[发明专利]用于在机械手的控制装置中输入指令的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在机械手的控制装置中输入一个或多个指令的方法和装置。

背景技术

当前特别是将单轴或多轴的机器人、测量机器或工具机器理解为机械手，例如非驱动的坐标测量机器。这样的机械手通常具有控制装置，该控制装置用于执行特定的移动，例如使通过预定的轨道，该控制装置还用于存储特定的测量位置或此类数据。当前同样将调节器称为控制装置，例如机器人的力调节器或位置调节器。

为了使机械手工作，需要把一个或多个指令输入到这样的控制装置中。例如将用于特定位置启动、通过特定轨道、操纵工具的指令输入到机器人控制装置中，该对工具的操作例如为夹具的打开或关闭或对焊钳的操作、或对铣头或钻头或此类工具的操作。相应地在工具机器中输入用于启动进料进刀、改变工件或工具或者此类的转速的信号，在测量机器中输入用于开始或结束数据记录、改变测量精度或此类的信号。这些指令可以通过控制装置直接作用于机械手或以程序的方式保存，从而随后通过控制装置转化为期望的机械手动作。

例如从EP 0 850 730 B1中已知，通过输入指令手动地将机器人移动到期望的起始位置且接着沿着要通过的轨道移动或移动到该轨道上的点，该指令指定机器人的工作过程参数，例如起始位置的启动、铣刀的操作、通过预定轨道从而用铣刀来加工工件以及返回到中性位置。因此为了输入指令，例如将实际位置保存为预定位置、操纵工具或在中性位置工作，在所谓的直接编程(直接示教)中额外的键盘或此类装置是必须的，手动引导机器人的操作者通过该键盘输入相应的指令。这不但需要额外的设备和输入装置和控制装置之间增加的传输费用，而且在直接编程中妨碍操作者，因为操作者为了操作键盘必须单手移动或松开机器人。

发明内容

因此本发明的任务是简化到机械手的控制装置中的指令输入。

通过根据权利要求1或7的方法或根据权利要求15或18的装置来解决该任务。

本发明的基础思想是直接通过触摸相应的机械手来输入指令。迄今为止，例如从EP0 850 730 B1中仅仅获知，可通过推或拉其末端执行器来移动机器人，移动方向是在末端执行器上施加的力的方向，而本发明通过以存储的力、移动或顺序来比较根据本发明的作用于机械手的第一力、依次作用于机械手的第一力和第二力的顺序、机械手的第一移动或机械手第一移动和第二移动的顺序，来实现进一步的、特别是不涉及移动且更复杂的指令的输入，其中已将每个指令分配给存储的移动、力或顺序。应认识到，如果检测到的移动、力或顺序与存储的移动、力或顺序一致，则输入分配给该存储的移动、力或顺序的指令，该指令被发送到机械手的控制装置中。

为此在本发明的第一实施例中，检测操作者在预定方向施加到机械手的力，例如通过力传感器来检测。为了更少地图示，以下一般化地将反向相等的力偶——即转力矩描述为力。如果下面提到例如力传感器，则一样包括转力矩传感器。

这样的力传感器可以预先设置在机械手的末端执行器上、或设在与机械手连接的导向把手上或机械手的发动机上并且在那里检测施加的力，该力为操作者直接地施加到末端执行器上或导向把手上上，或是间接地例如通过末端执行器或导向把手施加到机械手的发动机上。

举例来说常规的工业机器人配备有刚性的位置调节器，该位置调节器保持该机器人在其实际位置上，或将具有制动的非驱动的坐标测量机器固定在一位置，该机器人或坐标测量机器不能由操作者手动地移动或仅能少量地移动。在这种情况下，前述测量在预定方向施加到机械手的力变得尤其有利。例如操作者首先在第一方向以预定的最小力拉机器人的肢节(Glied)，接着在第二方向压机器人的肢节，其中该第一方向为通过力传感器在机器人的肢节上直接测量的方向或通过传感器在机器人的传动装置中间接测量的方向，该第二方向为由相同或其他的力传感器测量受压肢节的方向。如果将第一方向的第一力和第二方向的第二力的顺序存储为顺序，则将确定的指令分配给该顺序，该确定的指令例如为机器人发动机刹车的开启或位置调节器参数的改变的指令，根据本发明由操作者以存储的顺序施加到末端执行器上的力将被理解为分配的指令的输入。因此，例如通过在确定的方向多次拉机器人的肢节来柔性地移动刚性移动的机器人是可能的，该柔性移动例如可能通过在机器人的比例积分微分(PID)位置调节器中删去积分部分和减小比例常数来完成。

在第一实施例中，在该实施例中将测量力，机械手没有必要随着用于操作者输入指令而施加到其上的力而总是或至少显著地移动。这例如是在测量机器中，优选地根据本发明，输入指令并不必然会引起测量机器的移动以及伴随着的从适才的启动位置的离开。