(57)【要約】【課題】  ロボットを正確、安全および直感的に操縦、特にプログラミングする。【解決手段】  多軸産業用ロボットといった多軸ハンドリング機器を、手で操る操縦装置によって操縦する方法であって、上記操縦装置の位置および置かれ方（位置付け）が空間内で測定されて上記ハンドリング機器の操縦に使用される操縦方法は、上記操縦装置の動きと、上記ハンドリング機器の対応の動きとが交互に実行されることを特徴とする。ここで提案するように、ロボットの動きを、上記操縦装置により各々操縦可能な短い部分動きに分割することによって、使用されるセンサ部において不可避的に生じる不正確さにもかかわらず上記の目標が達成できる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸産業用ロボットといった多軸ハンドリング機器を、手で操る操縦装置によって操縦する方法であって、前記操縦装置についての位置および置かれ方を含む位置付けが空間内で測定されて前記ハンドリング機器の操縦に使用される操縦方法において、前記操縦装置の動きと、前記ハンドリング機器の対応の動きとが交互に実行されることを特徴とする、操縦方法。
【請求項２】
前記操縦装置の位置付けが、前記操縦装置の中に配置された内部センサ部によって測定されることを特徴とする、請求項１に記載の操縦方法。
【請求項３】
前記操縦装置の前記位置付けが、前記操縦装置の外に配置された外部センサ部によって測定されることを特徴とする、請求項１に記載の操縦方法。
【請求項４】
位置付けの測定に使用される前記センサ部についての測定の不正確さが連続的に監視されることを特徴とする、請求項２または３に記載の操縦方法。
【請求項５】
前記操縦装置と前記ハンドリング機器との各動きの交替の時間的なシーケンスが、前記使用されるセンサ部についての測定の不正確さによって定められることを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項６】
前記測定の不正確さについての定められた値に達した際、前記使用されるセンサ部の必要な較正が表示され、任意には前記操縦装置による前記ハンドリング機器の操縦が阻止されることを特徴とする、請求項４または５に記載の操縦方法。
【請求項７】
前記操縦装置の動きから前記ハンドリング機器の動きへの交替が同意手段の作動後に行なわれることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項８】
前記ハンドリング機器の、動きに関連する自由度すべてにおける位置付けまたは位置付けの変化が同時に入手されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項９】
開始時の位置付けおよび最終的な位置付けのみが入手されることを特徴とする、請求項８に記載の操縦方法。
【請求項１０】
前記ハンドリング機器の前記対応の動きが、前記操縦装置の前記開始時の位置付けおよび前記最終的な位置付けにそれぞれ対応する前記ハンドリング機器の位置付け間で予め定められた類の経路に沿って行なわれることを特徴とする、請求項８または９に記載の操縦方法。
【請求項１１】
前記操縦装置の前記動きの間中、前記操縦装置の位置付けが連続的に入手されることを特徴とする、請求項８に記載の操縦方法。
【請求項１２】
前記ハンドリング機器の前記対応の動きが、前記入手された位置付けに応じて決まり実質的に任意に設定される経路に沿って行なわれることを特徴とする、請求項１１に記載の操縦方法。
【請求項１３】
追加的に、前記操縦装置によって、加工されるべき工作物に対する作用力といった、前記ハンドリング機器の位置付けに関連する他のパラメータが定められることを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１４】
前記操縦装置の前記測定された位置付けおよび／またはその他のパラメータ、たとえば速度および加速度を含む動きの推移などが、前記ハンドリング機器の動き制御のためのプログラムを作成および／または前記ハンドリング機器を直接操作するために使用されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１５】
前記操縦装置を前記操縦されるべきハンドリング機器と接続することにより前記操縦装置が前記ハンドリング機器に対して較正され、続いて前記ハンドリング機器が、予め定められたシーケンスにある空間点上をたどり、次に前記操縦装置の位置付け測定値と前記ハンドリング機器の既知の位置付け値とが関係付けられることを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１６】
変位がなされるための軸および／または動作モードを選択するなど、前記ハンドリング機器を的確に操縦するために、前記操縦装置によって記述される特定の身振りが認識されて、前記ハンドリング機器の操縦に適当に変換されることを特徴とする、請求項１から１５のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１７】
前記操縦装置を用いて空間および／または時間における前記ハンドリング機器の動きのスケーリングが行なわれることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１８】
前記操縦装置を用いた前記ハンドリング機器の操縦が特定の数の自由度に制限されて行なわれることを特徴とする、請求項１から１７のいずれかに記載の操縦方法。
【請求項１９】
多軸産業用ロボットといった多軸ハンドリング機器の動きを操縦するための装置であって、空間内における置かれ方および位置を含む位置付けがセンサ部を用いて決定可能である操縦装置において、前記位置付け決定センサ部（５）についての測定の不確実さを監視するための監視手段（６）を有することを特徴とする、操縦装置。
【請求項２０】
前記センサ部（５）が前記操縦装置（１）の中に含まれることを特徴とする、請求項１９に記載の操縦装置。
【請求項２１】
前記センサ部（５）が慣性センサ部を含むことを特徴とする、請求項１９または２０に記載の操縦装置。
【請求項２２】
前記センサ部（５）が前記操縦装置（１）の外に配置されることを特徴とする、請求項１９に記載の操縦装置。
【請求項２３】
前記操縦装置（１）の動きを入手するために、前記操縦装置（１）の外に配置された外部センサ（５′）が設けられて、前記ハンドリング機器（１４）の制御ユニット（１３）および／または前記操縦装置（１）の計算ユニット（６）と接続されることを特徴とする、請求項２２に記載の操縦装置。
【請求項２４】
前記監視手段（６）に従えば前記測定の不正確さについての予め定められたパラメータ値を超過した場合、前記操縦装置（１）を用いた前記ハンドリング機器（１４）の操縦が不可能であることを特徴とする、請求項１９から２３のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項２５】
前記測定の不正確さを減少させるための較正手段（６）を有することを特徴とする、請求項１９から２４のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項２６】
前記センサ部（５，５′）が、前記ハンドリング機器（１４）の動きの自由度すべてにおける位置付けを同時に判定するように構成されることを特徴とする、請求項１９から２５のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項２７】
先端部（２）などといった、少なくとも１つの幾何学的に際立たせた優先方向を有することを特徴とする、請求項１９から２６のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項２８】
或る物体が接触した際に前記操縦装置（１）に対して作用する接触力またはモーメントを判定するための測定手段（３）を有することを特徴とする、請求項１９から２７のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項２９】
前記操縦装置（１）の測定データが、前記ハンドリング機器（１４）の動きを同時的に操るために使用可能であることを特徴とする、請求項１９から２８のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項３０】
前記操縦装置（１）の測定データが、前記ハンドリング機器（１４）についての動きプログラムを作成するために使用可能であることを特徴とする、請求項１９から２９のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項３１】
異なる動作モードを選択および監視するための操作および表示手段（８，８′，８″，９，１０，１０′）を有することを特徴とする、請求項２９または３０に記載の操縦装置。
【請求項３２】
測定データを前記ハンドリング機器（１４）用の制御データへ加工するための計算ユニット（６）を有することを特徴とする、請求項１９から３１のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項３３】
データを前記ハンドリング機器（１３，１４）に転送するための転送手段（７）を有することを特徴とする、請求項１９から３２のいずれかに記載の操縦装置。
【請求項３４】
前記転送手段（７）が無線転送するように構成されることを特徴とする、請求項３３に記載の操縦装置。
【請求項３５】
音声認識のための手段（８′）および／または、オペレータを誘導する、特に聴覚的および／または視覚的信号によって対話式に誘導するための手段（８，８″）を有することを特徴とする、請求項１９から３４のいずれかに記載の操縦装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多軸産業用ロボットといった多軸ハンドリング機器を、手で操る操縦装置によって操縦する方法であって、上記操縦装置の位置および置かれ方（位置付け）が空間内で測定されて上記ハンドリング機器の操縦に使用される、操縦方法に関する。この発明はさらに、多軸産業用ロボットといった多軸ハンドリング機器の動きを操縦するための装置であって、その置かれ方および位置（位置付け）が内蔵のセンサ部によって空間内で判定可能である、操縦装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多軸産業用ロボット（以下単にロボットと呼ぶ）といった多軸ハンドリング機器を操作およびプログラミングするには、大型で比較的重量のあるケーブル接続式の手持型機器を用いている。手によるロボットの変位指令と、これに伴い（作業）点の「教示」とを効率的なものにするためには、オペレータは複数の異なる座標系、たとえば世界座標、ベース座標および工具座標に熟知していなければならず、したがってこの種のロボットを変位させかつ／またはプログラミングすることは基礎的な訓練および／または確固とした背景知識なしにはほとんど不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この問題を克服するために、手で操る操縦装置を使用してロボットをほぼ直感的に操作および／またはプログラミングすることが過去既に提案されている。ＤＥ３２２３８９６Ａ１では、経路制御式の産業用ロボットのためのプログラムを作成するための検知手段であって、これによってプログラムされるべき経路を手でなぞり、そしてその位置および向き（位置付け）が評価手段によって電子データの形式で保存されるものが公知となっている。上記検知手段により入手された各位置付けは電子データに変換され、有線または無線で上記評価手段へ転送される。経路を定める各値はこの評価手段において算定され、ロボット制御に適したデータへ変換されて保存される。上述の検知手段において各位置付けを入手するためには、ジャイロや加速度計、光学的に動作する手段、またはプログラムしたい経路上を転がすことのできる球が使用される。しかしこの検知手段では特に、ここで使用される入手手段で位置付けを入手する際の正確さが長期間にわたっては不十分なものにすぎないことが問題として指摘されている。このため、このような装置およびそれを用いて実施可能なプログラミング方法は現在のところ普及には至っていない。
【０００４】
さらに、ＤＥ３８１００５４Ａ１からは、多軸マニピュレータの動きを操る方法および装置であって、上記動きを操るステップが、マニピュレータ工具の順次行なう並進および回転の動きを指定するステップに分割される、方法および装置が公知となっている。ここではピストル状の筐体を有する操り手段が使用され、その方向によって、時間的に限定された速度指定による並進方向の動きが生じる一方、上記操り手段の空間的な角度位置を変化させることによって回転方向の動きが達成される。しかしこの方法および装置では特に、上述の並進および回転の動きへの分割が直感的にわかるものではほとんどないということが問題と指摘されており、また上記の速度指定は一層の制限を意味する。加えて、ここで使用されるセンサでもたらされる位置付けの入手の正確さもまた、長期間にわたっては不十分なものでしかない。
【０００５】
さらに、ＤＥ１００４８９５２Ａ１からは、ロボットの空間的な状態を時間的に最適かつ正確に判定するために各空間点の座標を取得するため、光センサを備えた触れ手段を用いて基準マーカを入手してから画像処理の過程で上記触れ手段の位置付けを算定するとい
う方策が公知である。この方策ではとりわけ、ここでの関連で比較的精度の低い画像処理センサ部の使用が問題とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、冒頭に記載した類の方法および装置であって、ロボットを手によって変位指令およびプログラミングする、とりわけ点および経路を教示することがオペレータに簡単な態様で直感的に実行できるようにする方法および装置をもたらすことを課題としてなされたものであり、ここで、特に背景にあるこの種のハンドリング機器の使用の際に遵守すべき安全規定の観点から、上記操縦について達成される正確さに大きな重点を置くこととする。
【０００７】
上記の課題は、冒頭に記載した類の方法において、操縦装置の動きと、ハンドリング機器の対応の動きとを交互に実行することによって解決される。また、冒頭に記載の類の操縦装置において、上記の課題を解決するために、上記操縦装置は、位置付け判定センサ部についての測定の不正確さを監視するための監視手段を備えることとする。これによって、この発明に従うと、ロボットについての指定されるべき動きの全体が複数の部分動きから構成されることになり、教示の際のこの発明の操縦装置で使用されるセンサ部の正確さが十分なものである限りにおいてのみ上記操縦装置の動きが実行される。こうすることで従来公知の方法および装置について上述した各問題が回避でき、先行技術とは異なりロボットの確実な操縦が可能となる。
【０００８】
この発明の方法の発展形態においては、まず第１に、上記操縦装置の位置付けが、その中に配置された内部センサ部によって測定されるか、または上記操縦装置の位置付けが、その外に配置された外部センサ部によって測定され、好ましくは位置付け測定に使用されるセンサ部についての測定の不正確さが連続的に監視されることとする。これにより、この発明の方法において、上記操縦装置によって位置付けを十分正確に判定することのできる期間へとロボットの操縦を制限することが可能となる。好ましくはさらに、上記操縦装置の動きと上記ハンドリング機器の動きとの交替の時間的なシーケンスは、使用されるセンサ部についての測定の不正確さによって定められる。換言すると、上記操縦装置の動きによるロボットの操縦は、上記使用されるセンサによって上記操縦装置の位置付けが十分正確に入手可能な場合にのみ可能である。これが（もはや）当てはまらない場合、この発明に従うと、上記操縦装置による上記ハンドリング機器の安全かつ正確な操縦が再び可能となるまで上記ハンドリング機器の対応の動きを行なうことができる。
【０００９】
この関連で、この発明の方法の極めて好ましい発展形態においては、上記測定の不正確さについての定められた値に達した際、上記使用されるセンサ部の必要な較正が表示され、任意には上記操縦装置による上記ハンドリング機器の操縦が阻止されることとする。つまり、上記操縦装置すなわちそこに使用されるセンサ部の較正が規則的に行なわれるため、この発明に従って上記操縦装置の動きと上記ハンドリング機器の動きとの間で交替させることによって、ロボットに対して最適に安全で正確な操縦が可能となる。好ましくは、上記操縦装置の動きから上記ハンドリング機器の動きへの交替は同意手段の作動後に行なわれる。これはオペレータにより手動で行なわれるのが好ましい。
【００１０】
また、この発明の方法においては、上記ハンドリング機器の、動きに関連する自由度すべてにおける位置付けまたは位置付けの変化を同時に入手することが有益である。これによって、上記操縦装置を動かすことで直感的にロボットの完全な操縦が可能となる。
【００１１】
ロボットの動きの経路の具体的な経路の推移が中心的な意味を有するのでなければ、上記操縦装置の開始時の位置付けおよび最終的な位置付けのみを入手することとしてもよい。この場合、この発明の方法の発展形態において、上記ハンドリング機器の上記対応の動
きが、上記操縦装置の上記開始時の位置付けおよび上記最終的な位置付けにそれぞれ対応する上記ハンドリング機器の位置付け間で予め定められた類の経路たとえば直線状または環状の経路に沿って行なわれるようにすることが可能である。その他可能な経路の種類としては、スプライン状の経路、衝突のない経路（環境モデルまたは適当な追加のセンサ部を用いたもの）などがあるが、さらにロボット制御で公知の経路セグメントから組立てられ得る経路（利用可能な経路命令に基づき連続的に記録される経路の近似）も挙げられる。これに代えて、上記操縦装置の上記動きの間中その位置付けを連続的に入手して、上記ハンドリング機器の上記対応の動きが、上記入手された位置付けに応じて決まり実質的に任意に設定される経路に沿って行なわれるようにしてもよい。これによりオペレータは、ロボットの動きの経路を包括的かつ直接的に操縦することができる。
【００１２】
この発明の方法の極めて好ましい発展形態においては、上記に加え、上記操縦装置によって、上記ハンドリング機器の位置付けに関連する他のパラメータ、たとえば加工されるべき工作物に対する作用力などが、定められるようにする。この後、上記操縦装置の上記測定された位置付けおよびその他定められるパラメータ、たとえば速度および加速度を含む動きの推移などは、上記ハンドリング機器の動き制御のためのプログラムを作成および／または上記ハンドリング機器を直接操作するために使用されてもよい。これにより、この発明に従うと、身振り認識によるハンドリング機器の操縦もまた可能となる。
【００１３】
この発明の方法についての追加の発展形態には、上記操縦装置を上記操縦されるべきハンドリング機器と接続することにより上記操縦装置が上記ハンドリング機器に対して較正され、続いて上記ハンドリング機器が、予め定められたシーケンスにある空間点上をたどり、次に上記操縦装置の位置付け測定値と上記ハンドリング機器の既知の位置付け値とが関係付けられることが含まれる。さらに、変位がなされるための軸および／または動作モードを選択するなど、上記ハンドリング機器を的確に操縦するために、上記操縦装置によって記述される特定の身振りが認識されて、上記ハンドリング機器の操縦に適当に変換されるようにしてもよい。
【００１４】
上記ハンドリング機器を特に細かく正確に位置決めしかつ向きを定めるために、この方法の極めて好ましい発展形態においては、上記操縦装置を用いて空間および／または時間における上記ハンドリング機器の動きのスケーリングが行なわれることとする。加えて、上記操縦装置を用いた上記ハンドリング機器の操縦が特定の数の自由度に制限されて行なわれることとしてもよい。
【００１５】
この発明の操縦装置の第１の発展形態においては、上記センサ部が上記操縦装置の中に含まれ、好ましくは慣性センサ部が使用されることとする。慣性センサは構成上・技術上の観点から容易、安価かつ場所をとらずに形成可能である。しかしこれに代えて、上記センサ部を上記操縦装置の外に配置してもよく、その場合好ましくは上記操縦装置の動きを入手するために、上記操縦装置の外に配置された外部センサが設けられて、上記ハンドリング機器の制御ユニットおよび／または上記操縦装置の計算ユニットと接続される。外部センサとしては、カメラ、レーザ・三角測量システム（「コンステレーション（Constellation）」）、超音波センサなどが挙げられる。その場合、上記操縦装置は場合により適当なマークまたは受信機／センサによって補完し、これによって外部測定プロセスが支援される、あるいは可能にされる。ロボットの動き全体を包括的に操縦するために、上記使用されるセンサ部は、上記ハンドリング機器の動きの自由度すべてにおける位置付けを同時に判定するように構成されるのが好ましい。
【００１６】
さらに、この発明によると、上記監視手段に従えば上記測定の不正確さについての予め定められたパラメータ値を超過した場合、上記ハンドリング機器の操縦が不可能であるようにする。これによって、上記操縦装置内で使用されるセンサ部がセンサドリフトのため
ロボット制御に必要な正確さをもはや達成しなくなると直ちにオペレータに操縦を禁止することで十分な操作の安全性を確保する。これに続いて上記測定の不正確さを減少させるために、この発明の操縦装置は好ましくは較正手段を備える。
【００１７】
さらに、この発明の操縦装置を直感的に取扱うことを可能にするために、上記操縦装置は少なくとも１つの幾何学的に際立たせた優先方向、たとえば先端部などを有するようにしてもよい。この関連で、とりわけ上記操縦装置をペン状に形成することが好適である。
【００１８】
極めて好ましい発展形態において、この発明の操縦装置はさらに、或る物体が接触した際に上記操縦装置に対して作用する接触力またはモーメントを判定するための測定手段を備える。この追加の測定手段で得られたデータを併せて使用することで、この発明の操縦装置は追加的にロボットで実行すべき加工工程においてもその動きの制御に使用することができる。
【００１９】
上記操縦装置の測定値、すなわち位置付けデータおよび場合により力作用データは、好ましくは上記ハンドリング機器の動きを同時的に操るために使用可能であり、すなわちオペレータはロボットを上記操縦装置に応じて「オンラインで」操ることができる。これに加え、またはこれに代えて、上記操縦装置の測定データは「オフラインで」上記ハンドリング機器についての動きプログラムを作成するために使用されてもよく、これは好ましくは当該ロボットにおける適当な制御手段において行なわれる。こうすれば、この発明の操縦装置を用いて実行される動きの流れを永続的にロボットの制御に使用することができる。
【００２０】
特にオペレータが安全かつ容易にこの発明の操縦装置を使用できるようにするために、上記操縦装置はその発展形態において、異なる動作モード（オンラインまたはオフライン操縦や較正など）を選択および監視するための操作および表示手段を備えるのが好ましい。特に、音声認識の手段および／またはオペレータを誘導する、特に聴覚的および／または視覚的な信号によって対話式に誘導するための手段を用いることができる。
【００２１】
さらに、この発明の操縦装置を異なるロボット／制御ユニットとともに柔軟に利用できるようにするために、極めて好ましい発展形態の枠組において、上記操縦装置は測定データを上記ハンドリング機器用の制御データへ加工するための計算ユニットを備えることとしてもよい。発展形態において、この発明の操縦装置は、転送手段を用いてデータを上記ハンドリング機器あるいはその制御部に転送するように構成されるのが好ましい。この転送は好ましくは無線で行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明についての他の特徴および利点が、添付の図面に基づき以下の各実施例の説明から明らかとなる。
【００２３】
図１は、１つの可能な例として、この発明の操縦装置をペン状の機器１として構成したものを概略的に示す。しかしこれに代えて、この発明に従う操縦装置を従来のロボット操作機器の内部に構成することもまた可能である。しかしながら、特定的にペン状に形成した機器は、それに自ずと伴う際立った優先方向のため、直感的に使用できる操縦装置として特に簡単な態様にて採用できることがわかっている。これに従い、発明の操縦装置１は、装置１の基準点Ｒと一致する外向きの先端部２を備える。図１に従ってこの発明の操縦装置はさらに、先端部２の領域において、工作物（図示せず）に対する作用力などの力を操縦装置１を用いて教示できるようにするための力／モーメントセンサの形態をとる測定手段３を備える。図１に示す実施の形態に従うと、操縦装置１における下側のシャフト状の部分４は、装置１についての他の機能手段、操作手段および表示手段を含む。第１に、
装置１はセンサモジュール５を備える。このセンサモジュール５は、６自由度すなわち並進方向の３自由度および回転方向の３自由度における並進方向および回転方向の動きを、たとえば当業者にはそれ自体一般的であるように加速度計およびジャイロ（図３を参照）によって入手するように構成されるのが好ましい。下でさらに明らかにするように、この発明の方法によって、とりわけセンサモジュール５において比較的精度が低く従って安価な加速度計、ジャイロまたは同様に精度の低い測定機器を使用することが可能となる。さらに、発明の操縦装置１は計算／記憶ユニット６を備える。計算／記憶ユニット６を用いて、測定手段３およびセンサモジュール５からもたらされた測定値（生データ）の前処理の大部分を装置１内で既に実行しておくことが可能である。計算／記憶ユニット６はさらに、この発明に従うと、センサモジュール５の測定の正確さのための較正手段および監視手段となるようプログラム技術によって構成される。しかしながら、測定手段３およびセンサモジュール５を用いて得られた生データは、ロボット制御部１３（図２を参照）に直接転送されてもよい。
【００２４】
これまで述べてきたようにセンサモジュール５を装置の内部に配置するのに代えて、この発明においてはまた、図１に併せて示すように、空間内で発明の操縦装置１の位置付けを判定するための外部センサ５′を設けてもよい。外部センサ５′としては、たとえば、カメラ、レーザ・三角測量システム、超音波センサなどが挙げられる。この場合、操縦装置１は、センサ５′と協働する適当なマーカおよび／または受信機／送信機を備え、これによって対応の外部位置付け判定プロセスを支援する、あるいは可能にする。図１ではこのようなマーカなどは図を簡潔にするため示していないが、当業者にはそれ自体自明として公知のものである。
【００２５】
外部センサ５′は、操縦装置１の計算ユニット６またはロボット制御部１３のうちのいずれかと動作接続している。これは図１においては、一点鎖線による接続線Ｖ1および破線による接続線Ｖ2によりそれぞれ表わされる。
【００２６】
発明の操縦装置１はさらに、データ転送のための転送手段７を備え、これはとりわけ無線でデータを転送するための無線通信モジュールとして構成され得る。さらに発明の操縦装置１は、たとえばＬＣＤディスプレイまたはタッチスクリーンの形態をとる表示手段８と、これに関連付けられた、ジョグホイール９の形態をとる第１の操作手段ならびにマイクロフォン８′およびスピーカ８″を備えており、これらは適当なハードウェアおよびソフトウェア技術による各手段（図示せず）と動作接続して音声入出力による操縦装置１の音声制御を可能にする。図１ではさらに、その他の操作要素たとえばボタンおよび／または押しスイッチ１０，１０′ならびに、好ましくは発光ダイオードＬＥＤの形態をとる照明および／または表示手段１１が示される。また、それ自体で公知の追加の操作要素、たとえばジョイスティック、タッチパッド、スイッチなどを用いて発明の操縦装置１とオペレータとの追加の対話手段を設けることも可能である。図１に示すようにＬＥＤ１１を１つ設ける代わりに、先端部２の領域に複数の発光ダイオードを同心円状に配置してもよく、こうすれば特に、周囲を的確に照明することでロボットを細かく位置決めすることが容易となる。
【００２７】
基本的には、ここに示すペンといった回転対称の物体は、多軸産業用ロボットの操縦に必要な６自由度の確定に対し限定的に適したものに過ぎない。ペンの縦軸（場合により対称軸）まわりの回転は、オペレータにとって視覚的に認識可能であり続けなければならない（すなわち絶対的な回転対称であってはならない）。これを達成するためには、この発明に従い、操縦装置１は、前側および後ろ側を当該装置に一義的に与える特定の操作および表示要素（上記参照）と、「上」および「下」の指標となる上述の先端部２とを備えていればよい。
【００２８】
図１に示すように発明の操縦装置１とロボット制御部（図２）とを無線接続するのに代えて、ケーブル接続を設けてもよいことは言うまでもない。その場合ケーブルは、先端部とは反対側の、操縦装置１のシャフト状の部分４の下端から引出されるのが好ましい。
【００２９】
また、発明の操縦装置１は、エネルギー供給のための或る数の（従来型の）電池または蓄電池の形態をとる内部電圧源１２を備えているのが好ましい。さらに、発明の操縦装置１は、いわゆる「ドッキングステーション」（図示せず）を備えているのが好ましい。ドッキングステーションは、たとえば操縦装置１の蓄電池の充電を円滑に実行可能にするとともに、操縦装置１のための安全な保管場所を与えるものである。ドッキングステーションはさらに、ロボット制御部とこの発明の操縦装置との間のデータの転送および調整のための適当な接続部を与えてもよい。
【００３０】
ドッキングステーションは従来型の操作用手持型機器に組込まれていてもよい。これは単に安全な保管場所としてであることも、または操縦装置へのエネルギー伝達用およびデータ転送用であることもある。さらに、操縦装置を操作用手持型機器に差し込むことにより、当該操作用手持型機器をそれ自体として多数の機能分だけ拡張することができる。この機能にはたとえば、当該操作用手持型機器を手にしているオペレータの、ロボットを基準とした位置認識が挙げられる。これは安全上の観点から行なわれる場合もあるが、またはスペースマウス／変位指令ボタンを用いた手での変位指令を容易にすることを目的とする場合もある。たとえば、ツール座標系を常に、操縦装置が組み込まれた操作用手持型機器を基準として整合させることによって、スペースマウスを「右へ」動かすことが常にロボットの「右へ」の変位を引起こすことができる。つまりオペレータは、ツール座標系がどのように置かれているかを覚えている必要がなく、ツール座標系は常に操作用手持型機器に対して一定の角度（好ましくは平行）をとっていると想定することが可能である。
【００３１】
操縦装置１の内部に含まれる計算／記憶手段６を用いて当該操縦装置についての個人関係のデータを保存することが可能である。このデータをロボット制御部（図２）で用いてオペレータを識別し、この識別に従い特定のユーザ権利を解放することができる。これにより発明の操縦装置１は、その図１に従う形態において、ユーザプロファイル（たとえば初心者または上級者）の格納およびオペレータの認証に好適となる。
【００３２】
センサモジュール５は、既に述べたセンサ手段に加えて、それ自体公知であるようにさらにその他のセンサ手段を有してもよく、これには磁界センサや温度センサなどがある。特に、磁界センサを用いれば、（擾乱のない測定可能な磁界たとえば地磁場があるという前提で）操縦装置１の中に含まれる慣性測定システムの向きがドリフトなしに算定可能となる。これはたとえば較正のために使用される。
【００３３】
図２は、この発明の操縦装置、特に図１に従う装置１の構成をブロック回路図にて再び示すとともに、これをロボットの制御ユニット１３（ロボット制御部）に接続する態様を併せて示す。発明の操縦装置１の、図１の図示に対応する機能要素には同じ参照符号を付す。
【００３４】
この発明に従うと、ロボット制御部１３は、操縦装置１の転送手段７と協働する転送手段１３．１を備える。図２ではマイクロコントローラμＣで表わす装置１の計算ユニット６はセンサモジュール５（図１）から信号を受取る。図２での図示においては、センサモジュール５は複数の個々のセンサに分けて示してある。その例として、３つの互いに垂直な空間方向Ｘ，Ｙ，Ｚにおける加速度に関する３つの加速度センサ５．１〜５．３と、上記３つの空間方向についての回転速度をそれぞれ判定するための３つの回転速度センサ５．４〜５．６とを示す。図２ではさらに、センサモジュール５の一部としてもう１つのセンサ５．７、ここでは例として温度または磁界センサが示してあり、これもまたマイクロ
コントローラμＣと接続される。さらに、マイクロコントローラμＣは、操作手段９，１０，１０′（図１を参照）の（入力）信号を受取る。マイクロコントローラμＣの出力信号は、転送手段７、好ましくは無線通信モジュールを介してロボット制御部１３に達する。ロボット制御部１３は、（図２では両方向の矢印で表わすように）自らの転送手段１３．１を用いて操縦装置１の転送手段７を介して計算ユニット６と通信することが可能であり、これによってたとえば操縦装置１の表示ユニット８（図１）上で個々のロボットに特有の情報や選択メニューなどを表示することができる。
【００３５】
図３に図１のセンサモジュール５の可能な１形態を概略的に示す。このセンサモジュール５は、ここに示す形態では、３つの互いに直交する空間方向Ｘ，Ｙ，Ｚにおける加速度および回転速度を入手するように構成されている。ここで使用されるセンサ５．１〜５．６（図２）はそれ自体公知のものである。特に、公知の加速度センサ、たとえば比較的コスト面で有利なジャイロおよび／または静電（容量）センサを用いることができる。これは、下でこの発明の方法の説明中においてさらに明らかとなるように、ドリフト安定性が低いという意味で比較的不正確な測定挙動を示すことがある。
【００３６】
続く図４ａ〜８において、産業用ロボットといったハンドリング機器を操縦するための以上に記載の発明の装置１をこの発明の方法との関連で使用する態様を示す。発明の装置１（以下操縦装置とも呼ぶ）は、多軸機械の動きを指定する、特に、とりわけ点および経路の教示を中心にロボットを手によって変位させるために用いられる。ここでロボットの動きは、操縦装置を用いた動き指定（位置取り指定）と、その後ロボットによって行なわれる動きの実行のための動きの解放とを繰返し交替することによって行なわれる。
【００３７】
図４ａ，ｂにおいて、ロボット１４を、操縦装置１を用いて現在の位置取り（位置および向き）Ｐ1（図４ｂで左）から中間の位置取りＰ2，Ｐ3を経て目標の位置取りＰ4（図４ｂで右）へ変位させる態様を示す。これを行なうために、交互に発明の操縦装置１で動きが指定され（図４ａ）ロボット１４についてのそれぞれの対応の動きが実行される（図４ｂ）。一般に操縦装置はオペレータ（図示せず）により手によって操られる。図４ａに示す発明の操縦装置１を用いた動き指定は、（その２次元投影より）並進方向の動きＴ，Ｔ′，Ｔ″（図４ａの点線）に対応し、これは特にロボット１４のロボット工具１４．１あるいはＴＣＰ（工具中心点）の向きの変化と繋がっている。これは図４ａでは操縦装置１を角度α，α′，α″まわりに回転させることで示される。図４ａ，ｂから見て取れるように、この発明に従うと、ロボット１４の並進の動きＴ〜Ｔ″と回転の動きα〜α″とは同時にその動きの自由度全体にわたって操縦装置１を用いて指定される。
【００３８】
一般に、発明の操縦装置１で使用されるセンサ部についての測定の正確さおよび／またはオペレータの動きの半径は、ロボット１４が開始時の位置取りＰ1から目標の位置取りＰ4に達する行程全体をただ１つの変位ステップ内で指定するためには十分でないため、動き全体は複数の部分セクションＰ1〜Ｐ2、Ｐ2〜Ｐ3などに分割され、操縦装置１を用いた動き指定および動き解放ならびにロボット１４による動き実行からなる素早い軽快な交替動作が実現される。すなわち、まず発明の操縦装置１のセンサ部はその開始時の位置付け（図４ａで左）において較正され、すなわち好ましくは「ゼロにされる」（位置または置かれ方に関する値すべてがゼロにセットされる）。図２に従う発明の操縦装置１はロボット１４の制御部１３と通信するため、ロボットあるいはその制御部にはロボット１４を基準とした操縦装置１の相対的な位置取りもまたわかっており（図４ｂを参照）、このためオペレータが手に持っているのが好ましい装置１の位置付けは、ロボット１４のＴＣＰの向きおよび位置に対応する（図４ｂで左）。次に、操縦装置１を目標の位置取りＰ4の方向へ相対的に位置変化させるが、その際、図４ａ，ｂに示す形態に従うと経路についての情報は全く記録されず、すなわち発明の操縦装置１の位置付けＰ1およびＰ2のみが入手される。この後、ロボット１４は、所望の対応の位置取りの変化、たとえばそのＴＣＰを
基準とした位置取りの変化を実行するよう促される。位置取りＰ1から始まって目標の位置取りまたは中間の位置取り、ここでは位置取りＰ2に到達するまでにかかる時間、すなわち操縦装置１を用いたロボット１４に対する動きの指定が可能な時間は、安価なセンサで特に不可避的に生じるドリフト誤差が無視される時間に対応する。この時間は特に装置１で実行される動きの種類に依存する。このため、発明の操縦装置１の計算ユニット６は、加速度および回転速度センサ５．１〜５．６（図２を参照）で得られる測定値に対する必要な二重積分の際に生じる位置および向きの不正確さを監視し、その時点に到達すると、動き指定を停止するために用いる信号を出力する。この信号にはたとえば、オペレータに対する視覚的または聴覚的な信号が挙げられ、これによってオペレータは動き指定を自分の意志で中止することが可能となる。ただし、この発明に従うと、オペレータによる動きの終了はこのような信号の出力前でも常に可能である。一方で、この発明に従うと、上記の時点にて到達した目標の位置取りまたは中間の位置取りを自動的に記録し、対応してその他指定される装置１の動きを無視するようにしてもよい。しかし好ましくは上述の形態両方の組合せが用いられる。このようにして、この発明に従うと、不可避的に生じるセンサドリフトにもかかわらずロボットの動きの所望の正確さを確保することが可能となり、上述の動き指定と動き実行との交替は、この場合監視手段として機能する計算ユニットに従って行なわれる。
【００３９】
これに従い、操縦装置１をそれぞれ短い経路セクションだけ動してロボット１４についての全体の動きＰ1〜Ｐ4を指定し、その後ロボットは所望の位置取りの変化を実行するよう促される。これに従い、オペレータはロボット１４の現在の位置取りを基準として操縦装置１を繰返し較正する、すなわちその座標系をゼロにするよう直接的または間接的に要求あるいは強制され、こうして部分動きの各々が必要な正確さを有するようにする。これは以下のように行なわれる。
【００４０】
・発明の操縦装置１あるいはその計算ユニット６（マイクロコントローラμＣ）は、上述のように経路セグメントを組合せたもの以外の種類の動き指定を受付けず、各々の部分動きの前には操縦装置１の較正がなされなければならない。較正が首尾よく行なわれると、その終了がＬＥＤ（図１の参照符号１１を参照）の点灯などによってオペレータに示され、こうして動きの記録をどの時点から始めたらよいかがわかるようにする。
【００４１】
・オペレータは、少なくとも１つの座標方向における特定の行程および／または特定の角度の較正の後に較正を行なうよう要求され、ここで行程および角度については測定原理およびセンサに応じて異なる限界値が用いられることがあり得る。較正の要求はたとえばＬＥＤによって、または必要な動き解放（下記参照）の拒否によって示される。
【００４２】
・オペレータは、計算ユニット６（図１）に組み込まれたウォッチドッグタイマにより、繰返し較正するように強制される。これもまた、たとえば装置１が較正されているという状態を知らせるＬＥＤの消灯および／または動き解放（下記参照）の拒否によって行なわれる。
【００４３】
発明の操縦装置１を使用して動きの記録が首尾よく行なわれた後には、上述のようにロボット１４の対応の動きの解放が必要である。この動きの解放は、オペレータが図１に示すボタン１０，１０′の１つといった発明の操縦装置１の確認手段を作動させることによって行なわれるのが好ましい。この確認手段は従来の操作用手持型機器における同意ボタンに対応するものである。指定の（部分）動き経路が完全にたどられるかまたは動きの実行が完全に中止されるまで、動き解放はいつでも取消しまたは再度発行することが可能である。このような中止はたとえば、特定のボタン操作、音声コマンドまたは身振りなどの後に操縦装置座標系を再度ゼロにすることによって行なうことができる。図４ｂに従うと、上述のように動き指定が発行されると、ロボット１４は選択的に、可能な最速の経路、
線形の経路または環境に適合した（衝突のない）経路上を動き、こうして発明の操縦装置１で定められた位置付けの変化に対応して、たとえばＴＣＰはその置かれ方について変化させられる。この後、発明の操縦装置１を用いてさらなる経路セグメントが記録される。その際、操縦装置１をゼロにする必要がある場合があるが、ただしそれは、最後にゼロにしてから十分に長い時間が経過しており、積分した測定の不正確さのためロボット１４の操作が不必要に困難となることを想定しなければならない場合だけである。続く再度の動き解放の後、ロボット１４は次の（中間の）位置取りへと変位する。オペレータの望む目標の位置取りＰ4にまだ到達していない場合、次の経路セグメントが、場合により装置１を再度事前にゼロにしてから記録される。目標の位置取りＰ4に到達した後、発明の操縦装置１に適当に入力する、たとえばボタン１０，１０′の１つを押すことによって上記目標の位置取りが取込まれ、場合により計算ユニット６（図１，２）で処理を行なってからロボット制御部１３に転送され、ここで上記目標の位置取りはロボット制御プログラムに取込まれてもよい。
【００４４】
ジョグホイール９は、オーバーライド、スケーリングまたは速度のファクタの指定またはメニュー選択に用いられる。たとえばジョグホイール９を前方へ回転させると、その結果としてロボットが加速し、後方へ回転させれば減速するようにしてもよい。加えて、多くのジョグホイールには既に押しボタン機能が組込まれており、これを用いて各点をプログラムに取込ませたりまたは到達した位置取りを受入れさせたりすることによって操縦装置の構造の小型化を達成することができる。
【００４５】
図５ａ，ｂは、発明の操縦装置１を用いた、複数の（目標の）位置取りＰ1〜Ｐ4へのロボット１４の動きを示し、動きの経路Ｂ，Ｂ′，Ｂ″に関する経路情報が個々の位置取りの間に記録される。その他のプロセスの流れは既に図４ａ，ｂを用いて上述したものに対応しており、すなわちオペレータは操縦装置１を用いて交互に位置取りあるいは位置付けを指定して対応の動き解放を発行する。この発明に従うと、経路情報の記録とは、使用されるセンサ部あるいはマイクロコントローラμＣの特定の測定サイクルに応じて、開始時の位置取りと（中間の）目標の位置取りとの間、たとえば位置取りＰ1，Ｐ2間において操縦装置１の位置付けの変化中に測定される位置取りすべてが入手されることを意味する。この例でもまた、動き指定が行なわれた後、ロボット１４は記録された経路Ｂ，Ｂ′，Ｂ″上で動くことによってＴＣＰの置かれ方などが操縦装置１の位置付けの変化に対応して変化するようにする。またロボット制御部１３（図２）が、記録された経路Ｂ，Ｂ′，Ｂ″を適当な仕方で、たとえば平滑化やロボット１４の最高速度への適合などによって加工し、それから当該経路をたとえば複数の線形のセグメントまたはスプラインの形でロボット１４の制御プログラムに預けるようにすることも任意である。たどられる経路、たとえば経路Ｂが、衝突のおそれなどからロボット１４が変位するのに不適切である場合、ロボット１４は自動的にかつ／またはボタン操作によって前の（目標の）位置取り、ここでは位置取りＰ1に移り、こうして再度経路記録を始めることが可能である。この発明の操縦装置に組込まれる操作手段またはその他明示的には示さない対話形式、たとえば音声制御などを介して、既に教示された経路セグメントすべてを再度加工したり、飛び越したり、消去したりすることは原理的にいつでも可能である。
【００４６】
図６ａ〜ｃに示すように、実行されるべきロボット動きすべてを空間および時間に対してスケーリングすることが可能である。これに関し、それぞれ図６ａ〜ｃの各段において、発明の操縦装置１を用いて実行される動き指定が図の上の段に示され、その下にはロボット１４あるいはその工具１４．１またはＴＣＰの対応の動きの状態が、それぞれ時間的なシーケンスに従って上から下へ示される。
【００４７】
図６ａは、発明の操縦装置１の開始時の位置取りから最終的な位置取りへの動きと、（その下に）これに伴う、ＴＣＰすなわち工具１４．１の先端部を基準にした開始時の位置
取りから最終的な位置取りへのロボット１４の相対的な位置付けの変化とを示す。この例では、操縦装置１の位置付けの変化は、ロボット１４の対応の位置付け変化へとスケーリングなしに直接変換されている。ここに示す中間の位置取り（図６ａで上から３つ目の図）は単にロボットの動きをわかりやすく示すためのものである。
【００４８】
図６ｂにおいては、動きのスケーリングを用いた場合のロボット１４の動きを示す。操縦装置１を用いて行なわれる動きの指定は図６ａと正しく対応しているのに対し、ロボット１４ははるかに短い経路上で変位している。これは図６ａと図６ｂとを比較することで容易に見て取ることができる。すなわち、使用されるスケーリング因子は１よりも小さい値を有する。
【００４９】
図６ｃは、記録された経路上でのロボット１４の変位であって再びスケーリングをなくしたものを示す。これに対応して、ロボットは図６ａおよび図６ｃに従うと同一の目標の位置取り（図６ａ，ｃにおけるそれぞれ最も下の図）に到達する。
【００５０】
発明の操縦装置１の動きが、ロボット１４により実際に実行される動きよりもはるかに大きい場合、ここで提案されるスケーリングによってロボット１４を極めて細かく位置決めしかつその向きを定めることができる。一方で、こうすれば操縦装置１を少し動かしただけで、ロボット１４についての対応の動きは大きなものとなるため、たとえば極めて大型のロボットをも簡単にプログラミングすることが可能となる。さらに、ロボットの制御プログラムに取込まれる速度値が、指定する際の動きにおける対応の速度に直接対応するようにしてもよい。しかしながら、オペレータに対する安全性の観点から、プログラミング過程中のロボットの速度を所定の許容値に制限することもまた可能である。最終的な経路速度および関連の加速度もまた、その他の副次的な諸条件と同様、この後に設けられるプログラミングプロセスたとえば従来の操作用機器における対応の入力などによって適合され得る。
【００５１】
以上詳細に説明した発明の操縦装置１を用いた相対的な動きの指定は任意の態様で制限されてもよく、たとえば動きについて或る特定の数の自由度や回転および並進の自由度の任意の組合せへの制限、または自由に選択可能および／または装置１で教示可能な座標系に関する制限などがある。以下、動きの指定および座標系の指定の流れに関するこの発明の方法を、それぞれフローチャートの形をとる図７および図８に基づいて再度詳細に説明する。
【００５２】
この発明に従うと、図７に従う動き指定はステップＳ１で開始する。ステップＳ２にて、発明の操縦装置１（図１〜６ｃを参照）は空間内で任意に、典型的にはＴＳＰの近傍に保持される。これはそうした場合オペレータにとって特に変位過程の想像が容易となるからである。ステップＳ３にて、オペレータによる開始指示の後、操縦装置の現在の位置付けとロボットの位置取りとが関係付けられ、すなわちこれらの互いに対する相対的な位置付けが算定される。上記開始指示は手動で行なってもよく、たとえばボタンを押すことによったり、音声入力によったり、または操縦装置の特定の動きによったり（身振り認識）する。これに加えて、またはこれに代えて、上記開始指示は自動的に算定されてもよく、たとえばロボットまたは操縦装置における近接センサによったり、または知的動き認識によったりする。この知的動き認識とは、操縦装置が比較的長時間休止状態にあってから、異なる置かれ方へと突然動かされたときに応答するものである。
【００５３】
次に、ステップＳ４にて、オペレータは発明の操縦装置を空間内で動かす。その際、たどった行程あるいはこの行程上でとられた位置取りが記録されてもよい（ステップＳ５）。ステップＳ６にて、上記開始指示に対応する停止指示がなされると、経路の記録の停止あるいは操縦装置の最終的な位置取りの確定がなされる。次にステップＳ７にてオペレー
タが動きの解放を発行すると、ロボットは記録された経路と平行に空間内で変位させられても、または自律的に所望の相対的な変位の動きを計算および実行してもよく（ステップＳ８）、ここで場合によっては衝突回避のためのオフライン計画作成システムが併用される。オペレータは動きの解放をいつでも取消しかつ／または現在実行中の動きを中止させることができる。これは図７では破線Ａで表わされる。この後、ステップＳ９にて、ロボットが所望の位置取りをとったかどうかの問合せが行なわれる。この問合せが肯定された場合（ｙ）、ステップＳ１０にてプロセスは終了し、場合により最終的な位置取りがロボット制御プログラムに取込まれる。上記問合せが否定された場合（ｎ）、プロセスはロボットが所望の位置取りをとるまで繰返される。これに加えてまずステップＳ１１にて、上述の方法ステップＳ２，Ｓ３が省略可能かどうかの問合せが行なわれる。問合せＳ１１が肯定された場合（ｙ）、方法プロセスはステップＳ４から継続される。上記問合せが否定された場合（ｎ）、ステップＳ２から継続される。
【００５４】
ステップＳ２，Ｓ３が省略可能であるのは特に以下のいずれかの場合である。
【００５５】
・直前に到達した最終点に十分な正確さで到達した場合
・経路上のこの点では正確さがまだ重要とされない場合
・オペレータが発明の操縦装置を意識的または無意識的に「はすかいに（schief）」位置決めすることによって、そこに内蔵されたセンサ部（図１〜３）についての累積された誤差が自ずから補償される場合。
【００５６】
これらの場合、直前に到達した最終点が新たな（部分）動きの開始点とみなされる。動きの正確さに関する評価はオペレータの目測に委ねられてもよいが、好ましくは発明の操縦装置も、少なくとも一緒に監視する。
【００５７】
図８は、この発明の操縦装置を用いた座標系の指定をフローチャートによって例示する。ステップＳ１２でのプロセスの開始後、発明の操縦装置はまずステップＳ１３にて基準座標系において整合される。これはたとえば操縦装置をロボットのフランジや、またはその他ロボットを基準に測定がなされている器具に向きを決めて置くことによって行なわれる。ステップＳ１４でのオペレータの開始指示（図７での説明を参照）を受けて、操縦装置とロボットとの現在の位置取りが関係付けられる。これはたとえばＴＣＰの位置および向きについての値をゼロにするまたは取消すことによって行なわれる。次に、オペレータは操縦装置を空間内で動かす（ステップＳ１５）。その際、ステップＳ１６にて、たどられた行程を記録することができる。ステップＳ１７にて、上記開始指示に対応する停止指示を受けて経路の記録の終了あるいは発明の操縦装置の最終的な位置取りの確定がなされる。この時点で、既知の基準座標系を基準とした操縦装置の開始時の位置取りおよび最終的な位置取りがわかっているため、そこからロボットあるいはその制御部は、続くステップＳ１８にて最終的な位置取りの正確な場所を算定する。続いてステップＳ１９にて、所望の座標系を決定するのに十分な数の点が既に算定されているかどうかについての問合せが行なわれる。この問合せが肯定された場合（ｙ）、ステップＳ２０にて所望の座標系が計算される。たとえば、ロボットのベース座標系の計算には３つの点の位置値を用いることができる。しかし、その他任意の座標系、たとえば工具測定の場合ＴＣＰ座標系などをこの発明の操縦装置を用いて決定してもよい。この後、ステップＳ２１にて、既にステップＳ１４で説明したように操縦装置を基準座標系に対して再度整合する。次に、ステップＳ２２にて、オペレータの開始指示（上記参照）を受けて操縦装置とロボットとの現在の位置取りが比較され、ステップＳ１４からの値同士がなお一致しているかどうかを検査する。そこから当該座標系の置かれ方を決定した際の誤差を算定し、場合により補正計算によって補償する。この後、プロセスはステップＳ２３で終了する。一方、ステップＳ１９での問合せが否定された場合（ｎ）、現在の最終的な位置取りが次の動きについての開始時の位置取りとみなされ、プロセスはステップＳ１５から継続する。
【００５８】
上述の方法は、空間内における動きの平面または軸であってその内側にロボットの自由度が制限されるものを確定するのにも適している。たとえば、或る特定の軸を変位させる、または動作モードあるいは動きパラメータを選択するために、この発明の操縦装置を空間内で任意に保持し、オペレータが音声認識を用いるなどして開始指示をしたのを受けて身振りの認識が開始される。適当な身振りが認識されたかどうかについては、操縦装置の先端部にある上述のＬＥＤ（図１を参照、たとえば緑色／赤色の交替）、ブザーまたはその他適当な対話要素によって表示することができる。音声出力の場合、またはディスプレイ（図１の参照符号８を参照）が使用される場合には、どの身振りが認識されどの動作モードが設定されたかを発明の操縦装置を用いて直接出力してもよい。発明の操縦装置はまた、オペレータを対話によって誘導するように構成されていてもよい。たとえば、オペレータがロボットの軸の番号を（数字として）空中に書いたり、または変位がなされるための軸を指し示したりすることでロボットの軸を選択するようにしてもよい。指し示すことによって特定のロボット軸が選択されるように操縦装置が構成されている場合は特に、ディスプレイ上で数の出力または音声出力を行なうことが有利であるが、それはこうすることによって、オペレータが現在どの軸を指し示しているかについてオペレータに連続的にフィードバックを与えてからボタン操作などによる軸決定を行なわせることができるからである。
【００５９】
選択が首尾よく行なわれた後、たとえばオペレータが開始指示（上記参照）するのを受けて発明の操縦装置の現在の空間内の向きの調整が行なわれる。この後においては、操縦装置は或る種のレバーとして働くことになり、これを空間内で回すことで上記選択された軸が動きに入る。この際、「前」へ（オペレータから遠くへ）動かした場合、それは軸が正の回転の意味で回ることを意味するのに対し、「後ろ」へ動かした場合は負の回転の意味で回ることを表わすこととしてもよい。ここで、操縦装置の開始時の置かれ方からそれた角度は、位置指定（上述のように複数の部分動きから組立ておよびスケーリングされたものでもよい）または速度指定として解釈可能である。
【００６０】
さらに、発明の操縦装置１（図１）の計算ユニット６あるいはロボット制御部１３（図２）においては、知的信号処理を行なうことにより、身振りの認識または、実行されるべき動きと元に戻すもしくはその他不所望の動きとの区別を可能にしてもよい。これが有益となるのは以下の場合である。
【００６１】
・細かい位置決め中／向きの決定中の各部分経路の組立
・細かい設定中にオペレータが元に戻す動きをした場合の自動的な認識、これにより動きの解放を簡単にすることができる（さらにボタン操作することが不要）
・オペレータが「無意味な」動きをした場合、たとえばオペレータがよろめいた後などの安全確保。
【００６２】
上述のようにこの発明の操縦装置あるいはロボットとの対話が身振り認識によって行なわれる場合、この発明の操縦装置の造りを特に小型化することができる。身振り認識は特に以下の場合に有益である。
【００６３】
・ロボットについての既知の動作モード（テスト、自動動作、座標系の較正／教示、軸に関する変位など）またはこの発明の操縦装置の動作モード（粗い位置決め、細かい位置決めなど）の選択
・基準座標系（環境、ベース、工具など）の選択
・動きの実行の、特定の軸および平面（軸１、ＸＹ平面、ＹＺ平面、空間内で任意に置かれる軸または平面など）への制限
・たとえば空中に対応の数字を書くことによる、文字認識を用いた多軸ロボットの個々
の軸の選択
・プログラムパラメータ／動き命令、たとえば線形の動き、環状の動き、または可能な最速の動きなどの指定や、速度、加速度、引きずり（Ueberschleif）条件などの指定。
【００６４】
この発明の操縦装置を自動的に較正するために、当該操縦装置は基準座標系において整合されるのが好ましい。これはたとえば、操縦装置をこの後プログラムされるべきロボットのフランジに向きを決めながら置くことによって行なわれる（図８でのステップＳ１３を参照）。オペレータが開始指示をするのを受け、または場合により自動的に、操縦装置とロボットとの現在の位置取りが関係付けられる（図８でのステップＳ１４を参照）。この後、ロボットは操縦装置と一緒に空間内で特定の較正プログラムに従って動き、これにより連続的に、またはたどられる経路上の別個の空間点において、操縦装置から得られた測定値と既知のロボットの位置取りとの関係についての情報を得ることができる。この関係に基づき、たとえば操縦装置の計算ユニット６において適用されて、スケーリング因子についての座標とドリフト補償などのためのパラメータとを算定するための計算規定は、操縦装置が正しい経路情報をもたらすように適合される。上述の方法はまた、１の値と等しくない或る特定のスケーリング因子を設定するためにも使用されてもよい。また、ロボットが発明の操縦装置を複数個の受けるための対応の取付具を備えており、そのロボットで上述の方法を使用した場合、各々の操縦装置から当該取付具の基準点への既知のオフセットにおいてこれら操縦装置すべてについての較正が同時に実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の操縦装置についての可能な一形態を示す概略図である。
【図２】この発明の操縦装置とロボット制御部との接続形態を示す概略図である。
【図３】この発明の操縦装置のセンサモジュールについての可能な一形態を示す概略図である。
【図４】（ａ）は、ロボットに対する発明の操縦装置を使用した位置取り指定を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）での位置取り指定に対応したロボットの動きを示す図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）および（ｂ）での図示に対応した、発明の操縦装置を使用してロボットに対し詳細に経路指定した場合の、この発明の方法の流れを示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の操縦装置を用いて操縦した場合のロボットの可能な動きであって図５とは異なるものを示す図である。
【図７】この発明に従う、ロボットに対する動き指定を示すフローチャートである。
【図８】この発明に従う、ロボットに対する座標系指定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  （操縦）装置、２  先端部、３  測定手段、４  シャフト、５  センサモジュール、５′  外部センサ、５．１，５．２，５．３  加速度センサ、５．４，５．５，５．６
回転速度センサ、５．７  温度センサ／磁界センサ、６  計算ユニット、７  転送手段、８  表示手段、８′  マイクロフォン、８″  スピーカ、９  ジョグホイール、１０，１０′  ボタン、１１  発光ダイオード、１２  電圧源、１３  ロボット制御部、１３．１  転送手段、１４  ロボット、１４．１  ロボット工具、α，α′，α″  角度、Ａ  中止、Ｂ，Ｂ′，Ｂ″  動き経路、ｙ  問合せの肯定、ｎ  問合せの否定、Ｐ  基準点、Ｐ1  開始時の位置取り、Ｐ2，Ｐ3  中間の位置取り、Ｐ4  目標の位置取り、Ｓ１〜Ｓ２３  方法ステップ、Ｔ，Ｔ′，Ｔ″  並進方向の動き、Ｖ1，Ｖ2  接続、Ｘ，Ｙ，Ｚ  空間方向。
【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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