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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Industrieroboter, welcher umfasst, einen Manipulator, eine
Steuereinheit mit Mitteln zum automatischen Betreiben des Manipulators,
und eine tragbare Betriebseinheit mit Mitteln zum manuellen Betreiben des
Manipulators.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ebenfalls ein Industrierobotersystem, welches umfasst, mehrere Industrieroboter
jeweils mit einem Manipulator und einer Steuereinheit mit Mitteln
zum automatischen Betreiben des Manipulators, und mindestens einer tragbaren
Betriebseinheit zum Eingeben bzw. Teaching und Programmieren der
Manipulatoren, worin die tragbare Betriebseinheit zur drahtlosen
Kommunikation mit den Steuereinheiten angepasst ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiter eine Betriebseinheit für
einen Industrieroboter mit einer spezifizierten Identität, einem
Manipulator und einer Steuereinheit zur Steuerung des Manipulators,
wobei die Betriebseinheit Mittel zum manuellen Betreiben des Manipulators
und Mittel zur Kommunikation mit der Steuereinheit umfasst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
weiter ein Verfahren zur Steuerung eines Industrieroboters, umfassend
einen Manipulator und eine Steuereinheit zur Steuerung des Manipulators,
mit einer tragbaren Betriebseinheit zur Eingabe und zum manuellen
Betreiben des Manipulators.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls
die Verwendung eines Industrieroboters zur Steuerung des Betriebs
einer Punkt-Schweißstation.
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Eine bewegbare Betriebseinheit wird
im Allgemeinen als ein Programmierhandgerät (teaching pendant) bezeichnet
und wird für
eine manuelle Steuerung des Roboters verwendet, beispielsweise zum Eingeben
oder Programmieren des Roboters zum Befolgen eines Betriebswegs.
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STAND DER TECHNIK
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Roboter werden dazu verwendet, sich
wiederholende und genaue Aufgaben auszuführen, derart wie Schweißen und
Streichen von Komponenten. Die Roboter sind programmiert eine Arbeit
oder einen Arbeitszyklus entlang eines Betriebswegs auszuführen. Um
den Roboter zu programmieren oder seinen Arbeitszyklus einzugeben,
wird der Roboter zu verschiedenen Positionen entlang des gewünschten
Betriebswegs manipuliert. Diese Positionen werden als Anweisungen
in einem Speicher in der Steuereinheit gespeichert. Andere Informationen,
derart wie eine gewünschte
Roboterbewegungsgeschwindigkeit, können ebenfalls in dem Speicher
gespeichert werden. Während
eines Betriebs des Roboters werden die Programmanweisungen ausgeführt, wodurch
bewirkt wird, dass der Roboter wie erwünscht arbeitet.
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Verschiedene Vorrichtungen, die zur
Erleichterung des Programmierens von Robotern verwendet werden,
sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die
an Brantmark et al. ausgegebene
US
4,888,708 ein tragbares Programmierhandgerät, zum Eingeben
und manuellen Betreiben des Roboters durch Verwendung eines Steuerknüppels, einer
Tastatur, und einer visuellen Anzeigeeinheit. Die Tastatur weist
verschiedene Funktions-Tasten auf, die einem Bediener ermöglichen
bestimmte Zustände
für das
Steuersystem auszuwählen.
Das Programmierhandgerät
kann beispielsweise zum Überwachen
des Roboter-Programms, zum Ändern bestimmter
Variablen in dem Programm, zum Starten, Stoppen und Editieren des
Programms und zum manuellen Bewegen des Manipulators durch Verwendung
des Steuerknüppels
verwendet werden. Der Bediener führt
eine Eingabe an den Roboter aus, während er die Bewegung des Manipulators
beobachtet.
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Ein Roboter kann in mindestens zwei
Modi betrieben werden: automatisch und manuell. Die Wahl des Modus,
in dem der Roboter arbeiten soll, erfolgt durch Schalten einer Moduswahl-Taste auf einem Steuerpult
auf der Steuereinheit. Wenn der Roboter sich in dem manuellen Modus
befindet, so hat das Programmierhandgerät das ausschließliche Recht
den Roboter zu betreiben und folglich wird keinen anderen Betriebseinheiten
ermöglicht
den Roboter zu steuern. Wenn der Roboter in dem automatischen Modus
ist, so sind einige der Funktionen in dem Programmierhandgerät blockiert,
beispielsweise das Funktionieren des Steuerknüppels.
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Das in der vorstehend erwähnten US-Patentschrift
offenbarte Programmierhandgerät
ist mit der Steuereinheit über
ein flexibles Kabel oder Draht bzw. Leitung verbunden. Viele Probleme
hängen
damit zusammen, dass ein Kabel zwischen der Steuereinheit und dem
Programmierhandgerät
vorliegt, insbesondere wenn einige Roboter nahe beieinander in einer
Roboter-Zeile angeordnet sind. Das Kabel zwischen dem Programmierhandgerät und der
Steuereinheit muss ziemlich lang sein und die Gefahr eines Verdrehens
der Kabel der Roboter ist beträchtlich. Benachbarte
Roboter könnten
auch miteinander verdrehte Kabel aufweisen und folglich ist es manchmal schwierig
zu wissen, zu welchem Roboter ein bestimmtes Programmierhandgerät gehört. Ebenso
besteht die Gefahr eines Brechens der Kabel, was zu einem Verlust
der Kommunikation zwischen dem Programmierhandgerät und der
Steuereinheit führt.
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Aus der
DE 195 36 293 ist die Verwendung einer
drahtlosen Verbindung zum Informationsaustausch zwischen dem Programmierhandgerät und dem
Roboter bekannt. Ein Vorteil bei einer drahtlosen Verbindung zwischen
dem Roboter und dem Programmierhandgerät ist die Möglichkeit einer Verwendung
des gleichen Programmierhandgeräts
für mehrere
Roboter. Demgemäss
gehört
das Programmierhandgerät
nicht zu einem bestimmten Roboter und kann zusammen mit irgendeinem
der Roboter in einer Roboter-Zelle verwendet werden.
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Roboter werden gewöhnlich in
Roboter-Zellen zum Erleichtern der Automation einer komplexen Reihe
von Handlungen angeordnet. Wenn einer der Roboter in einer Roboter-Zelle unter Verwendung
eines drahtlosen Programmierhandgeräts unter manuelle Steuerung
zu stellen ist, so ist wichtig, dass das Programmierhandgerät mit dem
korrekten Roboter kommuniziert und diesen steuert. Es muss möglich sein
eine korrekte Assoziation zwischen dem drahtlosen Programmierhandgerät und der
Steuereinheit sicherzustellen. Andernfalls besteht eine Gefahr einer Verletzung
von Personen, falls der Bediener meint dass er einen bestimmten
Roboter in Betrieb hat, er jedoch stattdessen einen anderen Roboter
in der Zelle in Betrieb hat. Folglich ist ein bei einer Verwendung eines
nicht körperlich
mit dem Roboter verbunden Programmierhandgeräts auftretendes Problem vorhanden,
wie sichergestellt wird, dass der korrekte Roboter mit dem Programmierhandgerät verbunden ist.
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Ein anderes Problem bei einer drahtlosen Kommunikation
zwischen dem Roboter und dem Programmierhandgerät ist das Funktionieren des Not-Stop-Knopfes
auf dem Programmierhandgerät wenn
das Programmierhandgerät
nicht mit einem Roboter verbunden ist. Aus Sicherheitsgründen ist erforderlich,
dass ein sichtbarer Not-Stop-Knopf den Roboter zu jeder Zeit anhält, wenn
der Knopf gedrückt
wird. Demgemäss
ist es nicht möglich,
dass das Programmierhandgerät
einen sichtbaren Not-Stop-Knopf aufweist, wenn es nicht mit einem der
Roboter verbunden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung eines Industrieroboters mit einer tragbaren
Betriebseinheit, welche die vorstehend erwähnten Probleme und insbesondere
das Problem der Sicherstellens, dass der korrekte Roboter mit der tragbaren
Betriebseinheit verbunden ist, löst.
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Diese Aufgabe wird mittels des eingangs
definierten Industrieroboters gelöst, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst,
eine bewegbare Schlüsseleinrichtung,
welche Information über
die Identität des
Roboters aufweist, und wobei die tragbare Betriebseinheit ein Element
zur Aufnahme der bewegbaren Schlüsseleinrichtung
und Mittel zum Lesen der Roboter-Identität von der Schlüsseleinrichtung
umfasst. Die Schlüsseleinrichtung
wird mit Informationen über
die Identität
des Roboters bereitgestellt, an den die Betriebseinheit verbunden
werden soll. Durch körperliches
Bewegen der Schlüsseleinrichtung
zu der Betriebseinheit und durch Übertragen der Roboter-Identifikation
an die Betriebseinheit, ist es möglich
sicherzustellen, dass die Betriebseinheit weiß, mit welchem Roboter sie
verbunden werden soll. Wenn die Betriebseinheit mit dem Roboter
durch ein Kabel verbunden ist, so ist es möglich die Identität von dem
Schlüssel
mit der Identität
des verbundenen Roboters zu vergleichen. Wenn die Identitäten identisch
sind, so wird der Betriebseinheit ein Betrieb ermöglicht,
andernfalls wird die Betriebseinheit von einem Betrieb abgehalten.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
sind die tragbare Betriebseinheit und die Steuereinheit für eine drahtlose
Kommunikation miteinander angepasst. Die Erfindung ist insbesondere
in Zusammenhang mit einer drahtlosen Betriebseinheit nützlich.
Um sicherzustellen, dass die Betriebseinheit mit einem bestimmten
Roboter mit einer spezifischen Identität assoziiert ist, wird die
Identifikation des Roboters zu der Betriebseinheit übertragen,
indem die Schlüsseleinrichtung
körperlich
zu der Betriebseinheit bewegt wird. Demgemäss ist es möglich eine korrekte Assoziation
zwischen der drahtlosen Betriebseinheit und dem Roboter sicherzustellen.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst der Roboter ein zweites Element zur Aufnahme der bewegbaren
Schlüsseleinrichtung, und
das zweite Aufnahmeelement ist an oder in Verbindung mit der Steuereinheit
des Roboters angeordnet. Während
der Roboter nicht von der Betriebseinheit betrieben wird, so wird
die Schlüsseleinrichtung zu
dem Roboter zurückgebracht,
vorzugsweise zu der Steuereinrichtung oder zu einem Ort nahe der Steuereinrichtung.
Folglich ist es für
einen Bediener einfach visuell zu bemerken, zu welchem Roboter die Schlüsseleinrichtung
gehört
und Fehler, die darauf beruhen, dass der Bediener die falsche Schlüsseleinrichtung
nimmt, können
verhindert werden.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die tragbare Betriebseinheit Mittel zur Anzeige der Identität des Roboters.
Um weiterhin Fehler aufgrund einer unsicheren Identifikation des
Roboters zu verhindern, der von der Betriebseinheit derzeit betrieben
wird, wird die Identität des
Roboters, der mit der Betriebseinheit assoziiert ist, auf der Betriebseinheit
angezeigt.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die tragbare Betriebseinheit Mittel zur Erfassung der Anwesenheit
der Schlüsseleinrichtung
und Mittel, die einen manuellen Betrieb des Manipulators in Anwesenheit
der Schlüsseleinrichtung
in der Betriebseinheit ermöglichen. Die
Steuereinheit umfasst Mittel zur Erfassung der Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung
und Mittel, die einen automatischen Betrieb des Manipulators in
Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung
ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform
kann die Schlüsseleinrichtung
ebenfalls als ein Schalter zwischen einem automatischen und einem
manuellen Betriebsmodus des Roboters dienen. Durch Bewegen der Schlüsseleinrichtung
zu der Betriebseinheit, wird der Roboter dazu veranlasst, in dem
manuellen Modus zu arbeiten und durch Bewegen der Schlüsseleinrichtung
zurück
zu der Steuereinrichtung wird der Roboter dazu veranlasst, in dem
automatischen Modus zu arbeiten.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die tragbare Betriebseinheit Mittel zur Erstellung einer
Kommunikation mit der Steuereinheit des identifizierten Roboters.
Eine Kommunikation zwischen der Betriebseinheit und der Steuereinheit
eines Roboters kann erstellt werden, sobald die Betriebseinheit
Information über
die Identität
des Roboters erhalten hat, mit dem sie assoziiert werden soll. Da
die Identifikation des Roboters durch die Schlüsseleinrichtung übertragen
wird, konnte keine Kommunikation erstellt werden bis die Schlüsseleinrichtung
in der Betriebseinheit vorhanden ist. Demgemäss weiß die Steuereinheit, dass die
Betriebseinheit die Schlüsseleinrichtung
erhalten hat, wenn eine Kommunikation mit der Steuereinheit erstellt
ist.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird die Kommunikation zwischen der tragbaren Betriebseinheit und
der Steuereinheit über
eine Basis-Station ausgeführt
und die bewegbare Schlüsseleinrichtung
ist angepasst Information über
die Adresse der Basis-Station aufzuweisen. Zum Erleichtern der Erstellung
der Kommunikation zwischen der tragbaren Betriebseinheit und der
Steuereinheit wird die Adresse der Basisstation zu der Betriebseinheit
durch die Schlüsseleinrichtung übertragen.
Bei einer Roboter-Zelle mit mehreren mit einer Basisstation verbundenen
Robotern könnte
die Anzahl der Schlüsseleinrichtungen
die gleiche wie die Anzahl der Roboter in der Zelle sein. Die Schlüsseleinrichtungen
werden alle die gleiche Basisstation-Adresse, jedoch unterschiedliche
Roboter-Identitäten
aufweisen.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Steuereinheit Mittel zur Erfassung der Zeitspanne, die
zwischen dem Zeitpunkt verstrichen ist, an dem die Schlüsseleinrichtung
von dem zweiten Aufnahmeelement entfernt wird und bis die Kommunikation
zwischen der tragbaren Betriebseinheit und der Steuereinheit erstellt
ist. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit Mittel zum Vergleichen
der Zeit mit einer bestimmten maximalen Zeitspanne und um einen
Not-Stop-Vorgang des Manipulators in Abhängigkeit von diesem Vergleich durchzuführen. Für den Zweck
einer Erfassung eines Verlustes der Schlüsseleinrichtung, wird ein Zeitgeber
bei Entfernung der Schlüsseleinrichtung
von der Steuereinheit gestartet. Der Zeitgeber wird gestoppt, wenn
die Schlüsseleinrichtung
von der Betriebseinheit aufgenommen wird und die Kommunikation erstellt
ist. Wenn die Zeit eine bestimmte maximale Zeitspanne überschreitet,
so wird ein Not-Stop-Vorgang des Roboters durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Steuereinheit Mittel, um zu bestimmen, ob die von dem
zweiten Aufnahmeelement aufgenommene Schlüsseleinrichtung die gleiche
Identifikation wie der Roboter aufweist. Ein Problem, das mit einer
bewegbaren Schlüsseleinrichtung
zusammenhängt,
ist die Gefahr, dass die Schlüsseleinrichtung
zu dem falschen Roboter zurückgebracht
wird. Dieses Problem wird gelöst,
in dem die Steuereinheit mit Mitteln zur Überprüfung der Identität einer
aufgenommenen Schlüsseleinrichtung
bereitgestellt wird.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Schlüsseleinrichtung einen
Not-Stop-Knopf. Bei einer bewegbaren Schlüsseleinrichtung, die mit einem
Not-Stop-Knopf bereitgestellt ist, wird sichergestellt, dass die
Betriebseinheit stets einen betriebsfähigen Not-Stop-Knopf aufweist,
wenn der Roboter von der Betriebseinheit gesteuert wird.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die bewegbare Schlüsseleinrichtung
eine elektronische Hardware-Einrichtung, beispielsweise eine Informationsspeicher-Vorrichtung.
Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die bewegbare Schlüsseleinrichtung
einen Prozessor.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Steuereinheit Mittel zur Erfassung eines Fehlens der
Roboter-Identität
in der Schlüsseleinrichtung
und Mittel zum Übertragen
der Identität
des Roboters zu der Schlüsseleinrichtung. Vorzugsweise
umfasst die Steuereinheit ebenfalls Mittel zur Erfassung eines Fehlens
einer Roboter-Identität
in der Steuereinheit selbst und Mittel zum Übertragen der Identität des Roboters
von der Schlüsseleinrichtung
zu der Steuereinheit.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist die Bereitstellung eines Industrierobotersystems mit mehreren
Robotern und mindestens einer drahtlosen Betriebseinheit, die einen
der Roboter betreiben könnte,
wenn sie damit korrekt assoziiert ist, wobei das Robotersystem die
vorstehend erwähnten
Probleme löst
und insbesondere das Problem in Zusammenhang mit dem Not-Stopp-Knopf.
Diese Aufgabe wird durch das Robotersystem nach Anspruch 17 gelöst.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist die Bereitstellung einer tragbaren Betriebseinheit zum Lösen des
Problems der Sicherstellung, dass sie mit einem bestimmten Roboter
verbunden ist, der eine spezifizierte Identität aufweist. Diese Aufgabe wird durch
die Betriebseinheit nach Anspruch 21 gelöst.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Steuern eines Industrieroboters
mit einer tragbaren Betriebseinheit, wobei das Verfahren das Problem
löst, dass
sichergestellt ist, dass der korrekte Roboter mit der tragbaren
Betriebseinheit verbunden ist. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
nach Anspruch 25 gelöst.
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Viele der vorstehend erwähnten Mittel
werden durch eine Software-Anweisung bewirkt, die auf einem Prozessor
in der Betriebseinheit oder einem Prozessor in der Steuereinheit
läuft.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird nun näher durch
die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen davon und unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Industrieroboters gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
welche eine Betriebseinheit umfasst, die für eine drahtlose Kommunikation
mit einer Steuereinheit des Roboters angepasst ist.
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2 ist
ein Blockdiagramm der Betriebseinheit gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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3 ist
ein Blockdiagramm der Steuereinheit eines Industrieroboters gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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4 zeigt
ein Industrierobotersystem gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform, welches
eine Betriebseinheit in drahtloser Kommunikation mit den Robotern
umfasst.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN ERFINDUNGSGEMÄSSEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Industrieroboter,
der eine tragbare Betriebseinheit 1 und eine Steuereinheit 2 umfasst,
die zum Übertragen
von Daten über
ein Kommunikationskabel oder eine Verbindung mit einem Manipulator 3 gekoppelt ist.
Die Betriebseinheit und die Steuereinheit sind für eine Radiokommunikation untereinander
angepasst. Die Steuereinheit 2 kann von der Betriebseinheit empfangene
Daten bearbeiten und ausgeben. Die Betriebseinheit 1 umfasst
einen Körper 4,
einen Anzeige-Schirm 5, einen Satz von Funktionstasten 6 und
einen Steuerknüppel 7.
Die Funktionstasten 6 ermöglichen einem Bediener verschiedene
Zustände für das Steuersystem
auszuwählen.
Der Steuerknüppel
wird zum Steuern der Bewegung des Manipulators verwendet, wenn der
Roboter manuell betrieben wird und könnte als eine Maus verwendet
werden. Die Betriebseinheit 1 umfasst weiter eine Antenne 9 für eine Radiokommunikation
mit der Steuereinheit 2 und einen Schlitz 8, der
angepasst ist, eine Schlüsseleinrichtung 10 aufzunehmen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist die Schlüsseleinrichtung
eine Karte, die eine elektronische Hardware-Einrichtung 16 aufweist,
die einen Speicher oder ein Register enthält, der bzw. das angepasst
ist Information über
die Identität
des Roboters zu speichern, zu dem die Schlüsseleinrichtung gehört. Die Steuereinheit 2 umfasst
ein Bedienungspult 13 mit Tasten zum Einstellen der Steuereinheit,
einen Not-Stop-Knopf 14 und einen Schlitz 15,
der zur Aufnahme der Schlüsseleinrichtung 10 angepasst
ist.
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2 zeigt
die Betriebseinheit 1 nach Aufnahme der bewegbaren Schlüsseleinrichtung 10 durch
den Schlitz 8. Ein Sensorelement 20, das in der Betriebseinheit 1 angeordnet
ist, ist angepasst die Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung 10 in
der Betriebseinheit 1 zu erfassen und die Information über die
Roboter-Identität
aus der Hardware-Einrichtung 16 zu lesen: Diese Information
wird über
eine Bus-Schnittstelle 21 zu einem Datenbus 22 übertragen.
Die Betriebseinheit 1 umfasst weiter eine Prozessoreinheit
bzw. Bearbeitungseinheit 23, die zum Bearbeiten von Datenprogrammen
zum Steuern der Funktion der Betriebseinheit ausgelegt ist, einen Speicher 24 zum
Speichern der Datenprogramme und der Information über die Roboter-Identität, Schnittstellen-Mittel 25 zum
Koppeln von Eingabe- und Ausgabesignalen zwischen dem Datenbus 22 und
dem Anzeige-Schirm 5, den Funktionstasten 6 und
dem Steuerknüppel 7,
und ein Kopplungselement 26 zum Konvertieren und Koppeln
von Daten zwischen der Antenne 9 und dem Datenbus 22.
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3 zeigt
die Steuereinheit 2 nach Aufnahme der bewegbaren Schlüsseleinrichtung 10 durch den
Schlitz 15. Eine Sensoreinheit 30 ist angepasst die
Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung 10 in
der Steuereinheit 2 zu erfassen und die Information über die
Roboter-Identität
von der Hardware-Einrichtung 16 an den Datenbus 32 über eine
Bus-Schnittstelle 31 zu
lesen. Die Steuereinheit 2 umfasst weiter eine Bearbeitungseinheit 33,
einen Speicher 34 zum Speichern von Datenprogrammen und
Parametern, ein erstes Schnittstellenmittel 35 zum Übertragen
von Eingabe- und Ausgabe-Signalen zwischen dem Datenbus 32 und
dem Bedienungspult 13, ein Kopplungselement 36 zum
Konvertieren und Koppeln von Daten zwischen einer Antenne 39 und
dem Datenbus 32 und ein zweites Schnittstellenmittel 38 zum Übertragen
von Daten und Steuersignalen zwischen dem Datenbus 32 und
dem Manipulator. Die Steuereinheit 2 enthält ebenfalls
eine Zeitgeber-Einheit 37,
die nachstehend diskutiert wird.
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Wenn die Betriebseinheit 1 nicht
verwendet wird, so ist die Schlüsseleinrichtung 10 in der Steuereinheit 2 angeordnet.
Wenn ein Bediener sich entscheidet die Betriebseinheit zu verwenden,
so bewegt er die Schlüsseleinrichtung 10 zu
der Betriebseinheit 1. Das Sensorelement 20 erfasst
die Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung 10 und
liest die Information über
die Roboter-Identität
aus der Hardware-Einrichtung 16 und übersendet sie zu der Prozessoreinheit 23 über den
Datenbus 22. Wenn die Prozessoreinheit die Information über die
Roboter-Identität
erhalten hat, stellt sie einen Radio-Kontakt mit der Steuereinheit 2 des
identifizierten Roboters über
das Kopplungselement 26 und die Antenne 9 her.
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Wenn die Betriebseinheit 1 nicht
verwendet werden soll, wird die Schlüsseleinrichtung 10 zu
der Steuereinheit 2 zurückgebracht
und verbleibt dort, bis die Betriebseinheit 1 das nächste Mal
zu verwenden ist. Wenn das Sensorelement 30 in der Steuereinheit 2 die
Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung 10 erfasst
hat, so überträgt sie die
Information über die
Roboter-Identität von der
Hardware-Einrichtung 16 über den Datenbus 32 an
die Prozessoreinheit 33. Wenn die Prozessoreinheit 33 die
Information über die
Roboter-Identität
erhalten hat, so vergleicht sie diese mit einer gespeicherten Roboter-Identität, um zu Überprüfen, ob
die aufgenommene Schlüsseleinrichtung
die korrekte, zu dem Roboter gehörige
ist. Wenn die Identitäten
nicht die gleichen sind, so wird die Steuereinheit die Aufnahme
der Schlüsseleinrichtung
nicht akzeptieren und wird ein Alarmsignal erzeugen.
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Für
den Zweck einer Erfassung eines Verlustes der Schlüsseleinrichtung 10,
wird die Zeitgebereinheit 37 gestartet, wenn die Schlüsseleinrichtung 10 von
der Steuereinheit 2 entfernt wird und wird gestoppt, wenn
die Schlüsseleinrichtung
durch die Betriebseinheit 1 aufgenommen wird und die Kommunikation
erstellt ist. Wenn der Zeitgeber abläuft, das heißt wenn
die verstrichene Zeitspanne einen bestimmten maximalen Wert überschreitet,
so wird ein Not-Stop durchgeführt
oder eine andere Maßnahme ergriffen.
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Der Roboter kann in einem automatischen oder
manuellen Modus betrieben werden. Normalerweise, ist der Roboter
in dem automatischen Modus während
einer Arbeit und in dem manuellen Modus während einer Eingabe. In einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
könnte
das Schalten zwischen dem automatischen und dem manuellen Modus
bewirkt werden, indem die Schlüsseleinrichtung
von der Steuereinheit zu der Betriebseinheit und umgekehrt bewegt
wird. Demgemäss
wird beim Erfassen der Anwesenheit der Schlüsseleinrichtung in der Steuereinheit
der Roboter in dem automatischen Modus betrieben, das heißt der Roboter
ist unter automatischer Steuerung und beim Erfassen der Anwesenheit
der Schlüsseleinrichtung
in der Betriebseinheit, wird der Roboter in dem manuellen Modus
betrieben, das heißt
der Roboter wird durch die Betriebseinheit gesteuert.
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4 zeigt
eine Roboter-Zelle mit sechs Robotern, die jeweils einen Manipulator 3a-3f und
eine Steuereinheit 2a-2f umfassen. Jeder Roboter kann über eine
tragbare Betriebseinheit 1 gesteuert werden. Die Steuereinheiten 2a-2f und
die Betriebseinheit 1 sind dafür ausgelegt über eine
Basisstation 40 in Radiokommunikation miteinander zu sein.
Zum Aktivieren der Betriebseinheit 1 ist es notwendig die Adresse
der Basisstation 40 und die Identität des Roboters zu haben, mit
dem sie verbunden werden soll. Dies erfolgt, in dem die Schlüsseleinrichtung
von dem gewählten
Roboter zu der Betriebseinheit 1 bewegt wird. Neben der
Roboter-Identität,
umfasst die Hardware-Einheit 16 die Adresse der Basisstation. Die
Roboter-Identität
enthält
die Netzwerk-Adresse des durch die Betriebseinheit zu steuernden
Roboters. Die sechs Schlüsseleinrichtungen 10a-10f weisen
die gleiche Basisstation-Adresse, aber verschiedene Roboter-Identitäten auf.
In dem in 4 gezeigten
Beispiel wird der Roboter, der die Steuereinrichtung 2d umfasst,
ausgewählt
um durch die Betriebseinheit 1 gesteuert zu werden. Folglich
wird die Schlüsseleinrichtung 10d zu
der Betriebseinheit 1 bewegt.
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Jeder der Roboter in der Zelle weist
eine Schlüsseleinrichtung
auf. Wenn die Zelle mehr als eine Betriebseinheit 1 umfasst,
so können
die Schlüsseleinrichtungen
in irgendeiner der Betriebseinheiten verwendet werden, jedoch die
Steuereinheiten werden nur eine einzige Schlüsseleinrichtung annehmen. Die
Verbindung zwischen einem Roboter und einer Betriebseinheit erfolgt
durch Verwendung der bewegbaren Schlüsseleinrichtung. Irgendeine Anzahl
von Betriebseinheiten kann in der Zelle aktiv sein, jedoch die einzige
Betriebseinheit, die den Roboter bedienen kann, ist die eine, welche
dessen Schlüsseleinrichtung
besitzt.
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Nach Rückkehr der Schlüsseleinrichtung 10d zu
der Steuereinheit 2d, wird die Betriebseinheit 1 eine
Mitteilung an die Steuereinheit senden, die sie über die Tatsache informiert,
dass die Schlüsseleinrichtung
von der Betriebseinheit entfernt worden ist. Dies wird den Manipulator
stoppen und den Zeitgeber in der Steuereinheit starten. Der Zeitgeber
wird gestoppt, wenn die Steuereinheit die Schlüsseleinrichtung aufgenommen
hat. Wenn die Übertragungszeit
einen bestimmten Wert überschreitet,
so wird der Not-Stopp aktiviert. Wenn es nicht möglich ist mit der Steuereinheit
zu kommunizieren, wenn die Schlüsseleinrichtung
von der Betriebseinheit entfernt ist, so wird der Manipulator von
dem Moment an gestoppt, zu dem die Kommunikation unterbrochen ist,
bis die Steuereinheit die Schlüsseleinrichtung
aufgenommen hat.
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Solange die Schlüsseleinrichtung nicht in der Steuereinheit
vorliegt, so wird die Kommunikation mit der Betriebseinheit überwacht
sein und die Steuereinheit wird einen Not-Stop des Roboters durchführen, wenn
die Kommunikation unterbrochen ist und die Schlüsseleinrichtung nicht in einer
bestimmten Zeitspanne zurückgebracht
wird. Die Kommunikation kann unterbrochen sein, beispielsweise wenn
die Betriebseinheit das Radio-Sendegebiet
verlässt.
Folglich wird ein Not-Stop des Roboters durchgeführt, wenn die Schlüsseleinrichtung
noch in der Betriebseinheit ist, wenn die Betriebseinheit das Radio-Sendegebiet verlässt.
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In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Schlüsseleinrichtung
ein erstes Teil, das fest in der Steuereinheit angeordnet ist und
ein zweites bewegbares Teil. Das zweite bewegbare Teil wird für eine Nachrichten-Verschlüsslung und
das erste Teil wird für
eine Nachrichten-Entschlüsslung
verwendet.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst die Schlüsseleinrichtung
einen Not-Stop-Knopf.
Wenn die Schlüsseleinrichtung durch
die Betriebseinheit oder die Steuereinheit aufgenommen ist, so wird
der Not-Stop-Knopf in Betrieb genommen und wird einen Not-Stop auslösen, wenn aktiviert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
und kann im Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche variiert
und modifiziert werden. Beispielsweise könnten die Mittel zum Aufweisen
von Information über
die Identität
des Roboters in mehreren verschiedenen Weisen implementiert werden,
derart wie eine körperliche
bzw. physikalische Schlüsseleinrichtung, magnetische
Mittel, einen Strich-Code, oder andere sichtbare Mittel. Die Mittel
zum Lesen der Roboter-Identität
von der Schlüsseleinrichtung
könnten beispielsweise
ein mechanisches, magnetisches, ein elektromagnetisches oder ein
optisches Lesemittel sein. Die elektronische Hardware-Einrichtung in der Schlüsseleinrichtung
umfasst vorzugsweise einen Prozessor und Software-Anweisungen.
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Zusammenfassung
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Ein Industrieroboter, umfassend einen
Manipulator (3), eine Steuereinheit (2) mit Mitteln
zum automatischen Betreiben des Manipulators, und eine tragbare
Betriebseinheit (1) mit Mitteln zum manuellen Betreiben
des Manipulators. Der Roboter umfasst weiter eine bewegbare Schlüsseleinrichtung
(10), welche Information über die Identität des Roboters aufweist,
und wobei die tragbare Betriebseinheit (1) ein Element
(8) zur Aufnahme der bewegbaren Schlüsseleinrichtung und Mittel
zum Lesen der Roboter-Identität
von der Schlüsseleinrichtung
umfasst.