用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的控制设备和控制方法 |
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| 申请号 | CN201780056107.X | 申请日 | 2017-09-11 | 公开(公告)号 | CN109789557B | 公开(公告)日 | 2022-12-27 |
| 申请人 | KEBA工业自动化有限责任公司; | 发明人 | M·哈内特瑟德; E·迈尔; R·施拉特鲍尔; H·斯图莫; P·威默; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于工业机器的具有受控制的运动驱动装置(13)的控制设备(2、2')，所述运动驱动装置用于机器部件。在此，设置有至少一个操作元件(16)，所述操作元件设置用于手动地影响或规定所述机器部件中的至少一个机器部件的调整运动并且构造为具有可连续转动的操纵机构(18)的旋转调节器操作元件(17)。所述操纵机构(18)与可受控改变的旋转阻 力 生成器件(19)运动连接或所述操纵机构(18)与其可置于运动连接。所述旋转阻力生成器件(19)能由分析处理和控制装置(21)操控。在此，所述分析处理和控制装置(21)和所述旋转阻力生成器件(19)设置用于根据所述控制设备(2、2')已知的或根据由所述控制设备(2、2')可检测的机器状态或事件阻止所述操纵机构(18)的可旋转运动性或者以由操作人员在触觉上可 感知 的增加的旋转阻力来加载。此外，给出一种对应的控制方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于具有受控制的运动驱动装置(13)的工业机器的控制设备(2、2')，所述运动驱动装置用于机器部件，所述控制设备包括 |
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| 说明书全文 | 用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的控制设备和控制方法 技术领域[0001] 本发明涉及一种用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的控制设备，所述运动驱动装置用于机器部件、特别是用于可受控制地运动的机轴，以及本发明涉及一种用于运行用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的电子控制设备的方法。 背景技术[0002] 由EP1403619B1已知一种电子操作系统，所述操作系统作为驾驶信息系统的部分设置在机动车中。此外，所述操作系统应该可以作为显示和操作装置与控制机器相关地例如在工业制造中使用。所述操作系统包括电子控制单元，所述电子控制单元具有计算单元、显示单元和操作单元，所述显示单元适用于可视化图表图，利用所述操作单元可以进行关于相应系统的功能性的手动干预。为了改变系统的参数，在此规定，显示标识以光标型式在显示单元的显示面上运动并且由此选出供使用的功能。在通过光标状地移动所述显示标识对应地选出期望的功能之后，操纵另一个操作元件，以便可以以此改变参数。这个第二操作元件能与之前经由第一操作元件选取的功能相结合地实现例如对参数值的改变。在这个文献中说明的措施仅有条件地适用于控制或影响具有运动驱动装置的机器。具体而言，所说明的措施适用于与相对不危险的功能性相结合地应用，如其在机动车的驾驶信息系统中发生。对具有运动驱动装置的工业机器的操作利用这种之前已知的实施方式仅有条件地令人满意。 [0003] EP1075979B1说明一种用于运行多功能操作装置的方法，所述多功能操作装置同样可以与机动车相结合地使用。在所述多功能操作装置中，菜单和/或操作功能构成在显示单元上并且所述的菜单和/或功经由按键元件和至少一个旋转操纵元件来操纵。在此，至少一个所述旋转操纵元件关于其旋转方向和旋转位置和/或止动位置和/或操纵止挡是可自由程序化的。在此，这种自由的程序化这样进行，使得在旋转操纵位移中产生触觉反馈，该触觉反馈与相应撤销的菜单或功能相配。在此，每个操纵功能配设有一组触觉数据，其动态地匹配于功能数据变化。因此，在向操作人员发出触觉反馈之后能实现直观的操作，所述反馈根据相应的菜单或功能自动地匹配。然而，对具有运动驱动装置的工业机器的操作利用给出的装置仅有条件地实用。 发明内容[0004] 本发明的任务在于，克服现有技术的缺点并且提供一种设备和一种方法，借助于所述设备和所述方法，操作人员可以对具有运动驱动装置的工业机器进行尽可能实用的操作。 [0005] 本发明的任务特别是在于，改进具有可受控制地移动的部件或可主动调整的机轴的机器的可操作性或可程序化性。 [0006] 因此，规定一种用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的控制设备，所述运动驱动装置用于机器部件，所述控制设备包括至少一个人机接口、特别是控制技术的输入和输出器件。在此，构造有至少一个操作元件，所述操作元件用于手动地影响或规定所述机器部件中的至少一个机器部件的调整运动，所述机器部件例如型式为可受控制地调整的机轴。对应的控制设备的特征在于，至少一个操作元件构造为具有可连续旋转的、特别是无止挡地转动的操纵机构的旋转调节器操作元件，所述操纵机构与可受控改变的旋转阻力生成器件处于机械连接或相互作用，所述旋转阻力生成器件能由分析处理和控制装置操控，并且所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于根据所述控制设备已知的或根据由所述控制设备可检测的机器状态或事件阻止所述操纵机构的可旋转运动性或者以由操作人员在触觉上可感知的增加的旋转阻力来加载。 [0007] 通过给出的措施能实现对运动驱动装置或随之运动的机器部件的改进的手动操作或者说控制。由此，特别是构建有从控制设备出发朝向操作人员的反馈通道，其中，与系统相关的事件或机器状态可以经由旋转调节器操作元件可靠地且相对明确地被通知、特别是可以由操作人员在触觉可感知地被通知。在此有利的是，在生成控制或运动指令期间，控制操作人员强制地触摸或用手指握住旋转调节器操作元件或其操作装置并且由此可以可靠地采集或记录从控制设备出发的在触觉上用信号表示的反馈。借助于按照本发明的措施，操作人员可以以有利的方式和方法基本专注于机器或手动地受操控的机器部件并且操作人员不必或者仅相对很少地使其目光对准人机接口上的可能的光学的信号表示或显示。 [0008] 除了对操作人员改进舒适性之外，通过按照本发明的措施主要也可以获得在操作具有运动驱动装置或可受控制地移动的机器部件的机器时在安全性方面的显著改进。在此，这种安全性改进不仅涉及关于手动地受操控的机器或其工具和/或工件和/或由其周围环境的损坏的较小的潜在风险，而且涉及相对于机器的周围环境中的人或相对于操作人员本身的尽可能小的潜在危险。也就是说，系统关键的或者说与系统相关的事件可以通过经由旋转调节器操纵机构的操纵机构在触觉上可感知地用信号表示而由操作人员特别快速且明确地识别。在此，即使当在手动地受操控的机器或机器部件的周围环境中是嘈杂的、操作人员将其注意力对准其他过程或转向其他方面时，也给予操作人员的触觉感知能力。 [0009] 但是，当操作人员疏忽了及时评估或完全没注意在人机接口上的可能的光学的信号表示时，也可以通过在触觉上的信号表示措施并且通过所述信号的清楚明确的触觉的可感知性避免紧急情况。因此，给出的用于机器的控制设备能实现对提高的安全性的获得、改进的使用舒适性并且还有相对避免错误的或快速的操作过程。 [0010] 按照适宜的实施方案，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件构造用于：当由操作人员借助于所述操纵机构规定的运动预定参数引起受操控的机器部件、例如机轴、工具、工件或操作对象向由结构或机械决定的终端位置中、向锁定区中或向空间上的锁定区域中调节运动时，阻止所述操纵机构的可旋转运动性或者以由操作人员在触觉上可感知的增加的旋转阻力来加载。通过如下方式可以及时给操作人员用信号表示，即，处于或很快达到由机械或运动决定的终端位置或由结构确定的边界区域，所述边界区域不可以或不允许被越过。因此，可以可靠地阻止损失或危险。此外，由此可以与手动地待移动的机器部件相关地加快操作或调节过程。 [0011] 按照一种有利的实施方式，在所述控制设备中或在所述分析处理和控制装置中确定至少一个警报区。在控制技术地识别出达到警报区时，这可以通过操控所述旋转阻力生成器件相对于操作人员在触觉上用信号表示。这特别是可以通过产生波痕或相对于所述操纵机构的增加的操纵阻力或旋转阻力来进行或引起。由此可以显著改进、特别是简化或者说加快对具有运动驱动装置的机器的操作。由此，也可以阻止对于人和机器的错误操作或潜在危险。 [0012] 所述至少一个警报区可以位于所述机器或机器部件的由结构或机械决定的终端位置、锁定区或空间上的锁定区域的上游。由此，可以在实际到达锁定区之前通过受控制地输出触觉反馈来警告或预警告操作人员。在此，可清楚理解的反馈可以通过在操纵机构上的可察觉的“活动”或通过相对于操纵机构的增加的力耗费来构成。由此，也可以改进具有可手动移动的机器部件的机器的可操作性。 [0013] 在此，所述至少一个警报区可以在控制设备中程序技术地确定和/或通过传感器件来确定或可检测。对应的内容也可以适用于附件地或备选地设置的锁定区和/或锁定区域。机器部件的终端位置或端部止挡也可以对于控制设备通过传感的和/或程序技术的器件已知。 [0014] 对应于一种实用的改进方案可以规定，对所述旋转阻力生成器件的操控这样进行，使得阻止或锁定所述操纵机构沿第一旋转方向的旋转运动并且允许或可支配所述操纵机构沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转运动，所述第一旋转方向意味着越过由结构或机械决定的终端位置或者所述第一旋转方向表明侵犯所述锁定区或所述空间上的锁定区域。由此，可以实现快速的、明确的且避免错误的识别和避免机器或相应的机器部件的锁止状态。 [0015] 按照一种适宜的实施方案，所述分析处理和控制装置设置用于读出和/或接收和分析处理所述工业机器的控制设备的数据或信号，并且基于所述数据或信号在所述分析处理和控制装置方面受控制地影响所述旋转阻力生成器件。因此，对应的检测或分析和控制任务可以由分析处理和控制装置承担，从而真正的机器控制不必为了实现触觉的发信号而承担附加的任务。此外，由此可以获得对现有机器控制的相对无问题的升级或改装。 [0016] 对应于一种有利的构造方案也可以规定，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于与所述机器部件的不同运动速度相关联地或与被允许的最大许可的运动速度相关地改变所述操纵机构的旋转阻力或可旋转运动性。特别是可以规定，与所述机器部件的不同运动速度相关联地、特别是与所述机器部件的相应被允许的或被许可的运动速度有关地改变或变换所述操纵机构的旋转阻力或可旋转运动性。由此，也将机器相关的事件或状态给操作人员明确地用信号表示并且对于操作人员变得可直观感知，从而操作人员可以及时地或尽早地对此做出反应或者说可以采取对应措施。 [0017] 所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件特别是可以设置用于在允许的运动速度高的情况下调低所述操纵机构的旋转阻力(前提是这种高的运动速度是允许的)并且在允许的或者说适当的运动速度相对低的情况下相对地调高所述操纵机构的旋转阻力。 [0018] 按照一种有利的实施方式，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于检测、特别是探测受操控的机器部件、例如待运动的机轴的在操作者方面期望的或预定的理论位置或理论速度与实际位置或实际速度之间的偏差，并且在达到所述偏差的预定阈值时或与所述偏差的大小有关地改变、特别是增加所述操纵机构的旋转阻力。由此，可以关于运动预定参数(期望位置或理论速度)和所实施的运动实施方式通过机器(实际位置或实际移动速度)及时地抵制可能的随动误差。由此，特别是可以阻止可能危及安全的状态或机器的或机器部件的对操作人员起干扰作用的特性。这特别是与工业机器人的手动运动相关地(例如处于教学目的或程序化目)或与对多轴的可调整的或多功能的机器、例如机床或注射成型机的操作相关地是适宜的。 [0019] 适宜的也可以是，用于工业机器的控制设备具有运行模式，在该运行模式中将对操纵机构的持续实施的旋转操纵转化成对受操控的机器部件的与时间相关联的持续的调整运动。由此，可以获得精确的运动预定和直观的运动控制。 [0020] 按照一种有利的实施方案，给出的控制设备设置用于控制注射成型机的过程并且这样构造，使得当所述注射成型机的注塑模具处于其关闭状态中时引起所述操纵机构的可旋转运动性的锁定或阻止，以用于激活顶出单元。 [0021] 此外，给出的控制设备可以以有利的方式设置用于控制工业机器人的过程并且当沿着第一旋转方向对所述操纵机构的手动旋转操纵引起工业机器人、其臂、其工具或其工件转移到锁定区中或空间上的锁定区域中时，所述控制设备引起对所述操纵机构至少沿着第一旋转方向的可旋转运动性的锁定或阻止。 [0022] 对应于一种实用的措施，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件可以设置用于在受操控的机器的机器部件接近于由结构或构结决定的终端位置、或预定的锁定区、或预定的空间上的锁定区域时增加在所述操纵机构处的旋转阻力。由此，对于操作人员可以清楚明确地感知对应的接近。由此，对应措施或避开措施可以由操作人员及早地采取。 [0023] 按照一种适宜的实施方案，所述旋转调节器操作元件设置用于通过所述操纵机构的旋转运动来顺序地撤销或逐步停止程序化的运动过程、特别是在所述控制设备中储存的或示出的运动轨迹。在此，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于根据机器或相应受操控的机器部件的运动速度来改变、特别是增加和降低所述操纵机构的旋转阻力。由此，可以进一步提高相应的机器操作的质量。 [0024] 此外，所述旋转调节器操作元件可以设置用于通过所述操纵机构的旋转运动来顺序地撤销或停止程序化的、特别是在所述控制设备中已经储存的运动过程的顺序、例如运动轨迹。在此，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于短时间地增加所述操纵机构的旋转阻力并且因此产生对于操作人员可察觉和克服的操纵阈值，以便在触觉上用信号表示顺序终止或顺序变化。由此，机器、特别是机床、例如自动铣床或自动车床的调节或测试过程可以舒适地且同时避免错误地实施。 [0025] 此外，所述旋转调节器操作元件可以设置用于通过所述操纵机构的旋转运动来撤销或停止程序化的、特别是在所述控制设备中已经存储的运动过程、例如运动轨迹。在此，所述分析处理和控制装置和所述旋转阻力生成器件设置用于根据激活或解除附加部件或附加功能、例如压缩空气嘴、冷却介质供给装置、加工工具、焊接装置或夹紧装置而短时间地增加所述操纵机构的旋转阻力并且因此产生对于操作人员可察觉和克服的操纵阈值，以便在触觉上用信号表示对所述附加部件或附加功能的激活或解除。由此，也可以简化对机器、特别是加工机器或机床的至少部分已经建立的加工程序或工业机器人的过程程序的检验或改变。 [0027] 为了较好地理解本发明，借助形象说明可能的实施例的以下附图详细阐述本发明。 [0028] 分别在强烈简化的示意性图中： [0029] 图1示出由多个机器、特别是工业机器人构成的技术设备和在此使用的电子的控制系统，该控制系统包括多个控制设备和以可携带的手持操作仪器型式的人机接口； [0030] 图2示出生产机器、特别是注射成型机，其包括电子控制设备和接合到其上的以静态的操作面板型式的人机接口； [0031] 图3示出按照图2的生产机器的操作面板； [0032] 图4示出用于工业机器的具有旋转调节器操作元件的控制设备，所述旋转调节器操作元件用于操作或影响运动驱动装置并且此外设置用于在触觉上用信号表示机器状态或控制设备的事件； [0033] 图5示出与操作工业机器人的运动驱动装置相关的旋转调节器操作元件； [0034] 图6示出用于形象说明按照图4或图5的旋转调节器操作元件根据机轴的移动速度的可能作用方式的图解。 具体实施方式[0035] 首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。 [0036] 在图1至图3中示出电子技术的或电子的控制系统1的实施例，所述控制系统可以用于工业设备的自动化或控制。这样的工业设备或其控制系统1包括至少一个电子控制设备2、2'或也可以设置有多个分配地设置的电子控制设备2、2'。对应的设备包括至少一个机器3或多个可选地相互作用的机器3或机器部件。所述至少一个电子控制设备2、2'优选受软件控制地构造并且基本用于实行相应的工业机器3的相应的控制功能或者可以监控、影响和/或程序化机器3的过程。 [0037] 对应于按照图1的实施方案，这样的工业机器3通过至少一个工业机器人4构成。这样的工业机器人2可以是装配或生产设备的组成部分。通过对相应的控制设备2、2'的数据技术的联网可以规定，工业机器人4可以控制技术地相互作用。多个工业机器人4之间的这种数据技术的或控制技术的联网也可以包括中央主机5。在此，关于中央的、分散的、分等级的或另外构建的控制架构和联网可设想多种多样的实施方式，这些实施方式可以对应于相应需求地选择。 [0038] 在此，至少一个机器3中的至少一个控制设备2'配设有或可配设有至少一个人机接口6(HMI)。借助于所述人机接口6能实现操作人员7与相应的机器3之间的与控制相关的相互作用。 [0039] 在按照图1的实施例中，控制技术的人机接口6通过移动的或可携带的手持操作仪器8构成。在按照图2的实施方式中，人机接口6通过静态的操作面板9确定。因此，相应的人机接口6也可以称为操作界面。 [0040] 所述类型的手持操作仪器8或操作面板9具有至少一个输入装置10，例如触摸感应屏幕11、输入键12、开关或其他电的或机电的输入器件。此外，可以设置有由视觉和/或听觉可检测的输出器件。在所述类型的手持操作仪器8或操作面板9中，特别是可以设置有之前提到的触摸感应屏幕11以及发光元件或信号灯，以用于显示与系统相关的数据或状态。在此，相应的输入装置或相应的输出装置的功能范围和实施方式强烈地取决于相应的应用、特别是取决于待控制的机器3或设备的技术复杂性。在此重要的是，操作人员7可以借助于输入装置10和适当的输出装置、特别是借助于之前提到的触摸感应屏幕11控制或者说监控、影响和/或程序化所需要的控制技术的过程。 [0041] 在此，在人机接口6中、特别是在手持操作仪器8中或者说在操作面板9中构造的控制设备2和配设给机器3的控制设备2'可以经由有线连接的和/或无线构造的通信接口处于数据技术地或控制技术地相互作用。 [0042] 如本身已知的那样，为了使相应的机器3自动化，设置有可控制的、特别是至少可激活和可解除的运动驱动装置13，所述运动驱动装置与相应的控制设备2'管线连接。这种运动驱动装置13在其驱动速度和/或驱动功率或者说驱动力方面也经常是根据需求可调节的或者说可改变的。这种运动驱动装置13可以如在图4中形象说明的那样通过马达14、通过磁阀15或其他的用于使机器部件主动地或可控制地运动的元件构成。对应的运动驱动装置13也可理解为致动器，利用所述致动器可以产生或开始对机器部件的调整运动。在此，这种运动驱动装置13和相应的机器部件也可以称为机轴。可控制的机器部件或机轴例如可以理解为工业机器人的机械手、进给单元、机床的加工机组、生产机器的伺服驱动装置和类似物。典型地，多个传感器、限位开关和/或发送器可以连接到这种机器控制设备2'上，如这在图4中完全示例性地示出。由此，可以完全自动地或至少部分自动地实施或自动化地监控相应的机器的运动过程或功能过程。 [0043] 为了手动地影响或程序化相应的运动驱动装置13或者说机器部件，在相应的人机接口6上设置有至少一个用于手动地影响或规定至少一个所述机器部件或者说机轴的调整运动的操作元件。这种由操作人员7对调整运动的手动地影响或规定优选包括待操控的或可选择地操控的运动驱动装置13的速度改变和/或功率改变的可能性。此外，可以构造有操作元件、特别是按键元件或开关元件，所述按键元件或开关元件设置用于激活和解除所选择的或可操控的运动驱动装置13。 [0044] 在此，人机接口6上的至少一个操作元件16构造为具有可连续地或无止挡地转动的操纵机构18的旋转调节器操作元件17。在此，连续的可转动性意味着，旋转调节器操作元件17或其操纵机构18这样构造，使得关于操纵机构18的可旋转运动性不存在机械的端部止挡或持久限制。这不同于典型的电位器或可调节的欧姆电阻，其中，转动区域或调整区域通常为大约270°。具体而言，按照本发明的旋转调节器操作元件17与所谓的调速电位器可比较或者旋转调节器操作元件17可以构造为可连续旋转运动的增量发送器。重要的是，旋转调节器操作元件17能实现其例如盘形的或轮形的操纵机构18的连续的可旋转性或者传感器脉冲或增量的随之出现的不受限制的输出。 [0045] 在此，操纵机构18与可受控改变的旋转阻力生成器件19处于机械连接或相互作用。特别是在旋转阻力生成器件19与操纵机构之间设置有机械耦联或相互作用，通过所述耦联或相互作用可影响、特别是受控制地改变操纵机构的可旋转运动性。在此，旋转阻力生成器件19可以直接地或间接地作用到旋转调节器操作元件17中的旋转轴20上。在此，旋转轴20设置用于可旋转运动地支承操纵机构18。备选地，操纵机构18也可以支承在另一个与旋转轴20运动耦联的轴上。因此可以规定，操纵机构与可受控改变的旋转阻力生成器件19处于运动连接可与其置于运动连接。 [0046] 作为旋转阻力生成器件19特别是可以使用磁流变作用的系统、电磁作用的系统或者还有机电作用的刹车系统或锁定系统。重要的是，旋转阻力生成器件19与操纵机构18之间的可控制的相互作用可以这样构建，使得可以可调节地阻止和/或锁定操纵机构18的可旋转运动性。为此，可以直接构造在旋转调节器操作元件17中或上的旋转阻力生成器件19能由电子分析处理和控制装置21操控。 [0047] 在此，分析处理和控制装置21可以具有任意的局部配置。根据示例，所述分析处理和控制装置可以配设给移动的手持操作仪器8或操作面板9。但是也可能的是，所述分析处理和控制装置21为相应的机器3的真正的控制设备2'的组成部分或部分部件或者软件技术地在所述控制设备2'中实施。然而适宜的是，所述分析处理和控制装置21局部尽可能靠近待操控的旋转调节器操作元件17地定位。在此，在相应的控制设备2'与分析处理和控制装置21之间可以构造有信号技术的连接，以便可以传输或交换相应的重要的数据技术的信息，如这在图4中用虚线的双箭头示意性表示。但是，分析处理和控制装置21也可以是手持操作仪器8的或操作面板9的控制设备2的组成部分。 [0048] 为了使操作人员7能实现对至少一个运动驱动装置13、特别是操作工业机器3的至少一个机轴的简单的、尽可能直观的并且最终避免错误的以及快速的操作而规定，分析处理和控制装置21和旋转阻力生成器件19可以阻止操纵机构18的可旋转运动性或者可以以由操作人员7在触觉上可感知的增加的旋转阻力来加载。在此，操纵机构18的或整个旋转调节器操作元件17的可旋转运动性的这种可控制的、在其强度或作用方面优选可改变的可阻止性或可锁止性根据在控制设备2、2'中计算求得的或程序技术地储存的机器状态或事件和/或根据通过控制设备2、2'可感应检测的机器状态或事件来进行。在此，可旋转运动性的可控制的阻止可以引起对操纵机构18的可旋转运动性的锁止或锁定。由此，操作人员7可以由控制设备2、2'出发或间接地经由分析处理和控制装置21获得关于相应地受操控的机器3的潜在关键的事件或与系统相关的状态的触觉反馈。下面阐述机器状态或机器事件的不同的变型方案，对于所述机器状态或机器事件可以适宜地规定给操作人员7的控制技术的反馈并且可以设置借助于旋转调节器操作元件17的触觉信号化。 [0049] 对应于一种适宜的实施方式可以规定，分析处理和控制装置21和旋转阻力生成器件19构造用于：当由操作人员借助于操纵机构18规定的运动预定参数、特别是对应的运动控制指令引起受操控的机器部件、例如机轴、工具、工件或操作对象向由结构或机械决定的终端位置中、或向锁定区22中、或向空间上的锁定区域中调节运动时，阻止所述操纵机构18的可旋转运动性或者以由操作人员在触觉上可感知的明显增加的旋转阻力来加载。由此，可以抑制侵犯典型地按照软件地或程序技术地确定的锁定区域或锁定区22并且因此可以阻止对人或技术对象的危害。这种措施特别是与手动控制或操作工业机器人的结合地是适宜的。对操作人员7的可能引起不满或不希望的对应措施的干扰也可以通过经由旋转调节器操作元件17的触觉反馈优化地阻止。对应于一种实用措施规定旋转阻力生成器件19的至少一种受控制的激活性或解除性。 [0050] 对应于一种改进方案也可以规定，已经在受操控的机器3或相应的工业机器人4的机器部件接近由结构或构造决定的终端位置或预先给定的锁定区22或预先给定的空间的锁定区域时增加在操纵机构18处的旋转阻力。 [0051] 相对于操纵机构18的旋转阻或者说对应的保持或制动转矩的增加也可以无级地或者说连续地或分级地进行。由此，尽早地或及时地给操作人员7用信号表示，在保留当前的运动控制指令的情况下马上发生不允许的或应避免的状态或事件。 [0052] 因此，通过给出的措施可以尽可能及时且非常直观地给操作人员7用信号表示潜在发生的事件，所述事件需要操作人员7特别地注意。操作人员7的可能引起受操控的机器3停车或损伤或者可能引起生产延迟的易受影响的疏忽或注意力不集中由此可能起反作用。 [0053] 在此，旋转调节器操作元件17与可直线运动地调整的、特别是以滑动变阻器型式的操作元件相比提供显著的优点，特别是考虑到稳固性、密封性、基于无止挡的可旋转性的连续的可操作性、操作的简单性和类似特性。但是，与多轴的变速杆相比或与可倾斜运动的控制杆相比，旋转调节器操作元件17也可以提供很多优点。 [0054] 旋转阻力生成器件19也可以用于产生止动级，所述止动级可以使操作人员7至少在触觉上或者甚至在触觉和听觉上获得随着操纵机构18相应经过的旋转角度。 [0055] 在此，可轻易克服的然而可感觉到的止动级的数量可以固定地预定或者可以根据相应的运动功能自动地匹配。在此，根据需要可以规定粗的或细的止动分级，其中，操纵机构18每完整旋转一次可以由操作人员7无需费力地触觉感知高达100个均匀分布的止动级。 [0056] 另外，按照本发明的技术措施可以与生产设备相结合地有利地使用，所述生产设备包括至少一个工业机器人4(图1)。此外，给出的措施也可以与注射成型机23相结合地有利地应用，如这在图2中示例性形象说明。另外，这种注射成型机23包括(如本身已知的那样)用于塑化螺杆的旋转运动的驱动马达24、用于轴向的螺旋运动的液压驱动装置25和其他的运动驱动装置，所述运动驱动装置能经由注射成型机23的控制设备2'控制地激活和解除。此外，这种注射成型机23如本身已知的那样包括用于使待生产的由塑料制成的成型件的成型模具26。在此，成型模具26必要时可以配设有顶出单元27，所述顶出单元能经由对控制设备2'的操控实现强制地顶出借助于成型模具26产生的成型件。 [0057] 下面说明按照本发明的构思的适宜应用。特别是与注射成型机23相关地可能发生，基于当前机器状况或机器状态不允许各个机轴的运动或对机器功能或运动驱动装置的激活。例如当成型模具26关闭时，不允许激活或移出注射成型机23的顶出单元27。否则可能损坏相应的部件。如果操作人员7要在这样一种系统状态中手动运动或激活顶出单元27，则这是有问题的并且按照本发明地旋转调节器操作元件17或操纵机构18可能在其可调整性方面被锁定或阻止。在此，根据情况可以沿一个或两个旋转方向锁定操纵机构18的可旋转性或可旋转运动性。 [0058] 按照另一种实施方式，按照本发明的措施的应用与工业机器人4相关地是特别适宜的。在机器人制造技术的领域中，锁定空间或锁定区22(图1、图5)不允许由工业机器人4典型地越过或侵犯，因为否则可能发生对工业机器人4或周围部件，例如相邻的机器或机器人、输送带、工件和类似物的损坏或甚至对人的危害。当在此操作人员7引起工业机器人4或其机器部件的手动受控制的向锁定空间中或向锁定区域22中的运动时，规定：所述运动通过控制设备2、2'或者通过分析处理和控制装置21停止并且阻止或锁定旋转调节器操作元件17的原则上可无止挡地旋转的操作装置18的沿相应的操纵方向的持续旋转。如果工业机器人4此时在进入到锁定区之后才达到停止状态，则可以规定：在操纵机构18上释放或解锁仅这样的旋转方向或枢转方向，工业机器人4可以经过该旋转方向或旋转方向又从锁定区22驶出，如这在图5中示意性地形象说明。在通常状态或初始状态下，操纵机构18可以绕其旋转轴20双向地转动。 [0059] 分析处理和控制装置21可以构造为独立的电子单元或者然而可以构造在机器3的控制设备2中。分析处理和控制装置21特别是可以在大多数情况下按照软件地实施。但是，也可设想局部分布的实施，其中，用于实施按照本发明的实施方案的对应的分析和控制功能分配在控制设备2、2'与旋转调节器操作元件17之间。 [0060] 在图6中形象说明了控制设备2、2'或分析处理和控制装置21的适宜的功能性。在此，在曲线图28、29中示出机器部件的不同运动速度30与操纵机构18的旋转阻力M或者说可旋转运动性31之间的适宜的关联。因此可以规定，分析处理和控制装置21或旋转阻力生成器件19(图1至图4)在运动速度高的情况下调低或低地允许操纵机构18的旋转阻力M并且在系统技术允许的运动速度相对低的情况下相对高地或较高地调节所述操纵机构的旋转阻力。 [0061] 由此，在控制系统1方面或从相应的控制设备2、2'方面构建触觉反馈通道之后能对于操作人员7实现直观的且避免错误的操作。在此，特别的优点是，操作人员7必须将其目光或其注意力相对更少地集中到人机接口6上并且可以更强地集中到手动受控制的机器3的实际的运动过程或功能过程上。特别是可以通过按照本发明的措施实现，操作人员7必须相对更少地查看、特别是评估或检查借助人机接口6、例如经由屏幕11或经由其他光学的输出器件可视化的数据或状态。 [0063] 各实施例示出可能的实施变形方案，其中，在这里要说明，本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，相反，各个实施变型彼此的不同组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过具体的本发明对技术手段的教导处于本领域技术人员的能力之内。 [0064] 保护范围通过权利要求确定。然而为了解释权利要求考虑说明书和附图。示出的和描述的不同实施例中的独立特征或特征组合本身也可以是独立的、本发明的或按照本发明的解决方案。基于独立的、本发明的解决方案的任务可以从说明书得出。 [0065] 按规定最后要指出，为了较好地理解构造，元件部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。 [0066] 附图标记列表 [0067] 1 控制系统 [0068] 2、2' 控制设备 [0069] 3 机器 [0070] 4 工业机器人 [0071] 5 主机 [0072] 6 人机接口 [0073] 7 操作人员 [0074] 8 手持操作仪器 [0075] 9 操作面板 [0076] 10 输入装置 [0077] 11 触摸感应屏幕 [0078] 12 输入键 [0079] 13 运动驱动装置 [0080] 14 马达 [0081] 15 磁阀 [0082] 16 操作元件 [0083] 17 旋转调节器操作元件 [0084] 18 操纵机构 [0085] 19 旋转阻力生成器件 [0086] 20 旋转轴 [0087] 21 分析处理和控制装置 [0088] 22 锁定区 [0089] 23 注射成型机 [0090] 24 驱动马达 [0091] 25 驱动装置 [0092] 26 成型模具 [0093] 27 顶出单元 [0094] 28 曲线图(V) [0095] 29 曲线图(M) [0096] 30 运动速度 [0097] 31 可旋转运动性 |
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