステム。
  23. 　端末(６)は、“デッドマン”タイプの安全デバイス(１３)を備える請求項１記載のシステム。
  24. 　端末(６)は、本体の裏面に縦方向に延在するくぼみ(１２)を有し、そのくぼみ(１２)の対向する縦方向の二つの側部の各々からくぼみ内部に突出する細長いボタン(１３)を備え、各々の細長いボタン(１３)は安全デバイスの一部である請求項２３記載のシステム。
  25. 　実質的に第２の部分(１１)の右部で、その中央部に向かって位置し、ロボット(１)の変位速度を変更するための少なくとも一つのキー(１５)、
    　第２の部分(１１)の右部で、その中央部に向かって位置し、ロボット(１)の一連のモーションを開始させるためのキー(１６)、
    　第２の部分(１１)の右部で、その中央部に向かって位置し、ロボット(１)のモーションを停止させるためのキー(１７)、
    　第２の部分(１１)の左部で、その中央部に向かって位置し、多数の調整システムの中から所望の調整システムを選択するためのキー(１８)、
    　第２の部分(１１)の右部で、その中央部に向かって位置し、押された時、ロボット(１)に、先に実行された一つ以上のモーションをトレースさせるための繰り返しキー(１９)、
    　第２の部分(１１)の右部で、その中央部に向かって位置し、予め設定したロボット(１)のモーションの順序の個々のステップを実行する命令を行うためのキー(２６)、
    　第２の部分(１１)の左部に位置し、少なくとも多数のカーソルキー(２０)、データ記録用キー(２１)、データ変更キー(２２)を備える、多数のプログラミング用キー(２０〜２３)、
    　第２の部分(１１)の中央部に位置する文字キーパッドによる多数のキー、
    の以上からなるグループから選択された一つ以上のキーを前記多数のキーが備える請求項１８記載のシステム。
  26. 　第１の部分(１０)において、ディスプレイ(Ｄ)の側方に、以下のグループ
    　ディスプレイデバイス(Ｄ)に表示できるメニューにおけるオプションの中から選択もしくは操作するための少なくとも二つのキー(２４、２５)、
    　ディスプレイデバイス(Ｄ)上にヘルプ情報を得るためのヘルプキー(２３)、
    　多数のファンクションキー(ＴＦ１，ＴＦ２ＴＦ３)、
    から選択された一つ以上のキーが位置する請求項１８記載のシステム。
  27. 　第１の部分(１０)のエリア端に対応して、キーセレクタ(３１)およびキノコ状の安全プッシュボタン(３２)を備える請求項１８記載のシステム。
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