ES2274152T3 - Sistema para programar robots o aparatos automaticos similares, que comprende un terminal de programacion portatil. - Google Patents
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Abstract
Sistema de programación para un robot, o un aparato automático similar, que contiene una herramienta (4), comprendiendo el sistema una unidad de control (5), operativa para controlar los movimientos del robot (1) según varios ejes, y un terminal de programación portátil (6), que está conectado funcionalmente a la unidad de control (5), y comprendiendo el terminal (6): - unos medios de selección (18), que pueden ser accionados manualmente para seleccionar el sistema de coordenadas deseado de una pluralidad de sistemas de coordenadas ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") almacenados en la unidad de control (5); - unos primeros medios de control de movimiento, cuyo funcionamiento depende de la selección realizada a través de los medios de selección (18), comprendiendo dichos primeros medios de control de movimiento una pluralidad de teclas de movimiento (14) que pueden ser accionadas manualmente para proporcionar a la unidad de control (5) una respectiva señal de control para el robot (1), siendo operativa dicha señal de control para aplicar a la herramienta (4) un movimiento de rotación o traslación alrededor o a lo largo del eje correspondiente a la tecla de movimiento pulsada (14), en el sistema de coordenadas seleccionado ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") mediante los medios de selección (18), y - unos medios indicadores de la posición (21), que pueden ser accionados manualmente para almacenar la posición alcanzada por un punto predefinido (TCP) de la herramienta (4) como consecuencia del movimiento del robot (1), caracterizado porque el terminal (6) comprende además unos medios de control de movimiento adicionales (40, 41) que pueden ser accionados manualmente, en lugar de los primeros medios de control de movimiento (14), para proporcionar a la unidad de control (5) una respectiva señal para controlar el robot (1), que es operativa para provocar el desplazamiento del punto predefinido (TCP) de la herramienta (4) en relación con un punto de referencia (CO) establecido previamente, y porque: - la posición del punto de referencia (CO) puede ser modificada, - el terminal (6) comprende unos medios (D, T) para modificar la posición del punto de referencia (CO), y - la señal para controlar el robot (1), generada como resultado del funcionamiento de los medios de control de movimiento adicionales (40, 41), es independiente del sistema de coordenadas ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") seleccionado a través de los medios de selección (18).
Description
Sistema para programar robots o aparatos
automáticos similares, que comprende un terminal de programación
portátil.
La presente invención se refiere a un sistema de
programación para un robot, o un aparato automático similar, que
contiene una herramienta, comprendiendo el sistema una unidad de
control, operativa para controlar los movimientos del robot según
varios ejes, y un terminal de programación portátil, que está
conectado funcionalmente a la unidad de control, y comprendiendo el
terminal:
- -
- unos medios de selección, que pueden ser accionados manualmente por un operador para seleccionar un sistema de coordenadas deseado de una pluralidad de sistemas de coordenadas almacenados en la unidad de control;
- -
- unos primeros medios de control de movimiento, cuyo funcionamiento depende de la selección realizada a través de los medios de selección, comprendiendo dichos primeros medios de control de movimiento una pluralidad de teclas de movimiento que pueden ser accionadas manualmente para proporcionar a la unidad de control una respectiva señal de control para el robot, siendo operativa dicha señal de control para hacer que la herramienta realice un movimiento de rotación o traslación alrededor o a lo largo del eje correspondiente al pulsador de movimiento accionado, en el sistema de coordenadas seleccionado a través de los medios de selec- ción;
- -
- unos medios indicadores de la posición, que pueden ser accionados manualmente para almacenar, en la unidad de control, la posición alcanzada por un punto predefinido de la herramienta como consecuencia del movimiento del robot.
Dichos sistemas de programación ya eran
conocidos dentro del ámbito de la técnica anterior, como se pone de
manifiesto en los documentos EP 0 974 884 A2 o EP 0 792 726 A1.
En esencia, la actividad de programación de un
robot consiste en indicar manualmente, al robot, la trayectoria que
uno de sus puntos deberá repetir automáticamente para ejecutar una
determinada aplicación.
Este punto está constituido por el denominado
"punto central de la herramienta" (TCP), que indica la posición
de la parte activa de la herramienta montada en la muñeca del robot
(la parte de la herramienta que realiza la operación), y que es
definida adecuadamente por el operador de conformidad con la
aplicación. En vista de lo anterior, por ejemplo, en el caso de una
operación de soldadura por arco, el TCP estará situado en la punta
del soplete de soldar colocado en el extremo del hilo de soldadura,
en cambio, en las aplicaciones de sellado, el TCP se corresponderá
con la boquilla de salida del sellador, mientras que, en las
aplicaciones que requieren una pistola de soldadura por puntos
eléctricos, el TCP se corresponderá con uno de los dos electrodos o
con un punto intermedio situado entre ambos.
La mayor parte del tiempo de programación se
destina al control manual del robot, la determinación de los puntos
óptimos de la trayectoria que deberá seguir el TCP y el
almacenamiento de las coordenadas de éstos. Con esta finalidad, se
proporciona un terminal de programación, denominado "consola de
guiado", que está conectado a la unidad de control del robot y
que habitualmente comprende una pantalla y una serie de pulsadores
utilizados para programar y controlar manualmente el movimiento del
robot. El terminal de programación habitualmente se conecta a la
unidad de control por medio de un cable largo, que permite al
operador moverse cerca del área de trabajo del robot y verificar
con precisión los puntos y las trayectorias del TCP.
Para controlar manualmente las variaciones de la
postura del robot, el operador utiliza unos pulsadores particulares
del terminal de programación, denominados "pulsadores o teclas de
desplazamiento", que controlan el accionamiento de uno o más
ejes del robot.
Mediante los pulsadores de desplazamiento del
terminal portátil, es posible accionar el TCP en una dirección
positiva o negativa particular dentro de un sistema de referencia
seleccionado por el operador entre una pluralidad de sistemas de
referencia posibles. Por ejemplo, habitualmente se proporciona un
sistema de referencia de las articulaciones del robot, denominado
"Articulaciones" en el que un vector de dicho sistema
representa la posición angular de cada una de las articulaciones.
Asimismo, se proporcionan sistemas de referencia cartesianos, tales
como los que se suelen conocer como "Base" y "Herramienta"
que se refieren, respectivamente, a la base del robot y a la
herramienta situada en el extremo del robot.
Para seguir de cerca el TCP y verificar
visualmente su posición, el operador se mueve constantemente
alrededor del robot y, de ese modo, también se mueve en relación
con los orígenes de los sistemas de referencia mencionados. La
actividad de programación se complica en cierta medida debido a lo
anterior y, asimismo, debido al hecho de que el operador debe
seleccionar el sistema o los sistemas de referencia que desea
utilizar cada vez. Debe observarse que, para alcanzar los puntos de
funcionamiento individuales de la herramienta de la aplicación y
almacenarlos correctamente, a veces es necesario mover varios ejes
del robot.
Además, la utilización de los terminales de
programación de técnica anterior en general resulta poco práctica
para el operador, debido a las dificultades que encuentra éste para
alcanzar con el dedo algunos de los pulsadores, a menos que cambie
continuamente la posición de las manos.
En ciertos casos, la utilización de los
terminales de programación de técnica anterior resulta molesta
incluso, debido a la presencia de un pulsador de seguridad
(denominado "dispositivo de hombre muerto") que debe mantenerse
pulsado mientras se acciona el robot por medio de los pulsadores de
desplazamiento.
El objetivo de la presente invención es
conseguir que la actividad de programación de un robot llevada a
cabo por el operador resulte más sencilla y más inmediata que en
los sistemas de técnica anterior.
Otro de los objetivos de la presente invención
es obtener un terminal de programación portátil para robots que
presente una estructura particularmente ventajosa desde el punto de
vista ergonómico, para facilitar todavía más la actividad de
programación.
Éste y otros objetivos, que se pondrán
claramente de manifiesto a través de la descripción siguiente, se
alcanzan, según la presente invención, por medio de un sistema de
programación del tipo indicado en el inicio de la presente
descripción, caracterizado porque el terminal portátil comprende
unos medios de control de movimiento adicionales que pueden
accionarse manualmente, en lugar de los primeros medios de control,
para proporcionar a la unidad de control una respectiva señal de
control del robot, destinada a provocar el desplazamiento del punto
predefinido de la herramienta en relación con un punto de referencia
establecido previamente, y porque:
- -
- la posición del punto de referencia puede modificarse,
- -
- el terminal comprende unos medios para modificar la posición del punto de referencia y
- -
- la señal de control generada como resultado del funcionamiento de los medios de control de movimiento adicionales es independiente del sistema de coordenadas seleccionado con los medios de selección.
Ventajosamente, el punto predefinido de la
herramienta puede ser representado por el TCP y el punto de
referencia puede ser representado por la posición del terminal (y,
por lo tanto, del usuario que lo sostiene) en relación con el
robot.
El operador, que durante la etapa de
programación se desplaza dentro del área de trabajo del robot, puede
cambiar de forma sencilla y rápida su propio punto de referencia,
basándose en su propio desplazamiento angular en relación con el
robot, y no necesita seleccionar de forma preventiva un sistema de
referencia determinado para los primeros medios de control de
movimiento (es decir, los pulsadores de desplazamiento).ni utilizar
éstos para controlar el movimiento del robot, sino que es suficiente
con que accione los medios de control de movimiento adicionales
para obtener el movimiento deseado del TCP en relación con su propio
punto de observación, después de establecer el punto de
referencia.
Los objetivos, las características y las
ventajas adicionales de la presente invención se pondrán claramente
de manifiesto a partir de la descripción siguiente y los dibujos
adjuntos, proporcionados meramente como un ejemplo ilustrativo y no
restrictivo y en los que:
- la Figura 1 es una representación esquemática
de un sistema de programación de robots según la presente
invención;
- la Figura 2 es una vista de la parte frontal
de un terminal de programación portátil comprendido en el sistema
según la presente invención;
- la Figura 3 es una vista de la parte posterior
del terminal de la Figura 2;
- la Figura 4 es un ejemplo de una pantalla de
presentación que puede ser utilizada para introducir los parámetros
operativos del terminal de la Figura 2.
En la Figura 1, el número de referencia 1
designa un robot industrial de un tipo sustancialmente conocido,
que presenta una pluralidad de articulaciones 2 y una muñeca
terminal 3 que lleva una herramienta 4 (se supone, en este caso,
que la herramienta es un soplete para soldar). Como se ha indicado
en la parte introductoria de la presente descripción, el extremo de
la herramienta 4 adopta como forma de realización el denominado
"punto central de la herramienta" o TCP.
El robot 1 está conectado (a través de un cable
eléctrico, por ejemplo) a una respectiva unidad de control 5. La
unidad 5 está conectada, asimismo, a un terminal portátil 6 que es
utilizado por el operador 7 para programar el robot 1.
Las formas prácticas de construir el hardware
relativo a la unidad 5 y al terminal 6, provistos preferentemente
de un respectivo sistema de control del microprocesador, no están
dentro del alcance de la presente descripción.
Como se ha descrito anteriormente, por motivos
de programación, el operador 7 "simula" una etapa de
funcionamiento, la ejecución automática de la cual será solicitada
al robot 1 más adelante, cambiando la posición del robot por medio
de los pulsadores de desplazamiento adecuados presentes en el
terminal 6. El operador 7 almacena, a través de otros pulsadores
del terminal 6, las coordenadas de la trayectoria óptima determinada
para el TCP.
La lógica de control del sistema permite que los
pulsadores de desplazamiento controlen, en cada ocasión, la función
de traslación y la función de rotación de los ejes del robot 1 con
referencia a los diversos sistemas de referencia posibles
("Articulaciones", "Base", "Herramienta", etcétera)
que el operador 7 debe seleccionar y seleccionar de forma
preventiva en cada ocasión. Tal como se ha indicado anteriormente,
estas circunstancias, así como el hecho de que el operador 7 cambie
continuamente su posición de trabajo en relación con los orígenes
de los diversos sistemas de referencia que pueden seleccionarse,
determinan que la actividad de programación con el terminal 6
apenas sea intuitiva.
Por esta razón, según un aspecto importante de
la presente invención, el terminal 6 dispone, además de los
pulsadores de desplazamiento habituales, de unos medios adicionales
para controlar el movimiento del robot 1 que son compatibles con un
respectivo programa de aplicación que reside en la unidad de control
5. Dichos medios adicionales que adoptan, por ejemplo, la forma de
unos pulsadores de desplazamiento o una palanca de mando, se
proporcionan para controlar el desplazamiento del TCP de forma
rápida y directa, en relación con un punto de referencia que puede
corresponderse ventajosamente con la posición del operador 7,
comunicada en cada ocasión a la unidad de control 5.
Las Figuras 2 y 3 representan un terminal de
programación 6 que comprende los medios de control de movimiento
adicionales y que presenta una estructura constructiva que es
particularmente ventajosa desde el punto de vista ergonómico.
A partir de dichas figuras, es posible observar,
antes de nada, que el cuerpo del terminal 6 comprende una parte
superior 10, dentro de la cual se sitúa un dispositivo de
presentación visual D, y una parte inferior 11, dentro de la cual
se sitúan los pulsadores que se utilizan con más frecuencia para
mover y programar el robot 1.
A partir de dichas figuras, también se pone
claramente de manifiesto que la anchura de la parte inferior 11 va
reduciéndose progresivamente en dirección al área de unión con la
parte superior 10. Dicha configuración del cuerpo del terminal 6 es
sumamente ventajosa desde el punto de vista ergonómico, ya que
permite al operador 7 sostener el terminal con ambas manos, por los
dos lados longitudinales de la parte 11, y al mismo tiempo le
permite utilizar los pulgares para accionar los pulsadores de
movimiento y almacenamiento que se utilizan con más frecuencia, tal
como se pone claramente de manifiesto en la descripción
siguiente.
Como en la técnica anterior, el terminal 6 está
provisto de un dispositivo de seguridad, denominado habitualmente
"dispositivo de hombre muerto", que el operador 7 debe mantener
activo para permitir el funcionamiento de los pulsadores de
movimiento del robot.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, la parte posterior del cuerpo del terminal 6
presenta un rebaje en sentido longitudinal, denotado por el número
de referencia 12 en la Figura 3. Desde cada superficie longitudinal
del rebaje 12, sobresale hacia el interior del propio rebaje, el
botón 13 de un respectivo pulsador que forma parte del dispositivo
de hombre muerto. Como puede observarse fácilmente, los dos botones
13 adoptan sustancialmente la forma de una barra alargada.
Cuando el operador 7 sostiene el terminal 6 a lo
largo de una o ambas de las superficies laterales inclinadas de la
parte 11, puede colocar las puntas de los dedos, aunque no los
pulgares, en el área de agarre que forman el rebaje 12 y los
botones 13. De esta forma, será necesario pulsar por lo menos uno de
los dos botones 13 para habilitar la utilización de los pulsadores
de desplazamiento del robot. Por el contrario, si no se pulsa
ninguno de los dos botones 13, el terminal 6 no permite controlar el
accionamiento del robot 1.
Esta disposición es particularmente adecuada
para el operador, puesto que le permite alternar las manos cuando
utiliza el dispositivo de hombre muerto y, en cualquier caso,
utilizar dicho dispositivo manteniendo las manos en una posición
natural. Por el contrario, los terminales de técnica anterior
generalmente implican que el operador deba mantener las manos en
una postura estática, hecho que le produce cansancio y que le lleva
a tratar de cambiar su punto de agarre con el terminal sin lograr
encontrar uno que le resulte cómodo, debido a la necesidad de
mantener pulsado el dispositivo de hombre muerto.
Gracias a que las barras 13 son relativamente
largas y sustancialmente paralelas a las dos superficies laterales
de la parte 11, el operador puede desplazar también el punto de
agarre a lo largo de la parte 11 del cuerpo del terminal 6, con lo
cual la utilización del dispositivo de hombre muerto siempre
resultará cómoda.
Volviendo a la Figura 2, el terminal 6 comprende
los pulsadores de desplazamiento habituales para proporcionar las
coordenadas de accionamiento del robot en la dirección positiva o
negativa del sistema de referencia que el operador ha seleccionado
entre los proporcionados ("Articulaciones", "Base",
"Herramienta", etcétera), como se ha indicado anteriormente.
Por este motivo, los pulsadores de desplazamiento son dobles y, por
lo tanto, cada uno comprende un pulsador 14 que debe ser pulsado
por uno u otro de sus extremos longitudinales para obtener,
respectivamente, un movimiento en la dirección positiva o un
movimiento en la dirección negativa.
En la forma de realización preferida de la
presente invención, los pulsadores de desplazamiento 14 están
dispuestos simétricamente en la superficie frontal del terminal 6
(cuatro en un lado y cuatro en el otro). Esta disposición también
se selecciona por cuestiones de ergonomía, debido a que favorece el
cambio de postura de la mano izquierda y de la mano derecha del
operador 7, que pulsa alternativamente los botones 13 del
dispositivo de hombre muerto presentes en el lado izquierdo y el
lado derecho de la parte posterior del terminal (véase la Figura
3).
Además, preferentemente, los pulsadores 14 que
controlan las funciones de traslación se sitúan en un mismo lado
(en el caso específico de la Figura 2, el lado izquierdo) y los
pulsadores 14 que controlan las funciones de rotación se sitúan en
el lado opuesto, siendo la finalidad de esta disposición simplificar
la búsqueda de las funciones.
En el caso del ejemplo, el pulsador de
desplazamiento comprende en particular dos series simétricas de
cuatro pulsadores, cada una de las cuales comprende tres pulsadores
superiores 14, sustancialmente paralelos entre sí, que controlan
respectivamente los ejes 1-3 y 4-6
del robot, y un pulsador inferior 14, sustancialmente perpendicular
a los anteriores, que controla respectivamente los ejes 7 y 8 del
robot. A los pulsadores de desplazamiento inferiores 14 también se
les puede atribuir, como segunda función, el control sobre los ejes
9 y 10 del robot (si los hubiera).
El número de referencia 15 designa las teclas de
dos pulsadores denominados "Control manual", utilizados para
incrementar y reducir, respectivamente, la velocidad de traslación
del robot. Los dos botones 15 están situados preferentemente en la
zona central derecha de la parte 11, cerca de los controles
denominados "Inicio", "Parada" y "Coordenadas"
descritos a continuación.
El número de referencia 16 designa la tecla de
un pulsador denominado "Inicio", que está situado en el lado
derecho del terminal y en la zona superior de la parte 11 para poder
ser accionado cómodamente con el pulgar de la mano derecha. El
pulsador 16 se proporciona para iniciar el movimiento del robot 1 y
permitir que éste realice una secuencia de movimientos, establecida
previamente por medio de los pulsadores de desplazamiento 14.
El número de referencia 17 designa la tecla de
un pulsador denominado "Parada", que permite detener el
movimiento del robot 1. Dicho pulsador 17 está situado justo debajo
del pulsador "Inicio" 16, en el lado derecho del terminal
6.
El número de referencia 18 designa la tecla de
un pulsador denominado "Coordenadas", utilizado para
seleccionar el procedimiento de accionamiento del robot, es decir,
el sistema de coordenadas de referencia ("Base",
"Herramienta", "Articulaciones", etcétera) para los
pulsadores de desplazamiento. Dicho pulsador 18 está situado cerca
de los pulsadores 14 del lado izquierdo del terminal 6.
El número de referencia 19 designa la tecla de
un pulsador denominado "Inversión" que, una vez pulsado,
determina que el robot 1 repita en orden inverso uno o más de los
movimientos ordenados previamente. Dicho pulsador está situado
junto al pulsador "Inicio" 16, en el lado derecho del terminal
6.
El número de referencia 26 designa la tecla de
un pulsador de accionamiento denominado "Paso", utilizado para
hacer que el robot 1 realice pasos individuales de una secuencia de
movimientos establecida previamente. La tecla 26 está situada
también en la parte derecha del terminal para permitir su pulsación
mediante el pulgar de la mano derecha.
En el lado izquierdo de la parte 11, cerca del
área de unión con la parte 10, se proporcionan los pulsadores para
programar el terminal 6. Esta disposición permite diferenciar, desde
el punto de vista espacial, entre los pulsadores de programación y
las teclas que están más estrechamente relacionadas con el
accionamiento, descritas anteriormente. Además, los pulsadores de
programación requieren menos precisión de utilización que los
pulsadores de accionamiento y, por consiguiente, pueden
seleccionarse fácilmente con la mano izquierda. En cualquier caso,
deberá tenerse en cuenta que los pulsadores de programación se
utilizan siempre que no se pulsa el dispositivo de hombre muerto
representado en la Figura 3; de ahí que dichos pulsadores también
puedan ser accionados fácilmente con el pulgar de la mano derecha,
mientras se sostiene el terminal con la mano izquierda.
Los pulsadores de programación comprenden cuatro
pulsadores de cursor en el caso ejemplificado en la presente
memoria, están contenidos en un solo mando de navegación denotado
por el número de referencia 20, que se utilizan para navegar por un
menú que puede presentarse en la pantalla D. Como se ha mencionado,
el mando de navegación 20 está situado en el lado superior
izquierdo y en la parte más externa del terminal 6, para que pueda
ser alcanzado fácilmente con el pulgar de la mano izquierda.
Para cumplir también funciones de programación,
se proporcionan las teclas de dos pulsadores denominados
"Registro" y "Modificación", denotados respectivamente
por los números de referencia 21 y 22. Las teclas 21 y 22 se
utilizan respectivamente para registrar y modificar un punto de la
trayectoria impuesta al TCP, establecido previamente. Estas teclas
se sitúan preferentemente en el lado izquierdo del terminal 6, cerca
de los pulsadores de cursor del mando de navegación 20.
El número de referencia 23 designa globalmente
un teclado alfanumérico, cuya modalidad de funcionamiento es
parecida a la de los teclados de los teléfonos portátiles. Dicho
teclado 23 está situado en la zona central inferior de la parte 11.
El teclado 23, que es utilizado para introducir letras y números
durante las operaciones de programación, también puede ser
alcanzado por ambos lados, mediante los pulgares de la mano.
Las teclas designadas con los números 24 y 25,
denominadas "Intro" y "Esc", corresponden a los pulsadores
utilizados conjuntamente con los pulsadores de cursor del mando de
navegación 20, para navegar o seleccionar una opción del menú
presentado en la pantalla D. Dichas teclas 24 y 25 están situadas en
la parte 10, a la derecha de la pantalla D, y desplazadas
verticalmente una con respecto a la otra (la tecla 24 está situada
debajo de la tecla 25).
El número de referencia 27 designa las teclas de
los pulsadores denominados "Cambio", situados a ambos lados de
la pantalla D, en la parte 10 del terminal 6. Las teclas 27 se
mantienen pulsadas mientras se pulsan simultáneamente otras teclas,
tales como la tecla "Control manual" 15, el mando de navegación
20 y las teclas del teclado 23.
El número de referencia 28 designa la tecla de
un pulsador denominado "Ayuda", cuya pulsación permite obtener
información de ayuda, relacionada con una selección de menú, en la
pantalla D. La tecla 28 está situada en la parte inferior central
de la pantalla D.
El número de referencia 29 designa las teclas de
dos pulsadores de cursor situadas cerca del mando de navegación 20,
utilizadas para desplazarse por las páginas visibles en la pantalla
D.
Los números de referencia TF1, TF2 y TF3
designan tres series de teclas asignadas para activar funciones
específicas, situadas en la parte 10. Tanto la primera como la
segunda serie de teclas TF1 y TF2 están situadas a lo largo de un
respectivo borde lateral de la pantalla D, mientras que la tercera
serie de teclas TF3 está situada a lo largo del borde inferior de
la pantalla D.
El número de referencia 30 indica las teclas de
dos pulsadores denominados "Más", situados a ambos lados de la
pantalla D, en la parte 10, que se utilizan para activar funciones
adicionales atribuidas a las teclas TF1 y TF2.
Los números de referencia 31 y 32 indican,
respectivamente, un selector de llave y un "pulsador de seta",
situados en el área del extremo superior de la parte 10 (el primero
a la izquierda y el segundo a la derecha). El selector de llave 31
se utiliza para activar o encender el terminal de programación 6,
mientras que el pulsador de seta 32 puede ser pulsado por el
operador en caso de emergencia, para detener el funcionamiento del
robot 1.
Como se ha indicado previamente, según un
aspecto importante de la presente invención, el terminal 6 está
provisto de una serie de medios adicionales para controlar el
accionamiento del robot 1, cuya función es aplicar un movimiento
cartesiano al TCP del robot 1, en relación con un punto de
referencia elegido por el usuario 7. Según una forma de realización
posible de la presente invención, para esta finalidad, se
proporcionan:
- -
- cuatro pulsadores comprendidos en un solo mando de navegación designado con el número 40, operativos para aplicar al TCP, respectivamente, un movimiento de acercamiento o alejamiento o un movimiento hacia la derecha o hacia la izquierda con relación a la posición establecida por el operador 7 y
- -
- un pulsador doble, operativo para aplicar un movimiento ascendente o descendente al TCP, dependiendo de cuál de los extremos longitudinales de la tecla 41 se pulsa.
A las teclas 40 y/o 41, se les puede asignar
también la función de determinar una rotación del TCP del robot 1
en relación con un punto de referencia seleccionado por el usuario
7. Desde este punto de vista, será posible asignar, pues, una
función doble a las teclas 40, 41 mencionadas, y el terminal 6
dispondrá por ello de unos medios para conmutar entre las
modalidades de funcionamiento de "traslación" y "rotación"
de las teclas auxiliares 40, 41. En esta última modalidad de
funcionamiento, los cuatro pulsadores del mando de navegación 40
serán operativos, por ejemplo, para determinar la rotación del TCP
alrededor del correspondiente eje, respectivamente, en sentido
contrario y en el mismo sentido que las agujas del reloj hacia la
derecha y en sentido contrario y en el mismo sentido que las agujas
del reloj en dirección a la posición establecida por el operador 7;
el pulsador de la tecla 41 será operativo para determinar la
rotación del TCP alrededor del respectivo eje, en sentido contrario
y en el mismo sentido que las agujas del reloj hacia arriba.
Tal como se representa en la Figura 2, las
teclas 40, 41 están situadas en el área central de la parte 11,
entre las dos series opuestas de pulsadores de desplazamiento 14,
hallándose preferentemente la tecla 40 a la derecha de la tecla 41,
para que de ese modo la tecla 40 pueda ser pulsada con el pulgar de
la mano derecha, y la tecla 41 con el pulgar de la mano
izquierda.
Debe destacarse que según la presente invención
las teclas auxiliares 40 y 41 son adicionales a los pulsadores de
desplazamiento 14. Por consiguiente, la combinación para que el TCP
alcance el punto deseado podrá ser controlada siempre por el
operador 7 mediante los pulsadores de desplazamiento individuales
14, después de seleccionar un sistema de referencia determinado con
el pulsador "Coordenadas" 18.
En cambio, el movimiento del TCP determinado por
las teclas 40, 41 no es influido de ningún modo por la selección
actual de los pulsadores de desplazamiento 14 ("Base",
"Articulaciones", "Herramienta", etcétera), y el operador
7 solo necesitará pulsar una de dichas teclas auxiliares 40, 41 para
mover el TCP en la dirección deseada.
Como se ha indicado, las teclas auxiliares 40,
41 pueden ser pulsadas por el operador 7 que sujeta el terminal 6,
para permitir el movimiento del TCP según los tres ejes x, y, z
espaciales, con respecto a un punto de referencia variable. Dicho
punto de referencia puede ser proporcionado ventajosamente por la
posición del operador 7 que, de ese modo, percibirá con la máxima
sensibilidad el movimiento de la máquina. Por consiguiente, si el
punto de referencia establecido es el propio operador y si se pulsa
la flecha hacia la derecha de la tecla 40, el robot 1 desplazará
TCP hacia la derecha en relación con la posición del operador 7.
Pueden controlarse movimientos similares hacia la izquierda o
movimientos de acercamiento o alejamiento del TCP con respecto al
operador 7 (pulsando respectivamente las correspondientes flechas
hacia la izquierda, hacia arriba y hacia abajo de la tecla 40), o
movimientos ascendentes o descendentes del TCP (pulsando
respectivamente las correspondientes flechas hacia arriba o hacia
abajo de la tecla 41).
Si se establece la modalidad de funcionamiento
de rotación para las teclas 40, 41 y el punto de referencia es el
operador:
- -
- si se pulsa la flecha hacia la derecha o la flecha hacia la izquierda de la tecla 40, se aplicará respectivamente, al TCP, una rotación en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj hacia la posición del operador 7;
- -
- si se pulsa la flecha hacia arriba o la flecha hacia abajo de la tecla 40, se aplicará respectivamente, al TCP, una rotación en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj hacia la derecha y
- -
- si se pulsa la flecha hacia arriba o la flecha hacia abajo de la tecla 41, se aplicará respectivamente, al TCP, una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj o en el sentido de las agujas del reloj hacia arriba.
Es necesario que el operador 7 defina el punto
de referencia inicial en relación con el cual se aplicará la acción
controlada por las teclas auxiliares 40, 41, para permitir que los
movimientos sean ejecutados en la dirección correcta.
En una forma de realización posible de la
presente invención, el punto de referencia variable es definido por
el operador 7 por medio de una página o una presentación que puede
mostrarse en la pantalla D del terminal 6; desde dicha página,
también será posible conmutar de la modalidad de funcionamiento de
traslación a la modalidad de funcionamiento de rotación, y
viceversa, de las teclas auxiliares 40, 41.
La Figura 4 representa esquemáticamente una
presentación de pantalla posible que puede utilizarse con esta
finalidad. La presentación consta esencialmente de una
representación gráfica sobre la cual puede desplazarse un cursor,
indicado por CO, que representa el operador o el terminal, a lo
largo de una trayectoria circular TC alrededor del robot, indicado
en la presentación mediante las siglas PR. El desplazamiento del
cursor CO a lo largo de la trayectoria TC puede ser controlado, por
ejemplo, por medio de las teclas de cursor hacia la derecha y hacia
la izquierda del mando de navegación 20. Cuando el cursor CO llega a
la posición deseada, el operador 7 pulsa una tecla de confirmación,
por ejemplo, la tecla "Intro" 24.
Preferentemente, la condición por omisión del
sistema, que también es visible en la representación gráfica de la
Figura 4, sitúa al operador (y por lo tanto el cursor CO) en la
posición de 0º relativa a la base del robot, es decir, en una
posición equivalente a la de la modalidad de desplazamiento
cartesiano con coordenadas del tipo "Base".
A partir de lo anterior, resultará obvio que,
gracias a las teclas auxiliares 40, 41, el operador 7 no necesitará
seleccionar de forma preventiva un sistema de referencia determinado
para los pulsadores de desplazamiento 14 y utilizar éstos para
controlar el movimiento del robot 1; bastará con que el operador 7
pulse las teclas dedicadas 40, 41 para obtener el movimiento
deseado del TCP en relación con su punto de observación, tras
establecer el punto de referencia inicial. El operador 7, que
durante la etapa de programación se desplaza dentro del área de
trabajo del robot 1, podrá cambiar de forma simple y rápida su
referencia, basándose en su propio desplazamiento angular en
relación con el eje de referencia de la base del robot, utilizando
la representación gráfica de la Figura 4.
En una forma de realización particularmente
ventajosa de la presente invención, además, puede proporcionarse un
sistema que permite a la unidad de control conocer de forma
automática la posición del operador 7.
Con esta finalidad, por ejemplo, el terminal 6
puede estar provisto de unos medios transmisores de señales,
presentando dichos medios transmisores, designados como T en la
Figura 1, unas dimensiones adecuadas para un rango de trabajo de
algunos metros y, en consecuencia, para situarse dentro del campo de
acción del terminal 6 en relación con el robot 1.
En la base del robot 1, distribuidos por todo o
parte de su perímetro, se dispone de una pluralidad de medios
receptores, capaces de recibir la señal emitida por los medios
transmisores T presentes en el terminal 6. Los medios receptores
situados en la base del robot se designan como R en la Figura 1.
La lógica de la unidad de control 5 proporciona
un procedimiento codificado que permite distinguir cuáles de los
medios receptores R reciben la señal de los medios transmisores T; a
través de dicho procedimiento, que dura algunos segundos, el
sistema puede reconocer de forma automática el desplazamiento
angular del operador 7, para permitir al operador utilizar las
teclas auxiliares 40, 41 y mover el TCP del robot 1, con referencia
a la posición ocupada en ese momento por el terminal 6, de las
formas descritas anteriormente. El procedimiento mencionado puede
activarse de forma ventajosa desde el terminal 6 (por ejemplo, a
través de un solo pulsador dedicado) para cambiar la referencia
durante la etapa de programación, basándose en las diferentes
posiciones ocupadas por el operador 7 en relación con el robot
1.
Como resulta evidente, los expertos en la
materia podrán realizar numerosas variantes del sistema de
programación descrito en la presente memoria a título de ejemplo,
sin apartarse por ello del alcance de las reivindicaciones.
Por ejemplo, con referencia a la forma de
realización de la presente invención provista de un sistema para el
reconocimiento automático de la posición del terminal 6 en relación
con el robot 1, es posible colocar unos medios receptores R en el
terminal 6 y una pluralidad de medios transmisores T en la base del
robot 1, es decir, proporcionar una configuración invertida a la
representada en la Figura 1. Los medios que permiten dicho
reconocimiento automático de la posición también pueden obtenerse
con cualquier técnica conocida (por ejemplo, en forma de
emisores/receptores de infrarrojos, ópticos, de láser, etcétera).
Con referencia particular al caso de los medios
transmisores/receptores de infrarrojos, debe observarse que cabe la
posibilidad de explotar con esta finalidad los componentes de
transmisión de datos de la puerta IRD®, presente normalmente en la
mayoría de terminales de programación portátiles para robots.
Como resulta evidente, el software con el que se
equipa el terminal 6 y la unidad de control 5 para ejecutar las
funciones descritas anteriormente puede obtenerse de diversas
maneras, empleando técnicas conocidas por los expertos en la
materia.
Claims (27)
1. Sistema de programación para un robot, o un
aparato automático similar, que contiene una herramienta (4),
comprendiendo el sistema una unidad de control (5), operativa para
controlar los movimientos del robot (1) según varios ejes, y un
terminal de programación portátil (6), que está conectado
funcionalmente a la unidad de control (5), y comprendiendo el
terminal (6):
- -
- unos medios de selección (18), que pueden ser accionados manualmente para seleccionar el sistema de coordenadas deseado de una pluralidad de sistemas de coordenadas ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") almacenados en la unidad de control (5);
- -
- unos primeros medios de control de movimiento, cuyo funcionamiento depende de la selección realizada a través de los medios de selección (18), comprendiendo dichos primeros medios de control de movimiento una pluralidad de teclas de movimiento (14) que pueden ser accionadas manualmente para proporcionar a la unidad de control (5) una respectiva señal de control para el robot (1), siendo operativa dicha señal de control para aplicar a la herramienta (4) un movimiento de rotación o traslación alrededor o a lo largo del eje correspondiente a la tecla de movimiento pulsada (14), en el sistema de coordenadas seleccionado ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") mediante los medios de selección (18), y
- -
- unos medios indicadores de la posición (21), que pueden ser accionados manualmente para almacenar la posición alcanzada por un punto predefinido (TCP) de la herramienta (4) como consecuencia del movimiento del robot (1),
caracterizado porque el terminal (6)
comprende además unos medios de control de movimiento adicionales
(40, 41) que pueden ser accionados manualmente, en lugar de los
primeros medios de control de movimiento (14), para proporcionar a
la unidad de control (5) una respectiva señal para controlar el
robot (1), que es operativa para provocar el desplazamiento del
punto predefinido (TCP) de la herramienta (4) en relación con un
punto de referencia (CO) establecido previamente, y porque:
- -
- la posición del punto de referencia (CO) puede ser modificada,
- -
- el terminal (6) comprende unos medios (D, T) para modificar la posición del punto de referencia (CO), y
- -
- la señal para controlar el robot (1), generada como resultado del funcionamiento de los medios de control de movimiento adicionales (40, 41), es independiente del sistema de coordenadas ("Base", "Herramienta" y "Articulaciones") seleccionado a través de los medios de selección (18).
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el punto de referencia (CO) representa
la posición del terminal (6) y, por lo tanto, del usuario (7) que
lo sostiene, en relación con el robot (7).
3. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) pueden ser utilizados para provocar
desplazamientos cartesianos del punto predefinido de las
herramientas (TCP) en relación con el punto de referencia (CO)
establecido.
4. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) pueden ser utilizados para provocar
desplazamientos angulares o rotatorios alrededor de un respectivo
eje del punto predefinido de las herramientas (TCP).
5. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) pueden ser utilizados para aplicar, al punto
predefinido de la herramienta (TCP), un desplazamiento de
acercamiento o alejamiento o un desplazamiento hacia la derecha, la
izquierda, arriba o abajo, en relación con la posición del terminal
(6) y por lo tanto del usuario que lo sostiene (7).
6. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) comprenden un mando de navegación (40) que
presenta cuatro áreas laterales que pueden ser pulsadas
selectivamente para aplicar, en una de sus modalidades de
funcionamiento, un desplazamiento de acercamiento o alejamiento o
un desplazamiento hacia la izquierda o la derecha, en relación con
la posición del terminal (6), al punto de control predefinido de la
herramienta (TCP).
7. Sistema según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) comprenden un pulsador doble (41) que presenta
dos áreas terminales que pueden ser pulsadas selectivamente para
aplicar, en una de sus modalidades de funcionamiento, un
desplazamiento hacia arriba o hacia abajo, en relación con la
posición del terminal (6), al punto predefinido de la herramienta
(TCP).
8. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) pueden utilizarse para aplicar, al punto
predefinido de la herramienta (TCP), una rotación alrededor de un
respectivo eje en sentido contrario o en el mismo sentido que las
agujas del reloj hacia la derecha, en sentido contrario o en el
mismo sentido que las agujas del reloj en dirección a la posición
del terminal (6) y en sentido contrario o en el mismo sentido que
las agujas del reloj hacia arriba.
9. Sistema según la reivindicación 6,
caracterizado porque el mando de navegación (40) presenta
cuatro áreas laterales que pueden ser pulsadas selectivamente para
aplicar, en una modalidad de funcionamiento adicional, un
desplazamiento alrededor de un respectivo eje en sentido contrario o
en el mismo sentido que las agujas del reloj hacia la derecha y en
sentido contrario o en el mismo sentido que las agujas del reloj en
dirección a la posición del terminal (6), al punto predefinido de
la herramienta (TCP).
10. Sistema según la reivindicación 7,
caracterizado porque el pulsador doble (41) presenta dos
áreas terminales que pueden ser pulsadas selectivamente para
aplicar, en una modalidad de funcionamiento adicional, una rotación
alrededor de un respectivo eje en sentido contrario o en el mismo
sentido que las agujas del reloj hacia arriba, al punto predefinido
de la herramienta (TCP).
11. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el terminal (6) comprende un dispositivo
de presentación visual (D), y porque los medios (D; T) para
modificar la posición del punto de referencia (CO) comprenden una
página de introducción de información que puede ser mostrada en el
dispositivo de presentación visual (D).
12. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios (D; T) para modificar la
posición del punto de referencia (CO) comprenden por lo menos una
primera tecla (20, 24) del terminal (6).
13. Sistema según la reivindicación 12,
caracterizado porque los medios (D; T) para modificar la
posición del punto de referencia (CO) comprenden un dispositivo de
presentación visual (D) del terminal (6) y unos medios para generar
información gráfica en el dispositivo de presentación visual (D),
siendo la información gráfica representativa de la posición del
punto de referencia (CO) en relación con el robot (1).
14. Sistema según la reivindicación 13,
caracterizado porque los medios para generar información
gráfica comprenden:
- -
- unos medios para generar en la pantalla (D) un primer símbolo (CO) que representa el punto de referencia,
- -
- unos medios para generar en la pantalla (D) un segundo símbolo (PR) que representa el robot (1); y
- -
- unos medios para desplazar el primer símbolo (CO) en relación con el segundo símbolo (RR), en particular a lo largo de una trayectoria sustancialmente circular (TC), utilizando la primera tecla (20).
15. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios (D; T) para modificar la
posición del punto de referencia (CO) forman parte de un sistema
(T, R) para el reconocimiento automático de la posición angular del
terminal (6) en relación con el robot (1).
16. Sistema según la reivindicación 15,
caracterizado porque el sistema de reconocimiento automático
(T, R) comprende unos medios emisores de señales (T) y unos medios
receptores de señales (R), estando los medios emisores de señales
(T) asociados funcionalmente ya sea con el terminal (6) o bien con
el robot (1), y estando los medios receptores de señales (T)
asociados funcionalmente con el otro componente, es decir, el
terminal (6) o el robot (1), según el caso.
17. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el terminal (6) comprende un cuerpo que
se extiende longitudinalmente y comprende una primera parte (10) y
una segunda parte (11) que presenta un área de unión con la primera
parte (10), y porque la anchura de la segunda parte (11) se reduce
gradualmente hasta llegar al área de unión.
18. Sistema según la reivindicación 17,
caracterizado porque el lado frontal de la primera parte (10)
está provisto de un dispositivo de presentación visual (D) y el
lado frontal de la segunda parte (11) está provisto de una
pluralidad de teclas.
19. Sistema según la reivindicación 18,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) están situados en la zona central de la
segunda parte (11).
20. Sistema según la reivindicación 18,
caracterizado porque los primeros medios de control de
movimiento comprenden una primera serie de teclas de movimiento
(14) y una segunda serie de teclas de movimiento (14), estando
situadas ambas series de una forma sustancialmente simétrica, cada
una de ellas a lo largo de un respectivo lado longitudinal de la
segunda parte (11).
21. Sistema según la reivindicación 20,
caracterizado porque la primera serie consta de unas teclas
para controlar los movimientos de traslación y la segunda serie
consta de unas teclas para controlar los movimientos de
rotación.
22. Sistema según la reivindicación 20,
caracterizado porque los medios de control de movimiento
adicionales (40, 41) están situados entre la primera y la segunda
serie de teclas de movimiento (14).
23. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el terminal (6) comprende un dispositivo
de seguridad tipo "dispositivo de hombre muerto" (13).
24. Sistema según la reivindicación 23,
caracterizado porque el terminal (6) comprende un cuerpo cuya
parte posterior presenta un rebaje que se extiende
longitudinalmente (12), presentando ambos lados longitudinales
opuestos del rebaje (12) un botón alargado (13) que sobresale hacia
el interior, formando parte cada botón alargado (13) del
dispositivo de seguridad.
25. Sistema según la reivindicación 18,
caracterizado porque dicha pluralidad de teclas comprende una
o más teclas seleccionadas de un grupo que consta de:
- -
- por lo menos una tecla (15) para variar la velocidad de traslación del robot (1), situada sustancialmente en el lado derecho de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una tecla (16) para iniciar una secuencia de movimientos del robot (1), situada en el lado derecho de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una tecla (17) para detener el movimiento del robot (1), situada en el lado derecho de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una tecla (18) para seleccionar el sistema de coordenadas deseado de una pluralidad de sistemas de coordenadas, situada en el lado izquierdo de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una tecla de repetición (19) que, cuando se pulsa, determina que el robot (1) retroceda hasta el anterior o los anteriores movimientos ejecutados previamente, situada en el lado derecho de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una tecla (26) para controlar la ejecución de las etapas individuales de una secuencia de movimientos del robot (1) establecida previamente, situada en el lado derecho de la segunda parte (11) con respecto al centro;
- -
- una pluralidad de teclas de programación (20 a 23) situadas en el lado izquierdo de la segunda parte (11), que comprende por lo menos varias teclas de cursor (20), una tecla de registro de datos (21) y una tecla de modificación de datos (22); y
- -
- una pluralidad de teclas de un teclado alfanumérico (23) situadas en la zona central de la segunda parte (11).
26. Sistema según la reivindicación 18,
caracterizado porque, en la primera parte (10), situadas a
ambos lados del dispositivo de presentación visual (D), están
presentes una o varias teclas seleccionadas de un grupo que consta
de:
- -
- por lo menos dos teclas (24, 25) para seleccionar o navegar entre las opciones de un menú que puede ser mostrado en el dispositivo de presentación visual (D), estando una de dichas teclas desplazada verticalmente con respecto a la otra;
- -
- una tecla de ayuda (28) para obtener información de ayuda en el dispositivo de presentación visual (D); y
- -
- una pluralidad de teclas de función (TF1, TF2, TF3).
27. Sistema según la reivindicación 18,
caracterizado porque, en una zona terminal de la primera
parte (11) está situado un selector de llave (31) y un pulsador de
seguridad de tipo seta (32).
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