(57)【要約】      （修正有）【課題】操作性に富んだ複数のロボットにたいする教示装置を提供すること。【解決手段】ポータブル・プログラミング・ターミナル２０は、上記制御ユニット１４とデータ接続されている。手動ガイド・デバイス３０は、ロボット１の可動構造部２およびエンド・エフェクタ１３の少なくとも一方に対して、自身を連結する連結手段を備える。手動ガイド・デバイス３０は、ポータブル・プログラミング・ターミナル２０とのワイヤレス通信チャンネルをセットアップするワイヤレス通信手段を有し、当該ワイヤレス通信手段は、手動ガイド・デバイス３０上の第１トランシーバー・モジュールと、ポータブル・プログラミング・ターミナル２０上の第２トランシーバー・モジュールと、を備える。【選択図】図１
2010149273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（ア）少なくとも１つのロボット（１；１Ａ−１Ｄ）と、（イ）少なくとも１つのポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ−２０Ｄ）と、（ウ）手動ガイド・デバイス（３０）と、を含むロボットシステムであって、
手動ガイド・デバイス（３０）は、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ−２０Ｄ）とのワイヤレス通信チャンネルをセットアップするワイヤレス通信手段（３７、２６）を有し、当該ワイヤレス通信手段は、手動ガイド・デバイス（３０）上の第１トランシーバー・モジュール（３７）と、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ−２０Ｄ）上の第２トランシーバー・モジュール（２６）と、を備える、ロボットシステム。
（ア）少なくとも１つのロボット。
当該ロボットは、制御ユニット（１４）と、エンド・エフェクタ（１３；５０）に関連する可動構造部（２）と、を有する。
（イ）少なくとも１つのポータブル・プログラミング・ターミナル。
当該ポータブル・プログラミング・ターミナルは、上記制御ユニット（１４）とデータ接続されている。また、手動で操作可能なイネーブリング・デバイス（ＥＤ）を含む。当該イネーブリング・デバイス（ＥＤ）は、ロボット（１）の可動構造部（２）の変位を手動で制御可能とする。
（ウ）手動ガイド・デバイス（３０）。
当該手動ガイド・デバイスは、ロボット（１；１Ａ−１Ｄ）の可動構造部（２）およびエンド・エフェクタ（１３；５０）の少なくとも一方に対して、自身を連結するための連結手段（３８−４１）を備える。
【請求項２】
複数のロボット（１Ａ−１Ｄ）を含む請求項１記載のシステムであって、
上記ワイヤレス通信手段（３７、２６）は、上記複数のロボット（１Ａ−１Ｄ）のうちのプログラミングすべきいずれか１つのロボット（１Ａ）の制御ユニット（１４）とデータ接続されているポータブル・プログラミング・ターミナル（２０Ａ）に対して、手動ガイド・デバイス（３０）のワイヤレス通信モードにて選択的に接続できるよう、予め設定されている、システム。
【請求項３】
少なくとも第２トランシーバー・モジュール（２６）が、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ）に対して、分離可能な方法で物理的に接続できるよう予め設定されている、請求項１または２記載のシステム。
【請求項４】
上記ワイヤレス通信手段（３７、２６）は、手動ガイド・デバイス（３０）とポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ）間の唯一の接続をセットアップするよう予め設定されている、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
上記第１トランシーバー・モジュール（３７）および第２トランシーバー・モジュール（２６）の一方が、他方の同一性を示す情報、特にＭＡＣアドレスに対応する情報を含んでおり、
上記手動ガイド・デバイス（３０）およびポータブル・プログラミング・ターミナル（２０；２０Ａ）は、手動ガイド・デバイス（３０）の使用のセッションを可能とするのに必要なペアリング手続の過程において、上記同一性を示す情報が一方のトランシーバー・モジュールから他方のトランシーバー・モジュールへと通信されることとなるように構成されている、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
上記手動ガイド・デバイス（３０）の連結手段は、実質的に迅速連結タイプのものである（３８−４１）、請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
上記ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）は、ワイヤレス通信手段（２４）をさらに備えており、
上記複数のロボット（１Ａ−１Ｄ）の制御ユニット（１４）は、それぞれがワイヤレス通信手段（１４Ａ）を備えており、
上記ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）は、複数のロボット（１Ａ−１Ｄ）のうちのプログラミングすべき１つのロボット（１Ａ）の制御ユニット（１４）に対して、ワイヤレスモードで選択的に接続可能である、請求項２記載のシステム。
【請求項８】
上記手動ガイド・デバイス（３０）は、複数の自由度を有するジョイスティック（３２）を含んでおり、それは特に、自由度６の光学センサ・ジョイスティックである、請求項１〜７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項９】
上記ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）は、マイクロプロセッサ電子制御システム（２１）を含んでおり、
当該電子制御システム（２１）は、少なくとも１つの通信ポート、特にＵＳＢポートを備えていて、当該通信ポートに対し、第２トランシーバー・モジュール（２６）が分離可能に接続できる、請求項１〜８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
上記手動ガイド・デバイス（３０）は、独立供給源（３５）、特に再充電可能なバッテリを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
上記ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）および当該ターミナル（２０）がデータ接続されている制御ユニット（１４）の少なくとも一方は、ロボット（１；１Ａ）の可動構造部（２）に許容される動作であって、手動ガイド・デバイス（３０）を介して制御可能な動作を、自由度１または２に選択的に制限することができるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
上記手動ガイド・デバイス（３０）、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）および当該ターミナル（２０）がデータ接続されている制御ユニット（１４）は、手動ガイド・デバイス（３０）をキャリブレーション手続を実行する目的で構成されている、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１３】
上記手動ガイド・デバイス（３０）は、複数の制御手段（３３、３４）を含んでおり、それは特に、オン／オフキー（３３）および位置座標を記憶するためのキー（３４）の少なくとも一方である、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１４】
複数の自由度を有する可動構造部（２）と、制御ユニット（１４）と、当該制御ユニット（１４）にデータ接続されたポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）とを含む産業ロボットのための手動ガイド・デバイスであって、
当該手動ガイド・デバイス（３０）は、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）との迅速なインターフェース手段を備えており、
当該インターフェース手段は、手動ガイド・デバイス（３０）の第１トランシーバー・モジュール（３７）と、ポータブル・プログラミング・ターミナル（２０）の通信ポート（２５）に対して分離可能な方法で連結できる第２トランシーバー・モジュール（２６）とを含む、手動ガイド・デバイス。
【請求項１５】
複数のロボット（１Ａ−１Ｄ）を含むロボットシステムにおける請求項１４記載の手動ガイド・デバイスの使用であって、
当該手動ガイド・デバイス（３０）は、複数のロボットのいずれかをプログラミングするために選択的に使用される、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業ロボットに関し、産業ロボットのプログラミングあるいは“ティーチング”に使用するデバイスを特に考慮して開発されたものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットをプログラミングする作業は、基本的に、ロボットにパスをティーチングすることである。そのパスとは、ある操作を実行するために、ロボットの可動構造部上の一点が、通常の作業ステップにおいて自動的に反復しなければならない経路である。
上記可動構造部上の一点は、一般的に、いわゆる“ツール・センター・ポイント”（ＴＣＰ）と呼ばれるもので、ロボットのリストに装着したツールの可動部分（すなわち、作業を実行する部分）の位置をおおよそ特定する。ＴＣＰは、用途に応じて、オペレータにより、都合の良い方法で決められる。
例えば、アーク溶接作業では、ＴＣＰは、溶接ワイヤの端部における溶接トーチの先端に位置する。一方、シーリング操作では、ＴＣＰは、シーラントの出口であるノズルに位置する。また、電気的なスポット溶接ガンを使用する用途においては、ＴＣＰは、２つの電極の一方、または両電極の中間位置に対応する。
【０００３】
こうして産業ロボットは、少なくともオートマチックモードおよびマニュアルモードで作動することが可能となり、通常これらは、ロボットの制御ユニット上で選択が可能である。マニュアルモードが選択された場合、これは例えば、プログラミングあるいはティーチングのためであるが、ティーチ・ペンダントとして知られるポータブル・プログラミング・デバイスから与えられるコマンドで、ロボットを操作できる。
一方、オートマチックモードが選択された場合、ロボットの動作は、制御ユニットによってのみ統治できる。
【０００４】
プログラミング時間の大半は、手動によるロボット制御に費やされるが、これは、ＴＣＰの移動経路について最も効率が良いと思われるポイント群を特定し、その対応する座標を記憶するためである。この目的で、ティーチ・ペンダントが使用される。ティーチ・ペンダントは、ロボットの操作およびプログラミングに使用するディスプレイおよび一連のプッシュボタン群を含む。
一般的に、ティーチ・ペンダントは、長いケーブルを用いて制御ユニットに接続されており、その結果、オペレータは、ＴＣＰのポイント群および経路の正確さを検証するため、ロボットの作業領域近くにまで入り込むことができる。また、ティーチ・ペンダントをワイヤレス・モードでロボットの制御ユニットに接続することが知られている。
【０００５】
ロボットの姿勢バリエーションを手動で制御するため、オペレータは、ティーチ・ペンダントの特定のプッシュボタンを使用する。それらは、ジョグ・プッシュボタンまたはキーとして知られており、ロボットの１または２以上の動作を統治する。ティーチ・ペンダントのジョグ・ボタンを操作することで、複数の可能な参照システムの中からオペレータにより選択された参照システムの範囲内で、ＴＣＰは、正または負の特定の方向に移動される。
自由度６の擬人ロボット（anthropomorphic robot）において、代表的には、少なくとも“ジョイント”、“ベース”、“ツール”の参照システムが予定される。
ここで、“ジョイント”システムとは、ロボットの関節部に関して参照される（当該システムにおけるベクトルは、各関節部の角度位置を表す）。“ベース”システムおよび“ツール”システムとは、デカルト参照システムであって、前者はロボットの基部に関して参照され、後者はロボットのリストのフランジ上に装着された工具に関して参照される。
【０００６】
ＴＣＰを近接して追従し、そのポジショニングについて目視によるチェックを行うために、オペレータは、ロボット周囲を継続的に移動する。そうすることは、オペレータが前述の参照システムの根源に沿って移動することであり、そのことが、プログラミング操作を幾分複雑にしている。オペレータが、毎回、彼が使用したい参照システムを選択する必要があるという点においても、やはり複雑である。
【０００７】
ロボットのプログラミング作業をより直観的なものとするために、ロボットにマニュアル・ガイド・デバイスを装着することが提案されている。このデバイスは、ロボットの可動部分に直接取り付けられている。
このタイプの知られているデバイスは、基本的に、ロボットの制御ユニットに接続された、あるいは対応するティーチ・ペンダントにワイヤ接続された力／トルク・センサを使用するもので、装着が不便で、扱い難く、コストが高い。また、ロボットの制御システムとのインターフェース手続が複雑であることが多い。
これらの不利益の結果、１つのロボットから他のロボットへガイド・デバイスを移し替えることが面倒になる。例えば、１または同一の作業環境下において、多数のロボットのプログラミングが予定されている場合である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明の目的は、基本的に、手動のガイド・デバイスを備えたロボットシステムを提供することである。このガイド・デバイスは、装着が簡単で、使用が簡単で、安価に製造できるものである。さらには、ポータブル・プログラミング・ターミナルあるいはティーチ・ペンダントに対して、簡便かつ迅速にインターフェース接続することができる。
関連する本発明の目的は、対応するプログラミングを行うために、１つのロボットから他のロボットへと、簡単かつ迅速に移し替えることのできる手動のガイド・デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この後の説明で明らかとなる上記の目的および他の目的は、本発明に従い、ロボットシステムおよび特許請求の範囲に記載した特徴を有するロボットに使用する手動ガイド・デバイスによって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のロボットシステムの概略図。
【図２】図１に示したシステムにおけるポータブル・プログラミング・ターミナルの概略図。
【図３】図１のシステムに示したロボットについて可能なアーキテクチャを、単純化したブロック図を用いて説明する図。
【図４】図１のシステムに示したロボットを手動でガイドするデバイスの実施形態を示す概略斜視図。
【図５】図１のシステムに示したロボットを手動でガイドするデバイスの実施形態を示す概略斜視図。
【図６】図５のデバイスの装着例を示す概略図。
【図７】マシニング・セルを示す概略平面図。本発明に従ってロボットシステムを実施している。
【図８】マシニング・セルを示す概略平面図。本発明に従ってロボットシステムを実施している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に概略的に示したものは、ロボット１を含む本発明のロボットシステムである。ロボット１は、多くの自由度に従って可働な構造部２を備える。図示した例では、ロボットは、擬人ロボット（anthropomorphic robot）であって、ベース３とコラム４を備える。コラム４は、鉛直方向に延びる第１軸“Ａ１”の周りに、ベース３上で回転可能である。
参照数字５で示したものは、水平方向に延びる第２軸“Ａ２”の周りに揺動可能に、コラム４上に設けたアームである。参照数字７で示したものは、アーム５上で、やはり水平方向に延びる第３軸“Ａ３”周りに設けたフォアアームである。
フォアアーム７はさらに、第４軸“Ａ４”の周りに回転することも可能であり、この第４軸“Ａ４”は、ロボット１の動作の第４の軸を構成する。フォアアーム７の先端には、２つの軸“Ａ５”、“Ａ６”の周りに可動なリスト１０が装着されている。
リスト１０のターミナル・フランジと関連させて、ツール（あるいはエンド・エフェクタ）１３を設けている。ツール１３は、図示の例では、溶接トーチおよび関連するワイヤである。先に説明したように、エンド・エフェクタ１３の先端は、いわゆる“ツール・センタ・ポイント”（ＴＣＰ）を構成する。
【００１２】
それ自体は知られた技術に従って、構造部２の各可動部分４、５、７、１０の動作は、それぞれが電気モータで制御される。各電気モータは、対応するギア減速トランスミッションを備える。構造部２の動作およびエンド・エフェクタ１３の操作は、制御ユニット１４（図１）で管理される。制御ユニット１４は、構造部２から離れた位置に配置されていて、ケーブル１５で構造部２に接続されている。
【００１３】
このシステムはさらに、ポータブル・プログラミング・ターミナル（あるいはティーチ・ペンダント）２０を含む。オペレータＥＵは、これを用いて、ロボット１を手動でプログラミングすることができる。
ユニット１４およびターミナル２０は、それぞれ、マイクロプロセッサ制御システムを備えているが、これらに関連するハードウエアの実施形態は、発明に関してこの後説明する幾つかの局面とは離れたものであって、ここでは説明しない。
【００１４】
前に説明したように、オペレータＥＵは、後にロボット１が自動的に実行する作業ステップをシュミレートでき、積極的にターミナル２０に設けられた動作制御手段（いわゆるジョグボタンで構成される）で、ロボットの姿勢を変える。また、オペレータＥＵは、ターミナル２０の他のプッシュボタンを介して、ＴＣＰに対して特定された最良経路の座標を記憶させることができる。
【００１５】
図２に概略的に示したものは、ティーチ・ペンダント２０の一例である。このティーチ・ペンダント２０は、少なくとも、ディスプレイ２０ａ、ロボット１の軸の移動を統制するための一連のキー、プログラミングと修正のための一連のキーを含む。
ディスプレイ２０ａは、これを通して、マシンの状態、プログラムステップ、考えられる警告、多様なパラメータ（例えば、マニュピレータの軸の位置）をモニタできる。ディスプレイ２０ａは、軸位置のプログラミング中においても、プログラミングステップの動作中においても使用することができる。また、ユニット１４のリモート・モニタとして使用できる。
ロボット１の軸の移動を統制するための一連のキーは、そのうちの幾つかを参照数字２０ｂで示している。これらのキーは、特に、動作についての所望の参照システムおよびジョグボタンの選択に使用される。
プログラミングと修正のための一連のキーは、そのうちの幾つかを参照数字２０ｃで概略的に示している。これらのキーは、ディスプレイ２０ａ上に表示されるプログラムにおけるナビゲーションとして使用され、多様な機能を起動させるとともにデータを入力できる。
【００１６】
ターミナル２０は、さらに、非常停止デバイスＥＳを備える。このデバイスは、ターミナル前面の固定位置に配置した、ヘッドがマッシュルーム形状をしたプッシュボタンで構成することができる。このプッシュボタンに力を加えると、ロボットの動作および（または）ロボットが実行中の操作セル全体を、即座に停止（stopping/deactivation）することができる。
ターミナル２０は、さらに、イネーブリング・デバイス（enabling device）ＥＤを備える。このデバイスは、ラーニング・ステップまたはロボットの動作をマニュアル制御するステップにおいて、一連のキー２０ｂと組み合わせて使用される。
実際の使用においては、イネーブリング・デバイス（enabling device）ＥＤは、プログラミング中にロボット１が所望の動作を行うことができるよう、オペレータによって起動され、または起動状態が維持される。限定を目的とはしていない図２の例において、デバイスＥＤは、ターミナル２０の両側端に延びる２つのキーで構成されている。しかし、他の可能な具体例において、デバイスＥＤは、ターミナルの背面に配置される。
【００１７】
図示した例では、ロボットの制御ユニットとターミナルは、互いに通信可能なように、予めワイヤレスモードにて接続されている。そして、この目的のため、空間を超えて信号を交換する手段が設けられている。この手段は、それぞれのトランシーバー・モジュール１４ａ（図１）および２０ｄ（図２）である。
これらのモジュールは数メートルの有効範囲を有するものとされており、したがって、ユニット１４に対するターミナル２０の範囲内に収まる。空間を超えた信号の伝達は、知られているあらゆる技術によって実現できる。好ましい具体例では、ユニット１４とターミナル２０のワイヤレス通信は、Wi-fiとして知られている、IEEE802.11a標準を用いたラジオ無線（これについては、その読本(reader)を参照されたい）で実現できる。
【００１８】
ターミナル２０とユニット１４間におけるこの無線接続により、次に説明する３つのタイプの情報を交換することができる。
ａ）例えば、軸のディメンジョン、ジョグコマンド、大まかに言ってターミナル２０を介して実現可能な全ての選択に関する情報等の操作データ。さらに、ターミナル自身からユニット１４へのソフトウェアのダウンロード。
また、ユニット１４は、ターミナル２０へデータを送ることができる。例えば、ディスプレイ２０ａ上のディスプレイ・ウインドウズのアップデート、警告コード（アラーム、マシン状態、その他）、プログラムのアップロード、その他に必要な情報である。
ｂ）非常停止デバイスＥＳの状態。
ｃ）イネーブリング・デバイスＥＤの状態。
【００１９】
ターミナル２０は、さらに、電気コネクタ２３および少なくとも１つの通信ポート２５を備える。電気コネクタ２３は、ターミナルの内部バッテリーの再充電のための構成の一部を構成している。好ましい具体例においては、通信ポートは、ＵＳＢポートである。
【００２０】
システムの制御ロジックは、次のようなものが考えられる。ジョグボタンが、多くの可能な参照システムを参照し、毎回、ロボット１の軸の伝達機能および回転機能に関するコマンドを出す。これらは、例えば“ジョイント”、“ベース”、“ツール”と呼ばれるものであるが、オペレータＥＵは、毎回、予めこれらを取捨選択しておく。
これによって、前述した通り、ターミナル２０を介して、離れた位置から直観的にプログラミング操作を行うことができる。
【００２１】
この理由で、ロボット１の可動構造部２に直接関連しているのは、手動のガイドデバイスである。このガイドデバイスは、本発明が特別の方法で参照するものであって、図１において全体を参照数字３０で示している。
ガイドデバイス３０には、追加の制御手段が設けられている。その制御手段は、ターミナル（またはティーチ・ペンダント）２０のジョグキーに対する代替として使用し、プログラミング中においてロボットの動作を統治することができる。
【００２２】
図３のブロック図を介して示されているのは、ユニット１４、ターミナル２０、およびガイドデバイス３０を含めてロボットを制御するための大まかなアーキテクチャである。
【００２３】
ガイドデバイス３０は、マイクロプロセッサ電子制御システムを備える。このシステムは、プログラム可能なタイプであって、半永久的に書換え可能なメモリ手段を備える。その全体を参照数字３１で示している。
好ましくは、回路は小型タイプで、例えば“FOX Board”タイプのボードを使用して実行できるものである。このボードは、イタリア国ローマのACME Systems Srl社が製造するもので、さらなる詳細は、技術資料であるその読本（reader）を参照されたい。
参照数字３２で示したものは、デバイス３０に属するロボットの動作制御手段である。好ましい具体例において、これらの手段は、多数の自由度を有するジョイスティック、特に、自由度６の光センサ・ジョイスティックで構成される。このタイプのジョイスティックは、そこそこのコストで市場で入手可能で、極めて精密である。この目的のために使用可能なデバイスは、例えば、Space Navigator（商標）と呼ばれるもので、ドイツ国シーフェルドの3DConnection GmbH社から市販されている。さらなる詳細は、技術資料であるその読本（reader）を参照されたい。
デバイスは、例えば、キー３３、３４等、さらに幾つかのキーを備える。キー３３は、デバイスのオン・オフのためのものである。キー３４は、ＴＣＰに対して特定された経路を構成する点の座標を記憶するために、オペレータＥＵによって使用される。
【００２４】
デバイス３０は、さらに、独立供給源（例えばバッテリ）３５を備える。これは、再充電可能なタイプであることが好ましい。この目的のため、デバイス３０は、知られている再充電デバイス（不図示）に接続するためのコネクタ３６を備えていることが好都合である。
【００２５】
本発明の主要な特徴によれば、手動のガイドデバイス３０は、ワイヤレス通信手段を備えていて、ポータブル・ターミナル２０とワイヤレス通信するためのワイヤレス通信チャンネルをセットアップする。この目的のため、ワイヤレス通信手段は、手動のガイドデバイス３０上の第１トランシーバー・モジュールと、ポータブル・ターミナル２０上の第２トランシーバー・モジュールを含む。
【００２６】
第１のワイヤレス・トランシーバー・モジュールは、図３中で、参照数字３７で示しており、制御システム３１に接続されている。本発明の好ましい具体例においては、モジュール３７は、ブルートゥース標準に従って作動するよう予め配置されており、この目的に適したあらゆるトランシーバーによって実行できる。
ブルートゥース技術を使用するのは、簡単なトレーサビリティおよびトランシーバのコスト抑制という観点で、極めて有利だからである。また、ブルートゥース標準による代表的な操作モードは、デバイス３０による電気エネルギの消費レベルを抑制するからでもある。
【００２７】
可能な実用例において、モジュール３７は“キー”タイプのものであってもよく、それにより、制御システム３１への接続のためにその通信ポート（特に、ＵＳＢポート）を利用することができる。一例として、モジュール３７はＵＳＢプラグを有し、前記ポートは、ＵＳＢソケットを備える。
その場合、デバイス３０の制御システム３１は、モジュール３７を用いたプラグ・アンド・プレイ技術によって、図示した周辺機器をインストールできるよう、好ましく構成される。他方、実際の構成とは無関係に、モジュール３７は、必ずしも取外し可能な態様でデバイス３０に関連している必要はない、ということに留意すべきである。
【００２８】
ターミナル２０にも、対応するプログラム可能なマイクロプロセッサ電子制御システム２１が設けられている。このシステムには対応するメモリ手段が設けられていて、このメモリに対して、デバイスの多様なキー（図３において、その全体を“Ｋ”で示している）およびディスプレイ２０ａが、知られた方法によりインターフェイス接続されている。ディスプレイ２０ａは、タッチ・スクリーン技術により実現されていてもよい。
【００２９】
既に説明した通り、ターミナル２０は、対応する独立供給源（例えばバッテリ）２２を備える。これは、再充電可能なタイプであって、適切な再充電構成（不図示）に接続するためのコネクタ２３を備えていることが好ましい。
【００３０】
制御システム２１と関連しているのは、ワイヤレス信号の第１トランシーバー手段２４である。これは、ロボット１の制御ユニット１４が備える同様のトランシーバー手段１４ａと通信する。既に説明した通り、これらのトランシーバー手段は、可能な具体例においては、Wi-fi通信標準に従って動作する。
【００３１】
ターミナル２０の制御システム２１は、さらに、ティーチ・ペンダントの外部からアクセス可能な通信ポート２５（好ましくは、ＵＳＢタイプ）を少なくとも１つ備える。実際に工業ロボットと組み合せて使用される一般的なティーチ・ペンダントのすべては、アクセス可能な通信ポートを少なくとも１つ備えている、ということに留意すべきである。
【００３２】
着脱可能な態様で上記ポート２５に接続されているのは、第２トランシーバー・モジュール２６である。これは、デバイス３０とターミナル２０間においてワイヤレスモードでの対話を可能とする通信手段の一部を構成する。
【００３３】
したがって、考察中の実施例において、モジュール２６は、この目的に適したあらゆるトランシーバーを介して実行可能であり、ブルートゥース標準に従って動作する。本発明の好ましい具体例において、モジュール２６は、“キー”タイプのものであって、通信ポート２５を介して、制御システム２１への接続が可能である。
既に説明したように、ポート２５は、ＵＳＢタイプであることが好ましい。その場合、モジュール２６はＵＳＢプラグを備え、ポート２５はＵＳＢソケットを備える。好ましくは、ターミナル２０の制御システム２１は、モジュール２６を用いたプラグ・アンド・プレイ技術によって、図示した周辺機器をインストールできるよう構成されている。
【００３４】
図４に示したものは、デバイス３０として考えられる具体例である。このデバイス３０は、プリズム形状のケーシングを含んでいて、その中には、対応する制御システムが収容されている。また、ケーシング上には、キー３３、３４を有する自由度６のジョイスティック３２、再充電コネクタ３６、およびトランシーバー・モジュール３７が配置されている。
既に説明したように、デバイス３０の制御回路は小型タイプのものであって、そのケーシング寸法は小さく、数値で言うと３方向の寸法が１０ｃｍよりも小さい。
【００３５】
デバイス３０には、“Ａ６”軸において、ロボット１の可動構造部２およびエンドエフェクタ１３の一方に取り付けるための接続手段が設けられている。この接続手段は、迅速な接続または組立てが可能なように構成されている。図５に例示した具体例では、この目的のために、組立ベース４０が設けられている。組立ベース４０は、ストラップまたはクランプ４１を有していて、ロボットの構造部に、またはツールに対して直接に、迅速に固定することができる（勿論、クランプの代わりに、他の組立手段を使用してもよい。例えば、調節可能なカラーである）。
【００３６】
例えば図６に示した例では、ガイド・デバイス３０は、ロボットのリスト１０に取り付けられた溶接ガンの電極１１の一方に連結されている。これとは異なり、図１では、デバイス３０は、トーチ１３の支持部にネジで固定されている。この目的のため、ベース４０（または，デバイス３０のケーシングのベース）には、孔４２が形成されている。
【００３７】
図５の例では、デバイス３０のケーシングはベース３８を有していて、そこには、１または２以上の係合シート３９が形成されている。ここに、組立ベース４０の対応部分４３が、実質的にスライディングタイプの連結で受け入れられる。ベース３８、４０間の確実な固定は、スナップアクションまたはスプリング力を利用した連結によって実現される。
【００３８】
ターミナル２０のジョグキーに代わる手段用い、ロボットの動きをその用途範囲内で単純化して、ロボットのプログラミングを簡便にしたい場合に、ガイド・デバイス３０を使用することができる。
好ましいことに、デバイス３０によるロボット１の動きは、ターミナル２０に対して選択された参照システムとは無関係に、カーテシアン参照システム（cartesian reference system）、すなわち“ツール”参照システム中に生じる。換言すると、ジョイスティック３２の操作により決定されたＴＣＰの動きは、ジョグ・キーの現在設定には影響を受けない。したがって、オペレータＥＵは、ロボット１の対応する動きを生じさせるために、ジョイスティック３２を所望の方向に操作するだけでよい。
いかなる場合にも、ジョイスティックはジョグ・キーに対して追加された制御手段である、ということに留意すべきである。したがって、所望のポイントに到達するためのＴＣＰの動きは、常に、オペレータＥＵが、所望の参照システムを前もって選択した後、ティーチ・ペンダントを使用することで統治される。
【００３９】
ジョイスティック・デバイスを使用することで、ロボット１のＴＣＰを“ツール”参照システムの全ての方向（および、それに続く全ての回転方向）に移動させることができる。
本発明の好ましい具体例においては、ティーチ・ペンダントを用いて、面または直線に沿うロボットの動きを可能としつつ、あるいは“ツール”参照システムとは別の参照システム内での動きを可能としつつ、幾つかの動きをブロックすることができる（自由度の制限）。当該別の参照システムは、ターミナル２０上の適正な手続に従って、予め選択することができる。
【００４０】
既に説明した通り、ジョイスティックは、自由度６を有していることが好ましい。例えば、ジョイスティック３２のノブに、圧力あるいは引戻し力を作用させると、ＴＣＰを前進または後退させることができる。ノブを右または左に押すと、それに応じて、ＴＣＰを右または左に移動させることができる。同様に、ノブを下または上に押すと、対応するＴＣＰの動きを得ることができる。
また、ノブは、時計方向あるいは反時計方向に回転させることができ、それによりＴＣＰを回転させることができる。あるいは、ノブを傾斜させることで、ＴＣＰを所望の方向に傾斜させることができる。
【００４１】
既に説明した通り、本発明の可能な実施形態においては、デバイス３０は、ブルートゥース・システムを介して、ターミナル２０と通信する。ブルートゥース・システムは、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いて、低い電力消費レベルを約束する。通信プロトコルは、ＵＤＰパケットの本体としてカプセル化メッセージ（encapsulated message）を基本とする専用プロトコルであることが好ましい。
【００４２】
デバイス３０とターミナル２０間で通信するための実際のモードは、ターミナル２０と制御ユニット１４間でも同様であるが、あらゆるものを使用可能である。
【００４３】
一般的に言うと、ターミナル２０は、ガイド・デバイス３０に対して、クライアントとしても、サーバとしても機能する。初期コンフィグレーションのメッセージおよび移動のメッセージについて、ターミナル２０は、デバイス３０に関してＵＤＰクライアントとして動作し、同時応答の対応する制御システムと共に、各瞬間毎に（例えば１０ｍｓ毎に）ジョイスティック３２のノブの位置を要求する。
ユーザがジョイスティックのノブに触れたり、離したりして、これがデバイス３０の制御システム３１によって検出されると、起動メッセージがターミナル２０へ送られる。ここでは、それが、アクションのメッセージ、すなわちロボットの変位制御についてのＵＤＰサーバとして動作する。
【００４４】
ロボットのターミナル２０と制御ユニット１４間の通信方式は、既に述べたものの１つと実質的に近似している。しかしながら、コンフィグレーションおよび移動のメッセージについて、ターミナル２０は、常にＵＤＰクライアントとして動作する。一方、制御ユニット１４は、リスニング・モードにおいて、ＵＤＰサーバと共に、システムのスタートアップ時に発せられたタスクを処理するよう構成されている。
ユニット１４内での上述のタスクは、ターミナル２０上に存在する通信タスク（クライアントとして動作）とユニット１４上のタスク（サーバ）との相互交換メッセージを処理するよう与えられている。ユニット１４上のタスクは、通信においてメッセージを待っているときに、タイムアウトが生じるか、または受信エラーを生じるよう構成されており、そして、受信におけるエラーのパーセンテージを補償できるよう、通信パフォーマンスに対する逆の影響が無いように、一連の試みを行う。
アクションタイプのパケット（ロボットの動作）を受け取ると、サーバプロセスは、ターミナル２０に対して、ＴＣＰの現在位置およびターミナルのイネーブリング・デバイスＥＤの状態を含むメッセージで応答する。
【００４５】
ターミナル２０を介して、ガイド・デバイス３０の終了（deactivation）が要求されると、制御ユニット１４の補間回路（interpolator）内で対応するモジュールが終了する。あるいは、システムがデバイス３０を起動させる。
システム内で、デバイス３０−ターミナル２０間でポーリングを行って、制御ユニット１４の現在位置を供給している間、制御ユニット１４上のサーバは、デバイス３０の位置基準に関するデータを受け取り、ターミナル２０上のタスク・クライアントに対してＴＣＰの現在位置を応答する。ＴＣＰの現在位置からは、システム上で共通にアクティブな参照システムが取り除かれている。
最後に、ターミナル２０上のタスク・クライアントは、一定割合でタスク・サーバから、システム上でアクティブな参照システムを要求する。しかしそれは、可能な前進移動を管理するためだけに、デバイス３０と組み合わせて使用される。このことは既に説明した（自由度のブロック）。
【００４６】
ティーチ・ペンダント２０と制御ユニット１４間の通信の部分は、基本的に２つの部分に分けることができる。ターミナル２０のユーザ・インターフェイス（ディスプレイ）とデバイ３０間における通信の部分と、ターミナル２０とデバイス３０間、そしてターミナル２０と制御ユニット１４間における通信の下層レベルの管理およびハンドシェイキングのための部分と、である。
第１の部分は、ティーチ・ペンダントのユーザ・インターフェイスとガイド・デバイス間における情報の交換に関するもので（例えば、システムの状態、コンフィグレーション、デバイスのセットアップに関連する情報）、システムのスタートアップ時およびティーチ・ペンダントとガイド・デバイス間でのデータのアップデート時に創成される。そして、ティーチ・ペンダント上のグラフィック・インターフェイスが表示すべきデータのアップデートを要求するときは常に、そして、ユーザ・インターフェイスからエンターされ、ガイド・デバイスへ送られるべきコンフィグレーション・バリューが存在するときに実行される。
【００４７】
他方、既に説明した通り、ティーチ・ペンダントとデバイス３０間の通信における第２の部分は、下層レベルにおけるものであって、広く、交信の初期化部分を取り扱う（ブルートゥース・プロトコルのスタートアップ、およびＴＣＰ／ＩＰプロトコルへのブルートゥース・ネットワーク・カプセル化プロトコル（ＢＮＥＰ）の適合）。さらに、デバイス３０とターミナル２０間、およびターミナル２０と制御ユニット１４間における接続の更新部分も取り扱う。
移動および参照システムのアップデートに関するすべてのメッセージは、ターミナル２０上のこのタスクで管理される。
【００４８】
自身が有するマイクロプロセッサ制御システムのおかげで、デバイス３０は、通信プロトコルに関する設定が可能で、異なるメッセージを一体化して、ガイド・デバイスのパラメータをエンターすることができる。ロボットの軸“Ａ６”に関するデバイス３０の位置、変換および回転が可能な最大の速度および加速度、ギアの数と減速比、自由度の制限、および参照システムのコンフィグレーションの設定が可能であることが好ましい。
【００４９】
好ましい具体例において、システムの制御ロジックに一体化されているのは、ターミナル２０によって制御可能なキャリブレーション手続である。これによって、ロボットの“Ａ６”軸から始まる座標である“ツール”システムのすべてのポイントにおいて、ガイド・デバイス３０の設定が可能となる。この手続は、好ましくは、ティーチ・ペンダントのディスプレイを介してガイドされる。
ディスプレイを通して、最初に、デバイス３０で発せられるコマンドで、デバイス自身のケーシングの側面がロボットのベース３または地面と平行になるよう、ロボット１の位置を要求する。このようにして、キャリブレーション手続をよりいっそう簡単に行うことができる。
次に、システムは、再度ティーチ・ペンダントのディスプレイを通して、ユーザに、ジョイスティック３２を、“ベース”参照システムのＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させる操作をするよう要求する。これによって、デバイス３０の“ツール”参照システムと、ロボットの“ベース”参照システムとの間における座標変換を計算できる。
方向の取得手続が正しく行われた場合には、システムは、ディスプレイにメッセージを送り返して、キャリブレーションが行われたこと、そしてデバイス３０を今キャリブレートされた位置で使用可能であることを表示する。勿論、ロボット上にデバイス３０を装着することが可能な“ｎ”個のポイントにおいて、キャリブレーション手続を実行することも可能である。そして、各コンフィグレーションを、デバイス３０ではなく制御ユニット１４に、セーブしておくことが好ましい。これは、現在プログラミングが行われているのとは別のロボット上で使用することも可能である。
【００５０】
マニュアル・ガイド・デバイス３０へのターミナル２０の連結を保証するために、ブルートゥース・トランシーバー・モジュールは、唯一に特定される必要がある。意図的に設定されたデバイス３０とターミナル２０との唯一の連結は、ペアリング手続によって保証される。ペアリング手続は、対応するモジュール２６を介した、ブルートゥース・ネットワークのターミナルを用いたスキャニングによって、与えられたブルートゥース・デバイスを特定する。
デバイス３０は、このスキャニングに対し、対応するトランシーバー・モジュール３７を介して、同一性を示す識別子(identifier)または情報をもって応答する。この識別子(identifier)または情報は、ターミナル２０とペアであるモジュール２６の識別子(identifier)または情報と一致している。好ましくは、この識別子は、ターミナル２０のモジュール２６のＭＡＣアドレスで現される。ターミナルは、対応するトランシーバー・モジュール３７を照会して、上述の識別子を特定することができ、またペアリングその他を行うこともできる。識別子の唯一性は、明確に、ペアリングの唯一性を保証する。
【００５１】
通常の使用では、デバイス３０は、ロボット１上の“Ａ６”軸に対応する位置（例えばエンド・エフェクタ１３上に直接）に装着される。次に、既に説明した論理ペアリングおよびキャリブレーション手続が行われる。その後、既に説明したように、ロボット１は、オペレータＥＵが直接ジョイスティック３２を動かすことで操作できる。
既に説明したように、デバイス３０を用いてロボット１を操作できるか否かは、常に、そしていかなる場合にも、ターミナル２０上に設けたイネーブリング・デバイスＥＤの起動状況に依存する。
【００５２】
以上の説明から、本発明の特徴が明らかとなる。提案した手動のガイド・デバイスは、シンプルで経済的な利点をもって、正確で信頼性の高い操作を実現する。ティーチ・ペンダントとのワイヤレス通信を可能とする手段がデバイスに設けられているので、プログラムすべき異なるロボット間での持運びおよび移換えが、便利かつ迅速なものとなる。
既に説明したように、実際、工業ロボットのためのすべてのティーチ・ペンダントが、少なくとも１つの通信ポートを備えている事実から、本発明の実施は非常に簡単である。そのポートに、ワイヤレス通信システムのモジュールを組み込めば足りる。勿論、ティーチ・ペンダントと手動のガイド・デバイスとの間にケーブルが存在しないことも、実際上有益であって、ＴＣＰ近傍におけるオペレータの移動が容易になる。
【００５３】
デバイスの包含寸法（contained dimension）および実質的に迅速タイプの連結手段を設けていることにより、デバイス自身の運搬性がさらに良好になる。また、デバイスの装着が簡単になる上に、ロボット上で可能な多くの位置に、デバイスを位置決めすることが簡単となる。
【００５４】
デバイス３０の運搬性という観点からの有利点を、図７、図８に強調して示している。
【００５５】
図７に概略的に示したものは、それぞれが制御ユニット１４を備えた複数のロボット１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄからなるワーキング・セルである。図７の例において、各ユニットは、それぞれのターミナルまたはティーチ・ペンダント２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに、ワイヤをもって接続されている。
本発明により、既に説明したガイド・デバイス３０は、あらゆるロボットのプログラミングに使用することができる（図示した例では、ロボット１Ａ）。そして、簡単かつ迅速な方法で、残りの他のロボット（１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）に移し換えてインターフェース接続し、対応するプログラミングを行うことができる。他の残りのロボットに対しても同様である。
この目的のため、実際には、ロボット１Ａからデバイス３０を離して、これをセル内の他のロボット、例えばロボット１Ｂに装着し、同時に、トランシーバー・モジュールをティーチ・ペンダント２０Ａからティーチ・ペンダント２０Ｂに移し換えて、上述のペアリングおよびキャリブレーションを行うだけでよい。
【００５６】
さらに好都合なのは、ワーキング・セルに、ワイヤレスタイプの単一のティーチ・ペンダントが与えられている場合である。このティーチ・ペンダントは、すべての制御ユニット１４に対して選択的に連結可能なタイプのものである（図８参照）。
この目的のために使用できる技術は、ドキュメントＥＰ-Ｂ-１ ７１６９８３に説明されたもののうちの１つである（当該ドキュメントにおいて、“Ｍａｉｎ”と定義された接続を参照）。そのクレームの主題は、本明細書の一部を構成している。
【００５７】
この用途において、手動のガイド・デバイス３０は、常に１つの、そして同じティーチ・ペンダント２０とペアリングされたままであることができる。一方、そのティーチ・ペンダント２０は、セル内のロボット１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄのそれぞれに対して、選択的に連結することができる。したがって、そのような用途のため、ロボット１Ａからデバイス３０を切り離して、これをセル内の他のロボット、例えばロボット１Ｂに装着し、その後、前述のキャリブレーション手続を行うだけでよい。
【００５８】
さらに好都合であるのは、この種の用途において、ティーチ・ペンダント２０の通信モジュール２６は、必ずしも取外し可能なタイプである必要はない、ということである。実際、通信モジュールを直接ティーチ・ペンダントに一体化することも可能である。
【００５９】
先に、ティーチ・ペンダント２０と手動のガイド・デバイス３０との間でのワイヤレス通信を実現する目的で、ブルートゥース技術に言及した。しかし、同じ目的で、他の詳細と適合するラジオ周波数通信ネットワークを使用可能なことは明白である。例えば、ZigBee、Wi-fi、Bluetooth、Z-Wave、または他のワイヤレス・プロトコルであり、標準タイプのものでも、所有権が保有されているものでもよい。
【００６０】
最後に、仮に、対応するロボット制御ユニットとワイヤレスモードで通信するための手段をティーチ・ペンダントに設けて、その手段が、デバイス３０内で実行されているものと同じ通信技術を基本としているならば、ターミナルのために、第２通信モジュール２６等の追加のワイヤレス通信手段は不要となる。
例えば、図１、２に示したティーチ・ペンダントの場合、ガイド・デバイス３０のトランシーバー・モジュール３７は、Wi-fi標準に従って作動することができる。その場合、制御ユニット１４との対話に使用されるティーチ・ペンダント２０のトランシーバー手段２４を、手動のガイド・デバイス３０と対話することにも利用でき、有利である。
明らかに、この種の用途では、いかなる場合にも、ティーチ・ペンダント２０とデバイス３０を唯一の方法でペアリングする手続が提供されるであろう。例えばそれは、接続される２つのデバイス間で同一性を示す少なくとも一対の情報を交換することで行われる。
【符号の説明】
【００６１】
１  ロボット
２  可動構造部
３  ベース
４  コラム
５  アーム
７  フォアアーム
１０  リスト
１３  ツール（エンド・エフェクタ）
１４  制御ユニット
２０  ポータブル・プログラミング・ターミナル（ティーチ・ペンダント）
２１  マイクロプロセッサ電子制御システム
２２  再充電コネクタ
２３  コネクタ
２４  第１トランシーバー手段
２５  通信ポート
２６  第２トランシーバー・モジュール
３０  手動のガイド・デバイス
３１  マイクロプロセッサ電子制御システム
３２  ジョイスティック
３３、３４  キー
３５  独立供給源
３６  再充電コネクタ
３７  第１トランシーバー・モジュール
３８  ベース
３９  係合シート
４０  組立ベース
４１  ストラップ（クランプ）
４２  孔
４３  対応部分
ＥＳ  非常停止デバイス
ＥＤ  イネーブリング・デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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