專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制工業(yè)機(jī)器人的過(guò)程以及相關(guān)的機(jī)器人、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人并尤其被考慮用于具有與之關(guān)聯(lián)的便攜式終端的機(jī)器人的可能應(yīng)用，便攜式終端還被設(shè)計(jì)成以無(wú)線(xiàn)模式與機(jī)器人控制部件進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
“無(wú)線(xiàn)”在這里是指包含借助電磁波無(wú)線(xiàn)傳遞信號(hào)的通信，優(yōu)選地是借助射頻，但還可能借助超聲波或紅外輻射或其它頻率域中的輻射。
對(duì)機(jī)器人編程基本上意味著向所述機(jī)器人教授在通常操作步驟期間自動(dòng)重復(fù)的其機(jī)械手的點(diǎn)的軌跡，以便執(zhí)行給定的操作。機(jī)器人因此可至少以自動(dòng)和手動(dòng)模式來(lái)操作，通?？梢罁?jù)機(jī)器人控制部件來(lái)選擇這些模式。當(dāng)例如為編程或“教授”機(jī)器人而選擇手動(dòng)模式時(shí)，通過(guò)由便攜終端發(fā)送的指令來(lái)操作相應(yīng)的機(jī)械手；相反，當(dāng)選擇自動(dòng)操作模式時(shí)，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)只受控制部件的影響。
大多數(shù)的編程時(shí)間用于手動(dòng)控制機(jī)器人，以便識(shí)別機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡的最佳點(diǎn)并存儲(chǔ)其坐標(biāo)。為此，使用前述的便攜編程終端，也稱(chēng)為示教盒(teach pendant)，其可操作地連接到機(jī)器人控制部件并通常包括顯示器和一系列用于編程和手動(dòng)控制機(jī)器人的按鈕。教學(xué)操縱環(huán)還可用來(lái)監(jiān)視機(jī)器人編程、用于檢查機(jī)器狀態(tài)、用于修改特定編程參數(shù)等等。
在一些解決方案中，借助一條電纜將終端連接到控制部件，該電纜的長(zhǎng)度使操作員能夠移動(dòng)到機(jī)械手的工作范圍附近并精確地檢查有關(guān)的點(diǎn)和軌跡。前述的電纜致使操作員在他/她的編程活動(dòng)中可控性有限，因?yàn)樗?她要不斷地移動(dòng)靠近機(jī)械手；另一個(gè)缺點(diǎn)在于，該電纜能被其它電纜絆住或與其它電纜纏住，而該電纜本來(lái)應(yīng)該是自由的。并且，該電纜容易磨穿和磨損并損壞，因此需要被修理或替換。為了解決這些缺點(diǎn)，建議可操作地以無(wú)線(xiàn)模式將便攜終端連接到控制部件。
機(jī)器人執(zhí)行其功能的被稱(chēng)為“單元(cell)”的操作環(huán)境根據(jù)系統(tǒng)布局具有不同的配置，并且能包含一個(gè)機(jī)械手或多個(gè)協(xié)調(diào)操作的機(jī)械手，每個(gè)機(jī)械手可配備相應(yīng)的控制部件。利用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還在于，一個(gè)教學(xué)操縱環(huán)可用來(lái)以手動(dòng)模式獨(dú)立地控制單元的每個(gè)機(jī)器人，以便編程后者。但是，當(dāng)單元的機(jī)器人中的一個(gè)必須處于無(wú)線(xiàn)教學(xué)操縱環(huán)的手動(dòng)控制之下時(shí)，尤其重要的是，在教學(xué)操縱環(huán)和要控制的機(jī)器人之間建立一個(gè)明確的單義連接，以避免編程操作員的可能危險(xiǎn)。
WO 02/078913描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)器人和能夠與所述多個(gè)機(jī)器人中的給定機(jī)器人通信的終端；為此，每個(gè)機(jī)器人的控制部件配備了一個(gè)被配置為可移除模塊的停止按鈕，并且所述終端被設(shè)計(jì)成在適當(dāng)?shù)呐_(tái)座中接收所述模塊。該模塊包括包含識(shí)別有關(guān)控制部件的代碼的存儲(chǔ)裝置；另一方面，所述終端包括用于從所述模塊的存儲(chǔ)裝置讀取識(shí)別控制部件的代碼的裝置。已知所述代碼，終端可只與已經(jīng)獲得該模塊的部件進(jìn)行通信，以便手動(dòng)控制有關(guān)的機(jī)械手。
前述的解決方案在某種程度上使便攜終端的實(shí)現(xiàn)變得復(fù)雜，便攜終端需要配備適當(dāng)?shù)呐_(tái)座和用于可更換模塊的物理互連的有關(guān)裝置；可更換模塊還受到頻繁的處理，這可能引起混亂和損壞，以及它們連接的快速磨穿和磨損，和之后不良工作的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上內(nèi)容，本發(fā)明旨在實(shí)現(xiàn)如前所述的工業(yè)機(jī)器人，就編程活動(dòng)而言確保安全級(jí)別的提高，并且該機(jī)器人的生產(chǎn)也簡(jiǎn)單、便宜和可靠。本發(fā)明還旨在實(shí)現(xiàn)如前所述的機(jī)器人，使之能夠進(jìn)行涉及編程的容易且通用的活動(dòng)以及借助便攜終端的手動(dòng)控制，然而都處于完全安全的條件下。
這些和其它目的在下面將十分清楚，并且根據(jù)本發(fā)明由具有在所附權(quán)利要求中列出特征的一個(gè)過(guò)程、一種工業(yè)機(jī)器人、一種機(jī)器人系統(tǒng)和一個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些特征是本專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明的完整和重要部分。


根據(jù)下列描述和附圖，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，附圖的給出僅僅是說(shuō)明性并且是非限制性的例子，其中圖1示意性地示出了這里所述的機(jī)器人，包括機(jī)械手、機(jī)械手的控制部件和便攜編程終端；圖2示出了圖1的控制部件和機(jī)器人終端的簡(jiǎn)化框圖；圖3示出了圖2的所述部件和終端的控制系統(tǒng)的部分的簡(jiǎn)化框圖；圖4-7是圖3的控制部件和終端之間的邏輯耦合過(guò)程的步驟的示意性表示；圖8-11是圖3的控制部件和終端之間的邏輯去耦合過(guò)程的步驟的示意性表示；圖12是包括這里所述的機(jī)器人系統(tǒng)的工作單元的示意性表示；圖13是公開(kāi)了在圖12的機(jī)器人系統(tǒng)中使用的終端的可能用途的簡(jiǎn)化框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出包括機(jī)械手1、控制部件2和便攜編程終端或教學(xué)操縱環(huán)3的工業(yè)機(jī)器人。機(jī)械手1具有多個(gè)部分，這些部分根據(jù)相應(yīng)的軸移動(dòng)、借助接合點(diǎn)1a和帶有通用工具1c的末端機(jī)械腕1b鉸接。機(jī)械手1借助電纜4連接到其控制部件2。終端3至少包括-顯示器3a，借助該顯示器，可監(jiān)視機(jī)器狀態(tài)、編程步驟、可能的警告和各種參數(shù)，比如機(jī)械手的軸的位置；在編程軸的位置和運(yùn)動(dòng)程序的步驟以及遠(yuǎn)程監(jiān)視部件2時(shí)都使用顯示器3a；-一組按鍵，用于控制機(jī)械手1的軸的運(yùn)動(dòng)，這些按鍵的一些被表示為3b；所述按鍵組包括尤其用來(lái)選擇所期望的運(yùn)動(dòng)參考系統(tǒng)的按鍵和用于控制運(yùn)動(dòng)的按鍵，這些按鍵被稱(chēng)為“慢進(jìn)(jog)”按鍵；-一組編程和編輯按鍵，這些按鍵的一些被示意性表示為3c，用于在顯示器3b上顯示的程序內(nèi)活動(dòng)，以便激活各種功能和用于輸入數(shù)據(jù)。
終端3進(jìn)一步包括緊急停止設(shè)備，用ES表示，它可包括蘑菇狀按鈕，該蘑菇狀按鈕放置在所述終端的前面板上的固定位置；按下所述按鈕使得能夠立刻停止/停用機(jī)械手1和/或機(jī)器人工作的整個(gè)操作單元的運(yùn)動(dòng)。教學(xué)操縱環(huán)還配備有啟用設(shè)備，表示為ED，它應(yīng)當(dāng)在教學(xué)步驟或者手動(dòng)控制機(jī)械手1的運(yùn)動(dòng)的步驟期間與按鍵組3c一起使用；在實(shí)際中，啟用設(shè)備ED應(yīng)當(dāng)由操作員保持為活動(dòng)，以便使機(jī)械手1能夠在編程步驟期間進(jìn)行期望的運(yùn)動(dòng)。在圖1的非限制性例子中，設(shè)備ED包括兩個(gè)在終端3的側(cè)邊緣上延伸的按鍵，但在另一個(gè)可能的實(shí)施例中，該設(shè)備可位于終端的后部，例如在文獻(xiàn)EP-A-1 405700中所述的那樣。
部件2和終端3可配置為彼此以無(wú)線(xiàn)模式進(jìn)行通信，并且為此目的，它們配置有用于通過(guò)空氣交換信號(hào)的裝置，包括相應(yīng)的天線(xiàn)2a和3d。使所述裝置的尺寸具有幾米的有效范圍，因此相對(duì)部件2而位于終端3的作用域內(nèi)。信號(hào)的空氣傳輸可根據(jù)已知的技術(shù)來(lái)發(fā)生；在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，部件2和終端3之間的無(wú)線(xiàn)通信通過(guò)射頻來(lái)進(jìn)行，其中使用了由標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.111定義的傳輸系統(tǒng)(為了進(jìn)一步的細(xì)節(jié)而完全被引用)，稱(chēng)為Wi-fi系統(tǒng)。
終端3和部件2之間的無(wú)線(xiàn)連接基本上能夠交換下面三種類(lèi)型的信息a)操作數(shù)據(jù)，比如涉及軸的位置、運(yùn)動(dòng)或慢進(jìn)指令、通常借助終端3作出的所有選擇的信息，以及從所述終端下載到部件2的軟件；并且，部件2可將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端3，比如更新顯示器3a上的窗口所要求的信息，指示碼(警告、機(jī)器狀態(tài)等)，程序上載等等；b)緊急停止設(shè)備ES的狀態(tài)；c)啟用設(shè)備ED的狀態(tài)。
終端3還包括屬于所述終端的內(nèi)部電池的再充電裝置的電連接器3e，和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩丝?f，其在這里被假定為串聯(lián)通信端口的連接器。在所公開(kāi)的非限制性例子中，連接器3e和端口3f位于終端3的下邊緣。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，為了單義地分配或耦合終端3和控制部件2，前者應(yīng)當(dāng)首先位于后者附近，或者更通常地是在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)。為此，在本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，部件2配有用于終端3的定位支架5，在下面被定義成系泊部位；有利地，系泊部位5被配置成還用來(lái)再充電終端3的內(nèi)部電池。
系泊部位5優(yōu)選地物理連接到部件2的機(jī)殼或固定機(jī)架2b，并且為了簡(jiǎn)明的緣故，在該例子中，其還被配置成為一種定義了向上開(kāi)溝的臺(tái)座5a的架子，終端3的下部可以在圖1箭頭F的方向上插入到臺(tái)座5a。電連接器5b和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接器或端口5c是連接器3e和端口3f的補(bǔ)充，它們被固定在所述臺(tái)座5a的底部上。將終端3的下部插入到臺(tái)座5a導(dǎo)致連接器3e和5b之間以及連接器或端口3f和5c之間的耦合或連接。
系泊部位5還配備有控制元件，比如按鈕5d，用于啟動(dòng)終端3和部件2之間的邏輯耦合-去耦合過(guò)程，這是本發(fā)明要保護(hù)的另一個(gè)獨(dú)立方面。
仍然在圖1中，2c最終是指信號(hào)燈，指明了部件2和終端3之間的互操作條件。
在圖2中，部件2和終端3可借助簡(jiǎn)化的框圖來(lái)表示。
終端3包括對(duì)應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，全文用30表示，用于管理所述終端的所有各種功能。系統(tǒng)30可通過(guò)天線(xiàn)3d來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)或信息，并且它還被配置成使數(shù)據(jù)和信息通過(guò)另一個(gè)數(shù)據(jù)通信線(xiàn)路來(lái)傳輸，這里是物理或電纜的線(xiàn)路，例如與端口3f連接的串聯(lián)單向線(xiàn)路，用31來(lái)表示。數(shù)字32是指終端的自制電源，例如本身已知的可再充電的電池，其電極連接到連接器3e的觸點(diǎn)。
部件2包括對(duì)應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，全文用20來(lái)表示，用于管理所述部件的所有各種功能。系統(tǒng)20被配置成通過(guò)天線(xiàn)2a來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)或信息；系統(tǒng)20還被配置成使數(shù)據(jù)和信息通過(guò)另一個(gè)數(shù)據(jù)通信線(xiàn)路來(lái)傳輸，這里是物理或電纜的線(xiàn)路，比如與系泊部位5的端口5c連接的串聯(lián)單向線(xiàn)路，用21來(lái)表示。
數(shù)字22是指由系統(tǒng)20控制并與系泊部位的連接器5b連接的可再充電電路，其本身是已知的。系統(tǒng)20還被配置成控制燈2c的操作，并從按鈕5d接收控制信號(hào)。
為了能夠使用終端3來(lái)編程機(jī)器人，部件2和終端3配備了對(duì)應(yīng)的單義識(shí)別碼ID。每個(gè)ID碼優(yōu)選地包括兩個(gè)部分，由IP網(wǎng)絡(luò)地址(但也可以是MAC地址)和由序列號(hào)SN來(lái)表示。因此ID_CU＝IP_CU+SN_CU
ID_TP＝IP_TP+SN_TP其中-ID_CU和ID_TP分別是指部件2和終端3的識(shí)別碼；-IP_CU和SN_CU分別是指部件2的IP地址和單義序列號(hào)SN；-IP_TP和SN_TP分別是指終端3的IP地址和單義序列號(hào)SN。
為了簡(jiǎn)明的緣故并參考附圖，讓我們分別假設(shè)IP_CU和IP_TP地址是4和2，SN_CU和SN_TP的序列號(hào)是4和5，以及ID_CU和ID_TP識(shí)別碼分別是44和25。
IP地址可根據(jù)各種需要來(lái)修改，修改的方式?jīng)]有在這里描述，因?yàn)樗鼈儽旧硪阎⑶覜](méi)有落入本發(fā)明的范圍；為此，IP地址可存儲(chǔ)在可重寫(xiě)永久存儲(chǔ)器上，比如閃存或EEPROM存儲(chǔ)器。優(yōu)選地，序列號(hào)SN不能被修改，并且為此，它們的寫(xiě)入是在對(duì)諸如ROM存儲(chǔ)器的永久只讀存儲(chǔ)器的制造和/或測(cè)試步驟期間由部件2和/或終端3的制造商來(lái)完成。識(shí)別碼ID由部件2和終端3的控制系統(tǒng)在它們接通之后來(lái)構(gòu)建，并存儲(chǔ)在可重寫(xiě)存儲(chǔ)器中，比如RAM、閃存或EEPROM存儲(chǔ)器中。
圖3用框圖示出了部件2和終端3的控制系統(tǒng)20和30，盡管只示出了其對(duì)于理解本發(fā)明的前述第一方面有用的那些部分。
控制系統(tǒng)20包括主模塊20a和輔助模塊20b，前者被設(shè)計(jì)成管理部件2的通常功能而后者被專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成管理與外部的數(shù)據(jù)傳輸。模塊20a包括可操作地與閃存20c′關(guān)聯(lián)的主處理器20c，其中部件2的IP_CU地址被編碼；如果需要，如所述的那樣，處理器20c能修改存儲(chǔ)器20c′的內(nèi)容。模塊20b包括輔助處理器20d，用于控制電路20e進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)交換，該輔助處理器包括天線(xiàn)2a；處理器20d還通過(guò)與系泊部位5的端口5c(參看圖2)連接的串行線(xiàn)路21來(lái)接收或讀取外部數(shù)據(jù)或信息。處理器20d可操作地與ROM存儲(chǔ)器20f、RAM存儲(chǔ)器20g和閃存存儲(chǔ)器20h關(guān)聯(lián)。部件2的序列號(hào)SN_CU被永久地編碼在只讀存儲(chǔ)器20f中，而暫時(shí)存儲(chǔ)器20g被設(shè)計(jì)成保持部件2的識(shí)別碼ID_CU；相反，可重寫(xiě)存儲(chǔ)器20h被設(shè)計(jì)成保持終端3的識(shí)別碼ID_TP。主處理器20c和輔助處理器20d借助部件2的諸如CAN總線(xiàn)的總線(xiàn)20i而相互通信。
并且，控制系統(tǒng)30包括主模塊30a和輔助模塊30b，前者被設(shè)計(jì)成管理終端3的通常功能而后者被設(shè)計(jì)成管理與外部的數(shù)據(jù)傳輸。模塊30a包括可操作地與閃存30c′關(guān)聯(lián)的主處理器30c，其中終端3的IP_TP地址被編碼并且如果需要可被修改。模塊30b包括輔助處理器30d，用于控制電路30e通過(guò)空氣進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，該輔助處理器包括天線(xiàn)3d；處理器30d還發(fā)送數(shù)據(jù)或信息，或者通過(guò)與終端3的端口或連接器3f(也參看圖2)連接的串行線(xiàn)路21來(lái)允許從外部讀取數(shù)據(jù)或信息。在這里同樣，處理器30d可操作地與ROM存儲(chǔ)器30f、RAM存儲(chǔ)器30g和閃存存儲(chǔ)器30h關(guān)聯(lián)。終端3的序列號(hào)SN_TP被永久地編碼在只讀存儲(chǔ)器30f中，而暫時(shí)存儲(chǔ)器30g包含終端3的識(shí)別碼ID_TP；相反，可重寫(xiě)存儲(chǔ)器30h被設(shè)計(jì)成包含部件2的識(shí)別碼ID_CU。主處理器30c和輔助處理器30d借助雙向串行線(xiàn)路30i而相互通信。
如前所提到的，當(dāng)接通部件2時(shí)，控制系統(tǒng)20借助兩個(gè)處理器20c、20d以及存儲(chǔ)器20c′、20f來(lái)構(gòu)建碼ID_CU，所述碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20g中直到所述部件被關(guān)閉；類(lèi)似地，當(dāng)接通終端3時(shí)，控制系統(tǒng)30借助兩個(gè)處理器30c、30d以及存儲(chǔ)器30c′、30f來(lái)構(gòu)建碼ID_TP，所述碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30g中直到所述終端被關(guān)閉。如果需要，所述存儲(chǔ)器20g和30g可用可重寫(xiě)永久存儲(chǔ)器，比如閃存或EEPROM存儲(chǔ)器來(lái)替換，以便在設(shè)備2、3關(guān)閉之后包含ID碼。
根據(jù)這里所述的解決方案的第一有關(guān)方面，終端3和部件2之間的單義連接被要求能夠使用所述終端來(lái)編程機(jī)器人，并且借助適當(dāng)?shù)倪^(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)；在這里所述的實(shí)施例中，所述過(guò)程在下面也被定義成“邏輯耦合”過(guò)程，預(yù)先假定終端3位于部件2的系泊部位5上；終端與給定控制部件的耦合因此要求兩個(gè)設(shè)備物理上的接近。
圖4-7示意性地示出了部件2和終端3之間可能的邏輯耦合過(guò)程。
圖4示出了放置在系泊部位5上的接通的終端3的情況。在該情況下，如所解釋的，借助連接器或端口3f和5c在部件2和終端3的控制系統(tǒng)20、30之間建立“物理”連接。通過(guò)按下系泊部位5的按鈕5d，操作員啟動(dòng)耦合過(guò)程；在所述過(guò)程的啟動(dòng)步驟中，控制系統(tǒng)20借助適當(dāng)?shù)膫鞲衅餮b置檢查在系泊部位5上的終端3的實(shí)際存在(這可以通過(guò)例如使用屬于圖3的再充電電路22的電流傳感器來(lái)獲得)。
圖5示出下列步驟，其中在確認(rèn)終端3存在之后，控制系統(tǒng)20讀取控制系統(tǒng)30的存儲(chǔ)器30g的內(nèi)容，即終端3的識(shí)別碼ID_TP；這是借助通過(guò)串行線(xiàn)路21、31和端口3f、5c而連接的輔助處理器20d和30d來(lái)執(zhí)行的(也參看圖3)。所述讀取的結(jié)果接著被處理器20d存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20h的預(yù)定寄存器中，條件是所述寄存器空閑，如果所述寄存器已經(jīng)被占據(jù)，則與其中內(nèi)容進(jìn)行比較(該寄存器可以是圖13中的用R0表示的寄存器)。存儲(chǔ)器20h的前述寄存器是空閑的事實(shí)意味著終端3目前沒(méi)有與任何部件2耦合，而存儲(chǔ)器寄存器20h已經(jīng)占據(jù)的情況意味著終端3已經(jīng)與控制部件耦合。在實(shí)踐中，出現(xiàn)下列三種情況a)如果存儲(chǔ)器20h的前述寄存器是空閑的，那么操作員正在正確地嘗試在終端目前位于其系泊部位5上的部件2之間建立邏輯耦合過(guò)程；b)如果讀取的ID_TP碼與存儲(chǔ)在前述存儲(chǔ)器20h的寄存器中的相同，那么操作員正在正確地嘗試建立邏輯去耦合過(guò)程，這將進(jìn)一步在下面作詳細(xì)描述；c)如果讀取的ID_TP碼與存儲(chǔ)在前述存儲(chǔ)器20h的寄存器中的不同，那么操作員正在錯(cuò)誤地嘗試建立與已經(jīng)耦合到另一個(gè)部件的終端的耦合過(guò)程，或者操作員錯(cuò)誤地嘗試對(duì)與終端目前耦合的控制部件所不同的控制部件的系泊部位建立去耦合過(guò)程(這是不允許的，將在下面討論)。
在情況b)和c)中，部件2發(fā)射適合的錯(cuò)誤信號(hào)；相反，在情況a)中，耦合過(guò)程可進(jìn)行到下一步驟，如圖6所示。
在所述步驟中，在存儲(chǔ)了ID_TP碼之后，部件2的控制系統(tǒng)20將其自己的識(shí)別碼ID_CU傳遞到終端3的控制系統(tǒng)30，同時(shí)控制系統(tǒng)30切換等待狀態(tài)。為此(也參看圖3)，處理器20d讀取存儲(chǔ)器20g的內(nèi)容并借助電路20e以無(wú)線(xiàn)模式并連同耦合指令來(lái)傳輸有關(guān)的信息(由于系統(tǒng)20目前知道終端3的“身份”，所以發(fā)生所述傳輸)；另一方面，借助電路30e由處理器30d來(lái)接收具有ID_CU地址的耦合指令，處理器30d接著將有關(guān)的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30h的目前是空閑的預(yù)定寄存器中。優(yōu)選地，所述過(guò)程以在部件2和終端3之間無(wú)線(xiàn)交換確認(rèn)已經(jīng)發(fā)生邏輯耦合的信息而結(jié)束。
現(xiàn)在，如圖7中的例子所示的，部件2和終端3互相耦合，即它們中一個(gè)都知道另一個(gè)的識(shí)別碼ID，并且因此能夠以機(jī)器人編程模式來(lái)操作，其中終端3能夠以無(wú)線(xiàn)模式傳輸機(jī)械手1的運(yùn)動(dòng)的指令以及涉及安全設(shè)備(即緊急停止設(shè)備ES和啟用設(shè)備ED)所要求的狀態(tài)信息。
如前所述，在包括若干機(jī)器人的系統(tǒng)的情況下，存儲(chǔ)器20g的前述寄存器是空閑的部件將不能夠允許相應(yīng)機(jī)械手的手動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
耦合過(guò)程的結(jié)果可以任何方式被明確，例如可借助適當(dāng)燈的視覺(jué)指示，或者利用部件2和/或終端3的顯示器。
在這里所述的系統(tǒng)中，ID碼是部件2和終端3之間信息交換所需要的單義地址，或者是能夠利用終端來(lái)編程或教授機(jī)器人所更加絕對(duì)必要的單義地址。因此，在機(jī)器人編程期間從終端3到部件2的數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膬?yōu)選情況下，所傳輸?shù)姆纸M的頭部將包含ID_CU碼，而所述分組的信息內(nèi)容(有效負(fù)載)將涉及所傳輸?shù)男畔?例如與機(jī)械手1的運(yùn)動(dòng)的指令有關(guān)、緊急停止設(shè)備的狀態(tài)信息、啟用設(shè)備的狀態(tài)信息)。換句話(huà)說(shuō)，為了被部件2識(shí)別和執(zhí)行，任何編程和/或運(yùn)動(dòng)信息應(yīng)當(dāng)包含在由ID_CU碼識(shí)別的數(shù)據(jù)分組中。
另一方面，在從部件2到終端3的傳輸?shù)那闆r下，所傳輸?shù)姆纸M的頭部可包含ID_TP碼(但它還可以是地址IP_TP)，并且所述分組的信息內(nèi)容將涉及所傳輸?shù)男畔?比如警告或機(jī)器狀態(tài)，用于更新顯示器3上窗口的數(shù)據(jù)，等等)。
以本身已知的方式，通過(guò)部件2和終端3側(cè)上的輪詢(xún)過(guò)程來(lái)連續(xù)地測(cè)試無(wú)線(xiàn)信道，測(cè)試的速率根據(jù)處理器管理通信的活動(dòng)而變化。
當(dāng)終端3應(yīng)當(dāng)與“新的”部件2(即與該終端當(dāng)前所耦合的部件不同的部件)一起使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)如前述那樣執(zhí)行去耦合過(guò)程。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)在終端3已經(jīng)耦合的部件2的系泊部位5上執(zhí)行所述過(guò)程；一旦所述去耦合過(guò)程結(jié)束，終端3可被插入到另一部件2的系泊部位5上，以便有效地執(zhí)行對(duì)應(yīng)的邏輯耦合過(guò)程。
圖8-11示意性示出部件2和終端3之間可能的邏輯去耦合過(guò)程。
圖8示出了接通的終端3處于系泊部位5的情況，即在如圖4那樣情況的條件下。通過(guò)按下系泊部位5的按鈕5d來(lái)啟動(dòng)去耦合過(guò)程；這里再次在該過(guò)程的初始化步驟中，檢查系泊部位5上終端3的實(shí)際存在，如前面已經(jīng)描述那樣。
圖9示出了以下步驟，其中在接收了終端3存在的確認(rèn)后，基本上如前面已經(jīng)描述的那樣，控制系統(tǒng)20通過(guò)串聯(lián)連接來(lái)讀取控制系統(tǒng)30的存儲(chǔ)器30g的內(nèi)容，即終端3的識(shí)別碼ID_TP。處理器20d將由前述讀取產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器20h的前述預(yù)定寄存器的內(nèi)容比較。如果讀取的ID_TP碼與包含在所述寄存器中的內(nèi)容不同，那么中斷去耦合過(guò)程并且為操作員發(fā)射適當(dāng)?shù)闹甘荆缫曈X(jué)或聽(tīng)覺(jué)指示；缺乏代碼之間的同一性清楚地意味著，操作員試圖在一個(gè)與當(dāng)前分配給終端3的部件不同的部件2上執(zhí)行該過(guò)程。相反，在兩個(gè)數(shù)據(jù)(讀取的ID_TP和存儲(chǔ)的ID_TP)之間相對(duì)應(yīng)的情況下，該過(guò)程繼續(xù)，如圖10所示。
在該步驟期間，處理器20d向終端3的控制系統(tǒng)30發(fā)送去耦合指令或者刪除存儲(chǔ)器30h(也參看圖3)的內(nèi)容的指令，同時(shí)控制系統(tǒng)30切換到等待狀態(tài)。借助電路20e由處理器20d以無(wú)線(xiàn)模式傳輸所述指令；借助電路30e由處理器30d接收與指令有關(guān)的信息，在向部件2以無(wú)線(xiàn)模式發(fā)送適當(dāng)?shù)拇_認(rèn)之后，處理器30d刪除存儲(chǔ)器30h。在接收所述確認(rèn)時(shí)，部件2的控制系統(tǒng)20的處理器20d刪除其存儲(chǔ)器20h的內(nèi)容。
現(xiàn)在，部件2和終端3被去耦合，即它們的控制系統(tǒng)20、30的存儲(chǔ)器20h和30h的內(nèi)容都空閑，如圖11以舉例的方式所示；在這些情況下，終端3不再能夠向部件2發(fā)送對(duì)應(yīng)的機(jī)械手1的運(yùn)動(dòng)指令。這里再次，該過(guò)程的結(jié)果可以任何方式明確。
部件2和終端3顯式地配備了相應(yīng)的軟件程序，用于執(zhí)行參考圖4-7和8-11所描述的過(guò)程，所述程序利用任何技術(shù)和已知的語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如在本說(shuō)明的介紹部分中所闡明的，單元可包括一個(gè)機(jī)械手和多個(gè)機(jī)械手，其每一個(gè)配備了控制部件2。在包括若干機(jī)器人的系統(tǒng)的情況下，可以“點(diǎn)到點(diǎn)”模式或以“多點(diǎn)”模式來(lái)使用上述的終端3。
在第一種情況下，終端3可只和與之關(guān)聯(lián)的控制部件2通信。在使用這種配置時(shí)，終端3配備了完全的數(shù)據(jù)傳送/接收和編程功能；操作員可因而進(jìn)入機(jī)械手的受保護(hù)的操作范圍以“教授”機(jī)器人，在這些情況下，終端3和控制部件之間的安全設(shè)備(緊急停止設(shè)備ES和啟用設(shè)備ED)是活動(dòng)的。終端3和對(duì)應(yīng)部件2之間的分配和連接借助上述的專(zhuān)門(mén)耦合過(guò)程通過(guò)在有關(guān)部件2的系泊部位5上定位所述終端而進(jìn)行。在這些情況下，一個(gè)明顯的視覺(jué)表示讓使用終端3的操作員能夠識(shí)別活動(dòng)的連接，即與該終端耦合的部件2。為此，在終端3的顯示器3a上可提供適當(dāng)?shù)闹甘?，所連接的控制部件2的“名稱(chēng)”將顯示在顯示器3a上；在控制部件2上也提供用于發(fā)信號(hào)指示連接的裝置，在本例中是燈2c，其將連續(xù)接通以指示與終端3的活動(dòng)連接。燈2c將具有諸如很容易看見(jiàn)的大小、顏色和位置(例如琥珀色并放置在部件2的上面，或者其控制面板上或系泊部位5上)。注意到，作為前述這種情況的替換或除此之外，燈2c還可安裝在機(jī)械手1之上或者在后者附近。
在根據(jù)要保護(hù)的本發(fā)明的第二獨(dú)立方面的“多點(diǎn)”模式的情況下，終端3可同時(shí)以不同的方式與至少兩個(gè)控制部件2連接，并且尤其是與所述的“主”或?qū)ｉT(mén)連接并與至少一個(gè)所述的“輔助”連接進(jìn)行連接。通過(guò)在圖12中以舉例的方式示出這種情況，其中通用單元C包含四個(gè)不同的機(jī)器人，稱(chēng)為X，Y，W和Z，其每一個(gè)具有機(jī)械手1x、1y、1w、1z，它們的控制部件2x、2y、2w、2z配備了系泊部位5x、5y、5w、5z和燈2cx、2cy、2cw、2c z。明顯的是，前進(jìn)線(xiàn)L經(jīng)過(guò)單元，在前進(jìn)線(xiàn)上存在兩個(gè)操作站，一個(gè)操作站由機(jī)器人X和Y組成，另一個(gè)由機(jī)器人W和Z組成，每一對(duì)機(jī)器人以基本對(duì)稱(chēng)的位置相對(duì)線(xiàn)L的兩邊排列。
在本例中，機(jī)器人X基本上對(duì)應(yīng)于圖1的機(jī)器人，其部件2x的特征在于如前述例子中的碼IP＝4和SN＝4(并因此具有碼ID_CU＝44)；相反，其它機(jī)器人的碼如下部件2yIP＝5，SN＝8；部件2wIP＝6，SN＝7；部件2zIP＝7，SN＝2。
在前述的情況下，終端3具有與機(jī)器人X的主連接和與機(jī)器人W的輔助連接。與機(jī)器人X的主連接的狀態(tài)(在圖中用箭頭“主”來(lái)表示)基本上對(duì)應(yīng)于前述的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”模式，使得在終端3和部件2x之間建立完整的連接，安全設(shè)備是活動(dòng)的，并且因此可能為編程目的而手動(dòng)地控制機(jī)械手1x。
與機(jī)器人W的輔助連接的狀態(tài)(在圖中用箭頭“輔助”來(lái)表示)能夠也使用相同的終端3來(lái)用于與部件2w有關(guān)的監(jiān)視或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換功能(機(jī)器狀態(tài)檢測(cè)、當(dāng)前的程序步驟、警告(如果有的話(huà))、終端和控制部件之間下載的數(shù)據(jù)和/或反之亦然、更新顯示窗口等等)，盡管不可能編程或控制對(duì)應(yīng)機(jī)械手1w的運(yùn)動(dòng)這是因?yàn)樵谳o助連接緊急信道中(即那些涉及安全設(shè)備ES和啟用設(shè)備ED狀態(tài)的信道)不是活動(dòng)的，所述信道只在朝著部件2x的主連接中是活動(dòng)的。
對(duì)于主連接，應(yīng)當(dāng)總是通過(guò)使用部件2x的系泊部位5x，借助上述的專(zhuān)門(mén)過(guò)程來(lái)執(zhí)行在終端3和部件2x之間的分配和連接。相反，借助不要求終端位于系泊部位5w的軟件過(guò)程來(lái)執(zhí)行在終端3和部件2w之間的分配和連接(以及后續(xù)連接的禁止)。
對(duì)操作員的主連接的指示屬于“點(diǎn)到點(diǎn)”連接的情況并因此能夠借助終端3的顯示器3a和部件2x穩(wěn)定點(diǎn)亮的燈2cx來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要涉及到輔助連接的指示，那么在一方面，終端3的顯示器3a將顯示適當(dāng)?shù)母郊哟翱?，其帶有具有輔助連接的部件2w的“名稱(chēng)”；在另一方面，在部件2w上，燈2cw將閃爍，因此指明與終端3的輔助連接的狀態(tài)。
圖13顯示了實(shí)現(xiàn)如前參考圖12所述的“多點(diǎn)”連接功能的可能方式；在所述圖13中，只顯示了已經(jīng)參考圖3描述的終端3的控制系統(tǒng)30的一些組件；在另一方面，示意性示出了圖12的控制部件2x、2y、2w和2z，指示了它們的IP地址和序列號(hào)SN。
如在圖13中以舉例的方式所示，終端3的控制系統(tǒng)30的可重寫(xiě)存儲(chǔ)器30h包括多個(gè)寄存器，其中一些寄存器用R0、R1、R2、R3、R4來(lái)表示；所述寄存器中的一個(gè)，在通過(guò)舉例的方式顯示的情況下用R0來(lái)表示，具體地被設(shè)計(jì)成存儲(chǔ)與終端3以主連接或?yàn)榫幊棠康鸟詈系目刂撇考淖R(shí)別碼ID_CU；由于參考圖3和4-7所述的特定過(guò)程，所述存儲(chǔ)如所闡述的那樣發(fā)生。
相反，其它寄存器R1、R2、R3和R4被設(shè)計(jì)成包含部件2x、2y、2w和2z的輔助連接的相應(yīng)地址；在所示的例子中，所述地址由前述部件的IP地址構(gòu)成。
在一個(gè)可能的實(shí)施例中，例如在將單元C與其機(jī)器人安裝時(shí)，部件2x、2y、2w和2z的IP地址可預(yù)先存儲(chǔ)在寄存器R1-R4中；因此在這種情況下，終端3試圖能夠與之建立輔助連接3的部件的IP地址被插入到終端3中，該終端3被設(shè)計(jì)用來(lái)與給定的單元一起使用(但是還可能與例如放置在同一制造線(xiàn)路上的多個(gè)單元一起使用)。在終端3上，利用其顯示器3a和按鍵3c，可通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件過(guò)程直接執(zhí)行所述地址的存儲(chǔ)，并且不需要永久的存儲(chǔ)器；如前所述，可能發(fā)生，每個(gè)控制部件的IP地址(包含在圖3的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器20c中)必須及時(shí)修改，例如作為及時(shí)對(duì)單元C所作變化的結(jié)果；因此，當(dāng)需要時(shí)，也修改圖13的存儲(chǔ)器30h的寄存器R1-R4的內(nèi)容。
作為替換，終端3和部件2x、2y、2w和2z中的至少一個(gè)之間的輔助連接的分配可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電通信信道而發(fā)生，并可變和動(dòng)態(tài)地占據(jù)存儲(chǔ)器30h的寄存器R1-R4。
在這類(lèi)第一可能實(shí)施例中，組成單元C的部件2x-2z被如此編程，使得以無(wú)線(xiàn)的模式周期性聲明它們的IP地址；因此換句話(huà)說(shuō)，所述部件的控制系統(tǒng)借助它們相應(yīng)的電路20f(參看圖3以及其描述)以規(guī)則的間距發(fā)射包含IP地址信息的信號(hào)。在另一方面，終端3的控制系統(tǒng)30被如此配置以便周期性切換到等待狀態(tài)，以便接收所述信號(hào)；終端3和部件2x-2z可適當(dāng)?shù)乇痪幊?，使得所述終端切換到等待狀態(tài)的間隔是部件發(fā)射其地址信號(hào)的間隔的倍數(shù)。
在相應(yīng)的電路30e已經(jīng)接收前述信號(hào)之后，終端3的控制系統(tǒng)30存儲(chǔ)如此按順序被接收的在寄存器R1-R..中的各個(gè)IP地址。顯然，輔助處理器30d將周期性接收的IP地址與可能已經(jīng)存儲(chǔ)在R1-R..中的IP地址相比較，以避免重復(fù)存儲(chǔ)相同的信息。
根據(jù)另一可能實(shí)施例，終端3可相反地被配置成為輔助連接“召集”在網(wǎng)絡(luò)中可用的部件2x-2z。在所述情況下，自動(dòng)地或作為終端3上的操作員輸入的特定指令的結(jié)果，終端3的控制系統(tǒng)30在一段給定的時(shí)間上并且借助電路30e周期地發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)，即邀請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)中可用資源進(jìn)行“自我介紹”，并接著切換到響應(yīng)等待狀態(tài)；在通過(guò)相應(yīng)的電路20e接收所述詢(xún)問(wèn)信號(hào)之后，在網(wǎng)絡(luò)中可用的控制部件通過(guò)所述電路20e傳輸它們的IP地址信號(hào)，終端3接收這些信號(hào)并接著將其存儲(chǔ)在寄存器R1-R4中，這基本上與前述的方式相同。顯然，在該實(shí)施例中，部件2x-2z的控制系統(tǒng)周期地切換到等待狀態(tài)，以接收前述的詢(xún)問(wèn)信號(hào)；如果需要，可編程終端3和部件2x-2z，使得所述部件切換到等待狀態(tài)的間隔是終端周期地發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)期間所用時(shí)間的約數(shù)；另一方面，在發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)之后的終端3的響應(yīng)等待時(shí)間可以是用于發(fā)射其地址信號(hào)的單元所用間隔的倍數(shù)。
可以如此理解該系統(tǒng)，以使得只在終端3已經(jīng)具有主連接的情況下，才允許至少一個(gè)輔助連接，即是其與控制部件之一在邏輯上耦合；進(jìn)一步配置該系統(tǒng)，使得已經(jīng)具有與終端3的主連接的控制部件(在圖13的例子中是部件2x)不傳遞其IP地址，以使之存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30h的寄存器R1-R..的一個(gè)中，因?yàn)檫@不是必要的。
如果需要，控制系統(tǒng)2x-2z可被配置成除了將它們的IP地址傳遞到終端3外，還進(jìn)一步傳遞標(biāo)識(shí)信息，以使操作員可以視覺(jué)識(shí)別各種部件，而無(wú)論燈2cx-2cz的狀態(tài)如何，即在建立其輔助連接之前就可識(shí)別。例如，參考圖12-13的例子，各個(gè)部件2x-2z和/或它們的機(jī)械手1x-1z可裝配在視覺(jué)良好的位置，用板子以字母順序的、數(shù)字或字母字符來(lái)指明機(jī)器人名稱(chēng)；參考圖12-13的例子，所述名稱(chēng)由序列號(hào)SN構(gòu)成，因此機(jī)器人X，Y，W和Z的名稱(chēng)分別是“4”、“8”、“7”和“2”。通過(guò)發(fā)送前述附加的標(biāo)識(shí)信息和通過(guò)將后者由控制系統(tǒng)30存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器中，終端3還將每個(gè)IP地址與對(duì)應(yīng)的機(jī)器人的“標(biāo)簽”關(guān)聯(lián)，以便將它顯示在顯示器3a上。因此，在顯示器3a上激活選擇窗口，以便顯示與終端3建立輔助連接的部件的標(biāo)簽列表；在應(yīng)當(dāng)建立輔助連接的機(jī)器人的單元C中(通過(guò)對(duì)應(yīng)的板子)進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別之后，操作員可借助前述的窗口并由終端3的鍵盤(pán)來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽。作為所述選擇的結(jié)果，“輔助”連接的狀態(tài)將通過(guò)使對(duì)應(yīng)的燈2cw閃爍而顯示在控制部件2w上(在圖12-13的例子中)；相反，終端3的顯示器3a將顯示出除了機(jī)器人W的標(biāo)簽之外還包含輔助連接所允許的各種選項(xiàng)的對(duì)話(huà)框；如所說(shuō)的，所述選項(xiàng)基本上是指部件2w的可能的遠(yuǎn)程監(jiān)視和與機(jī)械手1w的編程/運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和信息不同的數(shù)據(jù)和信息的交換，這些是輔助連接所不允許的。
在任何時(shí)候，使用終端3的操作員可通過(guò)簡(jiǎn)單地取消在顯示器3a上的前述顯示窗口并從對(duì)應(yīng)列表中選擇另一個(gè)機(jī)器人的標(biāo)簽來(lái)激活不同的輔助連接；通過(guò)舉例由圖13的陰影箭頭示出所述可能性。
如前所述，通過(guò)顯示器3a上適當(dāng)?shù)膶?duì)話(huà)窗口，還在終端3上示出了與部件2x的“主”連接的狀態(tài)，除包含機(jī)器人X的名稱(chēng)外，對(duì)話(huà)窗口還包含在所述類(lèi)型連接中允許的各種選項(xiàng)；在部件2x上，“主”連接通過(guò)連續(xù)點(diǎn)亮的燈2cx而示出。
顯然，終端3所配備的軟件配備了用于選擇在顯示器3a上示出的窗口的合適菜單或功能，并且因此可能在“主”和“輔助”連接窗口之間切換。
從前面的描述，可以根據(jù)所述的本發(fā)明的第一方面推斷，為了使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)編程/運(yùn)動(dòng)功能，便攜終端3應(yīng)當(dāng)位于相對(duì)控制部件2的給定位置，以便啟動(dòng)適當(dāng)?shù)倪壿嬹詈线^(guò)程。優(yōu)選地，只作為所述兩個(gè)設(shè)備之間的物理途徑的結(jié)果而獲得所述耦合，并尤其在將終端3放置在屬于部件2的適當(dāng)支架5中之后；因而實(shí)際上迫使應(yīng)當(dāng)使用終端3的操作員在視覺(jué)上預(yù)先識(shí)別在工作區(qū)域C中存在的機(jī)器人中哪一個(gè)可被手動(dòng)移動(dòng)。為編程目的而使用終端3以及與所述終端所耦合的部件不同的部件2，這將預(yù)先假定一個(gè)特定的去耦合過(guò)程；如所討論的，所述過(guò)程應(yīng)當(dāng)無(wú)論如何在已經(jīng)與終端3耦合的部件2中執(zhí)行。手動(dòng)執(zhí)行耦合和去耦合操作的需要增加了操作員的意識(shí)，因此降低了可能的混淆和所導(dǎo)致的危險(xiǎn)。
在優(yōu)選的但非唯一的實(shí)施例中，利用兩條不同的通信線(xiàn)路(串行連接和無(wú)線(xiàn)連接)使在終端3和部件2之間發(fā)生ID碼的交換，從而固有地增加了耦合操作的安全性；只有在部件2和終端3之間的正確無(wú)線(xiàn)電反饋允許對(duì)無(wú)線(xiàn)連接的正確性和操作性予以確認(rèn)之后，以及在終端實(shí)際上被用于編程預(yù)定機(jī)器人之前，耦合過(guò)程才能結(jié)束。
所建議的解決方案不會(huì)使得終端3的實(shí)現(xiàn)尤其困難，因?yàn)樗疃嗌婕暗街辉黾右恍﹥?nèi)部電子組件(如果它們還不存在)并且增加用于傳遞識(shí)別碼ID_TP的輔助通信線(xiàn)路(此外如下所述，在使用電源線(xiàn)通信的情況下，可省略端口3f和串連線(xiàn)31)；如WO 02/078913所提供的，不存在用于可更換模塊的專(zhuān)門(mén)臺(tái)座簡(jiǎn)化了終端的布局，這因此可緊湊并且輕便。
另一方面，部件2配備有具有一些基本和/或標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)的支架或臺(tái)座，其中應(yīng)當(dāng)放置了終端。無(wú)線(xiàn)終端需要包括電池、優(yōu)選地為可再充電電池；因此在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，有利地，可使用應(yīng)當(dāng)在任何情況下存在以再充電終端電池的裝置，以便也集成該裝置能夠在邏輯上將終端與控制部件彼此耦合的部分。
在另一方面，只要考慮到終端實(shí)際使用，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的“多點(diǎn)”連接的可能性十分的有利。
如在本說(shuō)明書(shū)的介紹部分提到的，機(jī)器人可在自動(dòng)操作模式下操作。在所述模式中并參考圖12的例子，機(jī)器人X-Z執(zhí)行它們的在單元C中的操作程序，人員不能進(jìn)入單元C，但是單元C卻受到操作員的視覺(jué)控制。在這些情況下，便攜終端3如通常發(fā)生的那樣位于單元C附近的靜止位置，盡管緊急停止按鈕ES是活動(dòng)的，借助于此，操作員可如在很多情況下提供的那樣停止機(jī)器人X和/或如果需要的話(huà)，停止整個(gè)單元C。
如所闡明的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，只有在機(jī)器人和終端3之間的“主”連接的情況下，與按鈕ES關(guān)聯(lián)的功能才是活動(dòng)的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，終端3還被允許有選擇地建立至少一個(gè)“輔助”連接。如所推斷的，因?yàn)榍笆龅目赡苄裕O(jiān)視單元C的操作員借助終端3并因而只從一個(gè)位置來(lái)遠(yuǎn)程監(jiān)視各個(gè)機(jī)器人X-Y的控制系統(tǒng)，而不需要連續(xù)移動(dòng)到每個(gè)部件2x-2z以檢查它們控制面板上的機(jī)器狀態(tài)。
“多點(diǎn)”連接模式還能簡(jiǎn)化系統(tǒng)中的編程活動(dòng)，在該系統(tǒng)中，若干機(jī)器人執(zhí)行基本上類(lèi)似的操作。
例如，如在圖12中通過(guò)舉例而示出的情況中，單元C通常在同一條線(xiàn)L上包括若干工作站，每個(gè)工作站具有兩個(gè)處于相對(duì)位置的機(jī)器人；在所示的情況下，存在兩個(gè)工作站，分別包括機(jī)器人X-Y和機(jī)器人W-Z。此外，對(duì)于各種制造類(lèi)型，同一工作站的兩個(gè)機(jī)器人在線(xiàn)L上的同一部分的相對(duì)位置上自動(dòng)地執(zhí)行相同的操作，一個(gè)機(jī)器人的基本移動(dòng)因此優(yōu)選地相對(duì)由其它機(jī)器人執(zhí)行的基本移動(dòng)相對(duì)稱(chēng)或相反。因此換句話(huà)說(shuō)，第一機(jī)器人的操作程序只在一系列給定參數(shù)上不同于第二機(jī)器人的操作程序(比如在給定的空間參考系統(tǒng)中，機(jī)械手的接合點(diǎn)的位置坐標(biāo)或者其部件移動(dòng)的方向)。
在這些情況下，在編程了工作站的第一機(jī)器人(這里，被假定為圖12的機(jī)器人X)之后，操作員可通過(guò)終端3建立與同一工作站的第二機(jī)器人(在本例中為機(jī)器人Y)的“主”連接，以便對(duì)后者進(jìn)行編程。在與機(jī)器人Y的主連接的所述條件下，操作員可無(wú)論如何建立與已編程的部件2x的“輔助”連接，以便將對(duì)應(yīng)的操作程序下載到終端3上；一旦獲得了所述程序，操作員可返回到“主”連接所允許的編程模式，以便修改前述的先前下載的程序的參數(shù)并且因此使之適應(yīng)機(jī)器人Y。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能實(shí)現(xiàn)以舉例方式描述的工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)的若干變型，但卻沒(méi)有偏離本發(fā)明原理的新穎構(gòu)架。
不利用按鍵5d而是借助終端3給出的指令來(lái)啟動(dòng)邏輯耦合和去耦合過(guò)程，前提是后者先前已經(jīng)位于有關(guān)部件2的系泊部位5。在該情況下，在啟動(dòng)所述過(guò)程之后，借助由先前用31、3f、3c和21表示的組件組成的串行連接，終端的控制系統(tǒng)30可將它自己的碼ID_TP傳遞到部件2的控制系統(tǒng)20(如果需要，終端3可讀取系統(tǒng)20的碼ID_CU，并且耦合/去耦合過(guò)程可相對(duì)于前述由系統(tǒng)30管理的過(guò)程而相反地發(fā)生)。
在可能的不同實(shí)施例中，因終端3位于部件2附近而引起的連接可利用與電纜連接的串行線(xiàn)路的不同方式而獲得，尤其利用沒(méi)有物理或?qū)ｉT(mén)觸點(diǎn)的連接。例如，涉及至少一個(gè)ID碼的信息可利用RFID技術(shù)來(lái)傳送，使至少一個(gè)標(biāo)簽與終端3相關(guān)聯(lián)并且使至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽閱讀器與部件2和/或其機(jī)械手1相關(guān)聯(lián)；在所述應(yīng)用中，RFID系統(tǒng)的組件優(yōu)選地制定尺寸，以便具有幾厘米的有效范圍，使得只有當(dāng)終端3位于系泊部位5或靠近部件2和/或機(jī)械手1時(shí)才傳送信息。另一個(gè)可能性涉及紅外接口的使用，即只有當(dāng)終端3被插入到系泊部位5或相對(duì)部件2和/或機(jī)械手1的預(yù)定位置時(shí)，在部件2和終端3之間建立光學(xué)連接。此外，另一種可能性是通過(guò)電源線(xiàn)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)線(xiàn)路，因此當(dāng)終端3的電池32位于系泊部位5時(shí)，通過(guò)應(yīng)用建立在再充電電路22和終端3的電池32之間的同一電連接線(xiàn)來(lái)進(jìn)行信息傳送。
此外，為了增加操作員的意識(shí)，用于耦合/去耦合過(guò)程的系泊部位5或替換它的裝置(比如前述的RFID或紅外系統(tǒng))可放置在機(jī)械手1的附近。
權(quán)利要求
1.一種借助便攜終端(3)來(lái)控制工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手(1-2)的方法，該類(lèi)型的方法用于建立所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)之間的主無(wú)線(xiàn)連接，在使用便攜終端(3)來(lái)向機(jī)械手(1-2)傳輸有關(guān)編程指令和/或運(yùn)動(dòng)指令和/或終端(3)所配備的安全設(shè)備(ES，EN)的狀態(tài)條件的信息的對(duì)話(huà)期間，使用所述主連接，該方法包括下列操作a)將機(jī)械手(1-2)和終端(3)配置成允許它們交互，以便當(dāng)終端(3)基本上處于相對(duì)機(jī)械手(1-2)的預(yù)定物理位置時(shí)，執(zhí)行允許使用所述對(duì)話(huà)的邏輯耦合步驟；b)將終端(3)帶到所述位置；c)執(zhí)行所述邏輯耦合步驟；d)如果必須從所述位置移除終端，那么在使用所述對(duì)話(huà)期間，使用終端(3)來(lái)向機(jī)械手(1-2)傳輸所述指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)所述終端(3)處于所述位置時(shí)，在所述終端和第一機(jī)械手(1-2)之間建立臨時(shí)輔助連接，這是執(zhí)行所述邏輯耦合步驟所要求的，在操作d)期間從所述位置移除終端(3)時(shí)，所述輔助連接被中斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中機(jī)械手(1-2)和終端(3)與相應(yīng)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU、ID_TP)關(guān)聯(lián)，并且所述邏輯耦合步驟至少包括下列操作-使所述終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)對(duì)于所述機(jī)械手(1-2)可用；-使所述機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)對(duì)于所述終端(3)可用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述邏輯耦合步驟包括下列操作c1)利用輔助連接來(lái)使有關(guān)所述終端(3)和機(jī)械手(1-2)中的第二個(gè)(3)的第一標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)對(duì)于所述終端(3)和機(jī)械手(1-2)中的第一個(gè)(2)可用；c2)利用主連接來(lái)使有關(guān)所述終端(3)和機(jī)械手(1-2)中的第一個(gè)(2)的第二標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)對(duì)于所述終端(3)和機(jī)械手(1-2)中的第二個(gè)(3)可用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中-在操作c1)期間，由機(jī)械手(1-2)的控制部件(2)來(lái)讀取或接收所述終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)，并接著-在操作c2)期間，由機(jī)械手(1-2)的控制部件(2)將機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)傳輸?shù)浇K端(3)的控制系統(tǒng)(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中機(jī)械手(1-2)的控制部件(2)檢查相應(yīng)的預(yù)定存儲(chǔ)裝置(20h)是否空閑，并且-在肯定的情況下，它在所述存儲(chǔ)裝置(20h)中存儲(chǔ)所述終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)，并接著向終端(3)的控制系統(tǒng)(30)傳輸機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)；-在否定的情況下，它將終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)與所述存儲(chǔ)裝置(20h)的內(nèi)容相比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中-如果終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)與所述存儲(chǔ)裝置(20h)的內(nèi)容兼容，那么允許在所述終端(3)和機(jī)械手(1-2)之間執(zhí)行邏輯去耦合步驟；-如果終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)與所述存儲(chǔ)裝置(20h)的內(nèi)容不兼容，那么中斷邏輯耦合步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中-機(jī)械手(1-2)的控制部件(2)在相應(yīng)的預(yù)定存儲(chǔ)裝置(20h)中保存終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)，并且-終端(3)的控制系統(tǒng)(30)在相應(yīng)的預(yù)定存儲(chǔ)裝置(30h)中保存機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還包括下列操作e)執(zhí)行相對(duì)所述機(jī)械手(1-2)的所述終端(3)的邏輯去耦合步驟，以便禁止使用所述對(duì)話(huà)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)被配置成進(jìn)行交互以便在終端(3)處于所述位置時(shí)執(zhí)行所述邏輯去耦合步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)被配置成在所述邏輯去耦合步驟期間刪除所述相應(yīng)的預(yù)定存儲(chǔ)裝置(20h、30h)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)被配置成在操作c)期間通過(guò)所述主連接彼此交換執(zhí)行所述邏輯耦合步驟的控制和/或檢查信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還規(guī)定了既在所述終端(3)上又在所述機(jī)械手(1-2)上的使用所述對(duì)話(huà)的啟用條件的視覺(jué)指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述機(jī)械手(1-2)與用于定義或識(shí)別所述位置的裝置(5)關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中通過(guò)將至少兩個(gè)碼(IP、SN)彼此關(guān)聯(lián)來(lái)獲得所述標(biāo)識(shí)信息(ID_CU、ID_TP)，其中一個(gè)碼可被修改而另一個(gè)不能。
16.一種包括便攜終端(3)和具有控制部件(2)的機(jī)械手(1)的工業(yè)機(jī)器人，該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了根據(jù)前述一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求的方法。
17.一種包括機(jī)械手(1-2)和便攜終端(3)的工業(yè)機(jī)器人，所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)都具有包括相應(yīng)第一通信裝置(20e、30e)的電子控制系統(tǒng)(20、30)，用于建立無(wú)線(xiàn)主連接，在使用至少一個(gè)對(duì)話(huà)來(lái)從終端(3)向機(jī)械手(1-2)傳輸有關(guān)編程指令和/或運(yùn)動(dòng)指令和/或終端(3)所配備的安全設(shè)備(ES，EN)的狀態(tài)條件的信息期間，使用所述主連接，所述機(jī)械手(1-2)和終端(3)的控制系統(tǒng)(20、30)包括-相應(yīng)的第二通信裝置(5c、20d、21、3f、30d、31)，被配置成在終端(3)基本上處于靠近所述機(jī)械手(1-2)的預(yù)定位置時(shí)，建立臨時(shí)輔助連接，和-相應(yīng)的啟用裝置(20a-20g；30a-30g)，被配置成-使用所述輔助連接來(lái)執(zhí)行所述機(jī)械手(1-2)和所述終端(3)之間的邏輯耦合過(guò)程，以便允許使用所述對(duì)話(huà)；-在從所述位置移除終端(3)后，也允許在所述輔助連接的可能中斷之后傳輸所述信息，以便在所述使用對(duì)話(huà)期間使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的機(jī)器人，其中-機(jī)械手(1-2)和終端(3)的啟用裝置(20a-20g；30a-30g)包括相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置(20g；30g)，其包含相應(yīng)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU，ID_TP)，-機(jī)械手(1-2)的啟用裝置(20a-20g)包括用于借助所述主和輔助連接中的一個(gè)來(lái)使相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置(20h)的內(nèi)容對(duì)于終端(3)的控制系統(tǒng)(30)可用或?qū)⒃搩?nèi)容傳遞給終端(3)的控制系統(tǒng)(30)的裝置(20d)，和-終端(3)的啟用裝置(30a-30g)包括用于借助所述主和輔助連接中的另一個(gè)來(lái)使相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置(30h)的內(nèi)容對(duì)于機(jī)械手(1-2)的控制系統(tǒng)(20)可用或?qū)⒃搩?nèi)容傳遞給機(jī)械手(1-2)的控制系統(tǒng)(20)的裝置(30d)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)的啟用裝置(20a-20g)包括用于借助輔助連接來(lái)讀取終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)并接著借助主連接向終端(3)的啟用裝置(30a-30g)傳遞機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)的裝置(20d，20d)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的機(jī)器人，其中-機(jī)械手(1-2)的啟用裝置(20a-20g)包括相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置(20h)，用于保存終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)，并且-終端(3)的啟用裝置(30a-30g)包括相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置(30h)，用于保存機(jī)械手(1-2)的標(biāo)識(shí)信息(ID_CU)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)的啟用裝置(10a-20g)包括比較裝置，被配置成檢查相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置(20h)是否空閑，并且-在肯定的情況下，在所述第二存儲(chǔ)裝置(20h)中存儲(chǔ)終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)，-在否定的情況下，將終端(3)的標(biāo)識(shí)信息(ID_TP)與所述第二存儲(chǔ)裝置(20h)的內(nèi)容相比較。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)和終端(3)的啟用裝置(20a-20g；30a-30g)被配置成尤其在終端(3)處于所述位置時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述終端(3)相對(duì)所述機(jī)械手(1-2)的邏輯去耦合過(guò)程，以便禁止所述對(duì)話(huà)的使用。
23.根據(jù)權(quán)利要求20和22的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)和終端(3)的啟用裝置(20a-20g；30a-30g)被配置成在所述邏輯去耦合過(guò)程期間，釋放所述相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置(20h，30h)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)和終端(3)包括相應(yīng)的視覺(jué)標(biāo)識(shí)裝置(3，2c)，用于通知使用所述對(duì)話(huà)的啟用條件。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)器人，其中機(jī)械手(1-2)與定義或識(shí)別所述位置的定位裝置(5)相關(guān)聯(lián)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的機(jī)器人，其中所述定位裝置(5)包括一個(gè)臺(tái)座(5a)，其中至少一部分的機(jī)械手(1-2)的第二通信裝置(5c、21)是可操作的。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的機(jī)器人，其中終端(3)包括與相應(yīng)連接器(3e)關(guān)聯(lián)的可再充電電池(32)，機(jī)械手(1-2)包括用于與相應(yīng)連接器(5b)關(guān)聯(lián)的所述電池(22)的再充電裝置(22)，所述連接器(3e、5b)被配置成在終端處于所述位置時(shí)進(jìn)行協(xié)作。
28.根據(jù)權(quán)利要求17的機(jī)器人，其中所述輔助連接包括下列至少一個(gè)-電纜連接的串行連接，-不具有物理觸點(diǎn)的連接，比如短射線(xiàn)RFID連接或光學(xué)連接；-基于電源線(xiàn)路通信的連接，尤其在終端(3)處于所示位置時(shí)，通過(guò)應(yīng)用在終端(3)的電池(32)和所述電池的可再充電電路(22)之間建立的電連接來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。
29.一種具有多個(gè)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)器人包括各自的具有相應(yīng)控制部件(2)的機(jī)械手(1)和便攜終端(3)，便攜終端(3)可用于在所述系統(tǒng)中有選擇地編程屬于所述多個(gè)機(jī)器人中的機(jī)器人，在所述系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到16中的至少一個(gè)的方法和/或使用根據(jù)權(quán)利要求17到28中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)工業(yè)機(jī)器人。
30.一種包括計(jì)算機(jī)指令或代碼部分的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其可被加載到存儲(chǔ)器中并借助處理器執(zhí)行，以便依照根據(jù)權(quán)利要求1到15中的一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求的方法來(lái)控制工業(yè)機(jī)器人。
全文摘要
一種包括具有控制部件(2)的機(jī)械手(1)和便攜終端(3)的工業(yè)機(jī)器人，該部件和終端能夠以無(wú)線(xiàn)模式通信以便執(zhí)行機(jī)器人編程對(duì)話(huà)。該部件(2)和終端(3)被配置成實(shí)現(xiàn)相互的邏輯耦合步驟，這要求僅當(dāng)終端(3)基本上處于靠近部件(2)的預(yù)定物理位置(5)時(shí)才能夠?qū)λ鰧?duì)話(huà)進(jìn)行編程。
文檔編號(hào)B25J9/00GK1853878SQ20061007520
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
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