本发明涉及一种用于控制工业机器人的铰接臂运动的方法、一种用于实现相应控制方法的控制系统以及一种能在所述控制系统中使用的运动设置器件，如在权利要求1、24和26中说明的那样。
背景技术：
在机器人、特别是工业机器人的位置训练(Teachen)中，带有按键或操纵杆的手持操作机是广泛使用的现有技术，利用所述手持操纵机可以使机器人本身或机器人的铰链臂的各个轴移动。这里存储相应运动轨迹上的各个点，以便在下面的自动运行中能多次重复相应的运动轨迹。
机器人运动的学习和程序设计的另一种可能性是，直接手动引导机器人。根据一个第一实施形式，此时，简单地用手抓住机器人的末端执行器并使其运动到希望的位置处。根据一个第二实施形式设定，直接在机器人上机械地连接把手并且例如通过高度精确的力或力矩测量来分析评估操作者的操作力并将其用于控制或调节机器人的位置。这些实施形式由安全技术方面的缺点，即，使用者必须非常靠近机器人或者有时甚至要身处机器人的运动臂的下方。在机器人出现移动错误或在其控制装置出现计算错误或其他错误时，在安全监控装置通常使机器人停止之前，机器人可能仍会以非常高的速度走过较大的路程。但这已经完全可能使得位于附近的人员受伤。此外，在所述第二实施形式中，必须克服难以在机器人上实现足够稳固的机械连接的困难，这要求介入机器人的机构或承载结构。因此，在机器人上对作用点进行经常性的以及快速的换位接合同样几乎是不可能的并且是用户友好性较差的。
EP 2055446A1记载了一种手持操作机，所述手持操作机具有集成的惯性传感器，利用所述惯性传感器能够检测手持操作机的直线和旋转加速度，由此可以计算出直线和旋转的相对运动并且手持操作机的这种运动变化在按压释放键期间能1:1或有缩放地并且实时、即基本上无延迟地转换成相应的机器人运动。根据该文献中的实施形式，通过手持操作机的运动总是对机器人的末端执行器或抓具或者工具的运动产生影响。
另一个已知的文献是DE102012010721 A1。其中公开的实施形式不仅限于在机器人中使用，而是一般性地设定为用于机器或机器部件的运动，如例如印刷机或印刷辊。其中提出作为手持操作机采用平板电脑或智能手机形式的无线连接的装置。可以对于一个或多个自由度实现手持操作机和机器之间的虚拟运动耦合。如何尽可能实用地实现这种设计方案，在该文献中没有说明。
US6385508B1记载了一种机电式构成的引导把手，用于引导机器人。这里，特别是设有双手把手，通过所述双手把手能够建立与机器人机械上固定的连接并且通过所述双手把手能由操作人员将机器人或其末端执行器带入希望的位置和定向。这种双手操作的把手与机器人之间的这种机械连接一方面包括与机器人的固定连接部位，并且此外还包括所述固定连接部位与用于操作人员的双手把手之间铰接的连接部位。由此，在训练机器人时能够补偿双手把手的走向和位置的相对变化。所述铰接连接部位设计成，使得只能对应于三个自由度传递力，特别是仅能沿x/y/z方向传递力而不能传递转矩。因此，作为优点，相对于6D力或转矩传感器系统，实现了更为简单的传感器系统，并且通过切换机器人控制或运动模式，在保持工具走向不变的同时，只有TCP(工具中心点)的位置可以改变，或者在另一种情况下，在保持位置不变的情况下，只有走向可以改变。可以在机器人上的不同位置处实现导向把手的固定，并且在训练过程中相应的固定位置是可以改变的。为此特别提出了导向把手相对于机器人的磁力固定。
其他用于尽可能简单的手动控制工业机器人或用于尽可能直观地手动引导机器人的编程的实施形式由WO2011/150440A2、WO2011/153569A1、WO2011/153570A1、WO2013/033747A1已知，这些文献都出自本申请的申请人。
技术实现要素：
本发明的目的是，克服现有技术的缺点并提供一种方法或一种装置，利用所述方法或装置，使用者能够简单且直观地对机器、特别是工业机器人的调节运动进行编程或设计。所述目的通过根据权利要求的控制方法、控制系统和运动设置器件来实现。
在根据本发明的用于控制工业机器人的铰接臂的运动或用于控制其他多轴机器的可调节的机器部件的运动的方法或系统中，设有能通过操作人员手动地引导的运动设置器件，所述运动设置器件的运动设定为用于生成用于要控制的机器或要控制的工业机器人的运动控制数据的至少一部分。这里，对所述运动设置器件的手动引导既是指在空间中进行自由引导，也是指对所述运动设置器件的部分区段相对于所述运动设置器件的固定或能拆卸地安装的部分区段进行相对调节或偏移。所述运动设置器件这里与至少一个静止的控制装置在数据技术上耦合并且所述至少一个控制装置至少构造成用于使工业机器人的运动驱动装置激活和失效。这里，至少在个别能够由操作人员控制地调节的机器部件或铰接臂上设置或构成多个参考标志中的至少一个参考标志。所述运动设置器件具有至少一个成像的和/或至少一个距离感应的传感器，所述至少一个传感器能够连同所述多个参考标志中的至少一个参考标志被置于由操作人员选择的空间相对位置。在一个第一或起始步骤中，在采用基于图像和/或基于距离的数据的情况下，由运动设置器件和相应选择的参考标志之间的相对位置定义或确定刚性的耦合条件或关于确定的自由度铰接的假想耦合条件。在下一个步骤中，在运动设置器件运动期间，使得至少带有相应选择的参考标志的机器部件、或所述工业机器人的各铰接臂或相应必要的铰接臂跟踪运动设置器件的运动，使得在所述机器或机器部件的技术边界的范围内、特别是在所连接的工业机器人的技术边界的范围内至少接近保持满足在第一步骤中所确定的耦合条件。
由此，根据本发明实现了一种能虚拟地或半机械式地耦合的抓握或运动设置器件，用于手动引导工业机器人。所述抓握器件或与此相对应的运动设置器件这里可以具有抓握或激活按键，以及可能包括用于延长距离的短杆。由于将所述短杆或运动设置器件的端部保持或支撑在工业机器人或者也可以是工件的为此设置的位置处并且还操作抓握按键，可以虚拟地将机器人或其个别铰接臂耦合到所述运动设置器件上，上述保持或支撑必须在确定的公差之内实现。此时，随着所有进一步执行的运动，机器人或工业机器人的相应作用点当然会自动地跟踪运动设置器件的运动，就如同相对于工业机器人建立了固定的机械耦合那样。这里工业机器人试图，借助于其控制装置将作用点或接触点与运动设置器件之间的、例如相对于运动设置器件的端点或检测点的距离或走向保持恒定或尽可能好地进行跟踪。这里，根据一个适宜的实施形式，只要使用者操作所述抓握或激活按键，就进行所述跟踪。
根据本发明的措施有利于实现对机器、特别是工业机器人的运动进行简单且直观的程序设计或实施。由此特别是可以不必在多个坐标系中或多个空间方向上进行构思并且也不必考虑操作人员对工业机器人的观察方向，特别是不必在正视图、后视图或侧视图方面进行考虑。一个特殊的优点还在于，由于能非常简单直观地选择单个分别能运动的机器部件或铰接臂，使得能够快速地(将信息)引入控制系统中。由此也可以避免涉及希望的运动方向的误操作或者错误地激活工业机器人不需要或不希望的铰接臂的运动。此外，可以降低用于导入相应运动指令的操作按键的数量或多轴操作元件、例如操纵杆的数量，这对于相应控制系统的条理性和结构尺寸是有利的。
根据权利要求2的措施也是适宜的，因为由此可以在空间中根据具体的环境条件或根据具体要求的检测动态性特别精确和可靠地对运动设置器件的相应空间位置或走向或者说所谓的姿态进行检测。这里例如可以通过将关于运动设置器件内部的传感器系统和外部的传感器系统相互组合而实现高精度的并且基本上消除漂移影响的姿态测定。通过使用运动设置器件上成像的和/或距离感应的传感器的数据，可以以简单和可靠的方式和形式相对于相应选择或配设的参考标志的已知位置足够精确和可靠地确定运动设置器件或其抓握段的姿态由操作人员引起的改变。也可以通过距离感应或成像的传感器最佳地探测运动设置器件的这种平移和/或旋转的调节运动形式的偏移的程度。
根据权利要求3的措施也是有利的，因为由此对于操作人员在运动设置器件和要控制的机器或虚拟地分别耦合的机器部件之间存在能清楚感知的运动耦合。特别是由此可以在运动设置和通过相应受控的机器进行的运动执行之间进行清楚的视觉比较。这种刚性的耦合条件这里当然要受一定界限的约束，主要是受操控的机器或受操控的工业机器人的相应运动学特性和运动动力学特性方面的界限。
根据权利要求4的实施形式也是适宜的，因为由此提供了一种在能实现的对运动设置器件进行符合人体工程的引导方向得到改进的实施形式。例如在机器部件或工业机器人的末端执行器进行较远的直线调节运动时，在末端执行器执行较远的调节运动期间，操作人员仍能留在原地。
通过根据权利要求5的措施，能够选择设定多种介入或控制特性，并且此外还可以将操作人员的设置与由控制装置或工业机器人方面最终执行的运动之间的差异保持尽可能小。
根据权利要求6的措施也是有利的，因为由此可以这样来引导工业机器人，使得工业机器人的末端执行器或相应选择的铰接臂仅执行平移运动或者仅执行旋转运动，例如绕TCP(工具中心点(Tool Center Point))的旋转运动。或者末端执行器保持不动，而只有工业机器人的肘部关节的位置改变。由此对于操作人员而言，对运动设置器件的引导明显变得容易，因为不必对运动设置器件进行绝对精确的引导。通过作用方向的分离或涉及平移或旋转运动的过滤，也可以避免工业机器人出现不希望的调节运动。
通过根据权利要求7的措施可以以简单且有效的方式和形式提高控制系统的安全性。特别是由此可以防止无意中触发工业机器人的移动运动。
根据权利要求8的措施也是有利的，因为由此对于选择设置为用于进行运动或位置改变的机器部件或铰接臂实现或提供了一种简单且特别有效的方式和形式。附加于简单地选择设定为进行调节或位置改变的机器部件，在一定程度上还可构成运动设置器件的虚拟作用点，以便最终还能实施或执行之前选择的机器部件或铰接臂的直观的调节运动。此外，对于必要的部件方面，所述相应的措施可以较为简单或经济地实现。相应的选择过程这里可以包括暂时或终结的以在运动设置器件上按压按键的形式进行的操作处理。但这不是绝对必需的，因为原则上仅检测相应希望的、为运动而设定的机器部件或铰接臂上的所选择的参考标志就足够了。
根据权利要求9的措施也是适宜的，因为由此相应参考标志可以用作用于一个数据集的数据载体和/或链接结构，以便由此能简化地或在使用过程方面优化地执行相应的控制流程。
通过根据权利要求10的措施，一方面能提高操作人体工程学性能，另一方面还能可靠地避免操作人员出错或进行错误的假设。
根据权利要求11的措施也是有利的，因为由此提供了明显便于操作人员评估控制流程或相应的当前状态的信息或数据。
根据权利要求12的措施也是适宜的，因为由此必须有意识地或由用户启动地实现耦合条件的建立并由此能避免疏忽或误操作。
根据权利要求13的措施也是适宜的，因为由此可以滤除或抑制不实用的或在虚拟耦合方面不利的相对位置。由此实现了，保持相应能实现的控制精度或操作人体工程性能尽可能高。以这种方式也可以防止操作人员占据从安全性上考虑不利的位置。
通过根据权利要求14的措施也可能辅助地有助于建立尽可能理想的耦合条件或虚拟的耦合状态并且能防止或至少指出不利的或危险的耦合条件。
在如权利要求15所述采用影像单元作为成像的传感器时，以有利的方式和形式实现了，由此能够在较短的时间内记录并检测大量的信息并且通过相应的物体识别或通过标准的分析算法实现可靠的信息检测或数据检测。特别是可以由此可以良好地识别并分辨率较高地分析评估相对于所测定或检测的参考标志的角度调节并且还有平移相对调节。
如权利要求16中给出的基于距离或基于间距的并且在检测范围上受限的传感器的优点是，所有位于确定的距离范围之外或超过确定距离极值的距离可以自动滤除。此外，这种距离感应的传感器能够经济地并且较为简单地实现。
在权利要求17中给出能简单且经济地形成的参考标志。特别是可以用简单的方式和形式将这种参考标志设置、例如粘贴或以其他方式固定在相应为运动或相对调节而设置的机器部件或工业机器人的铰接臂上。
根据权利要求18的措施也是适宜的，因为由此可以提供三维的物体，利用所述物体能够简化和有利于相应的运动控制，特别是对相应空间相对位置的检测。
根据权利要求19的措施也是适宜的，因为由此可以简化从多个原则上可供使用的参考标志中测得或选择一个参考标志，或者将这种测定或选择设计得尽可能直观。特别是由此可以以指针操作的形式较为简单和快速地、以及以高的防出错安全性进行对相应希望的参考标志或与其相关联的机器部件的选择。此外由此使得操作人员可以进行单手操作。
根据权利要求20的措施也是特别有利的，因为由此能够明显提高可实现的人员安全性。特别是由此可以通过可运动的机械部件有距离的虚拟耦合使得在操作人员和相应运动的机器部件之间实现足够的距离。由此，可以防止由于操作人员的疏忽造成的伤害或者由于控制装置方面可能的功能故障或错误计算导致的伤害。
通过根据权利要求21的措施，可以以简单的方式和形式对各种不同的系统特性进行模型化/建模/模拟，并且由此可以改进或有利于用户与相应机器部件之间的交互。尽管运动设置器件与相应运动的机器部件之间是虚拟的耦合或连接，特别是由此可以辅助或有利于实现一种感觉尽可能自然的运动转换或运动引导。特别是可以通过这种建模可以对运动设置器件可能的抖动运动或突然运动在其对机器人运动的影响方面加以缓冲。
根据权利要求22的实施形式也是有利的，因为由此可以有利提高操作人员方面对机器或机器人引导的精确性。例如由此可以防止由于相对于机器或工业机器人支撑的运动设置器件使得操作人员发生抖动运动。在运动设置器件缓慢运动时也可以实现这种对抖动运动的有效抑制，因此，运动设置器件至少暂时地或至少部分地支撑或能支撑在相应运动的机器部件上。为此，由机器部件触发经由运动设置器件向操作人员的触感反馈使得可以实现尽可能协调或直观有利的运动引导。特别是通过运动设置器件或操作人员与工业机器人之间直接的运动接触可以较为快速地对不希望的运动作出反应，或者可以在工业机器人或其控制装置与操作人员之间建立一种控制回路。
根据权利要求23的措施也是特别有利的，由此对于操作人员实现触感上的反馈，在相应的铰接臂根据运动设置器件的运动设置而运动期间或在工业机器人的多个铰接臂根据运动设置器件的多个运动设置而运动期间。这里可以通过读出或检测设置在相应机器部件或铰接臂上的参考标志以较为直观并且防出错安全的方式和形式在运动设置器件和工业机器人或希望的铰接臂之间建立相应的虚拟耦合。此外，这里运动设置器件由操作人员启动的相对于所选择的参考标志的相对调节能够清楚且明确地转换成用于工业机器人或相应铰接臂的相应控制或运动指令。
本发明还涉及一种如在权利要求24至27中给出的控制系统和运动设置器件。相应的实施形式同样实现了前面所述的目的。利用根据本发明的这些解决方案能够实现的技术优点和有利的效果能够从前面和后面的说明书部分中得出。
附图说明
为了更好地理解本发明，参考下面的在附图中示出的实施例详细说明本发明。其中分别以明显简化的示意图：
图1示出用于工业机器人的控制系统的一个实施例，在其中使用了手动引导的用于生成用于工业机器人的控制指令的运动设置器件；
图2示出用于显示手动引导的运动设置器件与具有多个能相互独立地调节或运动的铰接臂的多轴工业机器人之间的虚拟耦合另一个实施例的示意图；
图3示出能由操作人员手动引导的运动设置器件的另一个实施形式，所述运动设置器件用于选择性地、在控制技术上耦合工业机器人的铰接臂，所述运动设置器件设定为用于相对于工业机器人的能受控制地运动的铰接臂传递载荷地支撑或机械地接触；
图4示出手动引导的运动设置器件的附加的实施形式，用于选择性地、在控制技术上耦合工业机器人的铰接臂，所述运动设置器件设定为用于相对于工业机器人的能受控制地运动的铰接臂传递载荷地支撑或机械地接触；
图5示出根据图4的运动设置器件按照图4中的线V-V的剖视图。
具体实施方式
首先要确认的是，在不同地说明的实施形式中相同部件具有相同的附图标记或相同的构件名称，包含在整个说明书中的公开内容可以合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书中选用的位置表述如上、下、侧等也涉及当前说明和示出的附图并且在位置改变时这些位置说明能合理地转用到新的位置。
这些实施例示出要求保护的方法或系统可能的实施方案，其中这里要指出的是，本发明不仅限于具体示出的实施方案本身，而是也可以实现各个实施方案相互间不同的组合，并且这些可能的变型方案由于通过本发明给出的技术处理的教导是本领域技术人员能够掌握的。通过各权利要求确定保护范围。但说明书和附图用于说明权利要求。来自所示和所述不同实施例的各个特征或特征组合本身可以构成独立的创造性的解决方案。这些独立的创造性解决方案的目的可以从说明书中得出。就是说所有可设想的能通过所示和所述实施方案的各个细节的组合得到的实施方案也同样包含在要求保护的范围内。
此外还要指出的是，术语“机器”理解为工业机器人的同义词或上位概念，而表述“机器部件”主要可以表示这种工业机器人的铰接臂。多轴工业机器人或铰接机器人、有时也称为多臂机器人的这种铰接臂具有至少一个关节，通过所述关节相应的铰接臂能旋转或转动地支承。相应的机械式的关节因此限定了旋转运动轴线或转动轴线，这些轴线分别配设有运动驱动装置。此外，表述“机器部件”在一定时间段内还包括工件，在所述时间段内，所述工件与机器摩擦锁合或形锁合地连接，就是说例如由机器人抓具保持工件，并且所述工件可以类似于作为所述机器的部分在控制技术上受影响地实施运动。
在图1中示出示意性和示例性地示出用于工业机器人2的控制系统1的实施例。在这种控制系统1中使用手动引导的用于生成用于工业机器人2的控制指令的运动设置器件3，通过所述控制系统，使得能对工业机器人2的运动或进程进行程序设计或预先设置。所述工业机器人2可以通过由现有技术已知的、多轴的操纵单元或通过其他操纵设备构成，利用所述操纵设备能够自动或部分自动地执行对工件的处理工艺，例如焊接或喷漆工艺，或执行对工件的操作过程。这种工业机器人2这里是根据本发明要控制的机器的一种优选实施形式。
在控制系统1的内部给所述至少一个工业机器人2配设至少一个集成的和/或外部的控制装置4、4'。所述控制系统1可以通过任意由现有技术已知的、电技术上控制装置4、4'构成，根据具体的技术要求可以使用中央和/或分散的控制架构。特别是可以通过多个集成和/或外部的控制装置4、4'的配合作用而构成一个分布式控制系统1，以便能够实现用于多轴工业机器人2的相应控制过程。
附加于所述手动引导的运动设置器件3，可以设有用虚线示出的移动式手持终端5。这种移动式手持终端5具有高度的功能密集度或功能多样性并且构成一种用于控制系统1中的控制流程的、成熟度较高的、便携的操作及观察仪器。
手动引导的运动设置器件3可以具有至少一个安全开关装置6、特别是至少一个确认键或相应的输入或确认机构，所述输入或确认机构设定为用于由操作人员方面发出确认执行可能带来危险的运动或过程变化的信号。
在空间中手动引导的运动设置器件3构造得尽可能轻且紧凑，优选设计成杆状或者也可以设计成手枪状的，以便针对工业机器人2实现直观且尽可能舒适的运动设置。为了在操作人员和控制系统1之间实现交互，运动设置器件3可以具有不同的输入和输出元件，例如按键、开关、发光二极管和/或小型显示器7。特别是可以在手动引导的运动设置器件3上构成至少一个能手动操作的操作元件8，所述操作元件的形式例如是按键开关、四象限按键元件、调节轮、摇臂开关、微型操纵杆或类似物。利用这种操作元件8，使得操作人员能够与控制系统1交互或者影响工业机器人2或其他多轴可控的机器的运动或进程。在根据图1的实施形式中，运动设置器件3原则上能在空间中自由运动，特别是在控制技术上进行运动设置期间握在操作人员的手中并因此总体上设计成位置可变的。
重要的是，利用由操作人员手动引导的运动设置器件3来生成用于对工业机器人2进行运动控制或流程设计的数据的至少一部分。为此，操作人员通过所述运动设置器件3类似于预先设定理论运动和/或理论位置或理论走向，所述理论运动和/或理论位置或理论走向由控制系统1实现，使得要控制或要操作的工业机器人2能实现符合设定的运动或占据理论位置或在相应技术流程或工艺流程中实现符合设定的变化。手动引导的运动设置器件3可以具有集成的传感器系统9和/或可以给所述手动引导的运动设置器件3配设外部的传感器系统10，通过所述传感器系统来确定或评估手动引导的运动设置器件3在空间中的走向和/或位置。集成的和/或外部的传感器系统9、10的信息或数据此时至少构成用于工业机器人2的运动控制或进程设计或者工业机器人的运动控制或进程设计所需的数据或控制指令的一部分。
根据一个可能的实施形式，运动设置器件3可以仅包括集成的传感器系统9并且因此作为主动的运动设置器件3起作用。备选于此，运动设置器件3也可以设计成被动的，此时，通过外部的传感器系统10确定相应的走向和/或位置数据，或者记录其关于时间的变化。当然也可以将集成的和外部的传感器系统9、10相结合，以便实现特别可靠且高精度地确定运动设置器件3关于三维空间的走向或位置数据。术语传感器系统9、10除了实际的传感器式的检测器件以外还包括相应的分析评估器件、特别是电子的处理和分析评估装置，所述处理和分析评估装置将由传感器检测到的信号或信息转换成能由控制系统1的控制部件利用的或继续处理的数据或接口协议。
相应的传感器系统9、10这里可以由任意由现有技术已知的检测和分析评估器件构成，以便能在数据技术或控制技术上获得或确定物体在空间中的走向和/或位置。为此特别是可以设置所谓的惯性传感器系统，所述惯性传感器系统优选定义为集成在运动设置器件3的传感器系统9。这种惯性传感器系统可以由惯性传感器，特别是加速度记录器和角度传感器以及必要时还由磁场传感器组成，这种惯性传感器系统可以在计算机辅助下进行走向或位置数据或其变化的确定。
根据图1的实施形式适宜地与惯性传感器相结合来实现。传感器系统9、10也可以包括由现有技术已知的用于以特定传播时间传输的信号的三角定位法、借助于摄像机实施的光学图像检测和其他位置检测系统，例如GPS或本地定位系统。重要的是，相应构成的传感器系统9和/或10使得能够足够精确和可靠地确定手动引导的运动设置器件3的走向和/或位置。
根据一个有利的实施形式可以设定的是，运动设置器件3对于工业机器人2的末端执行器起到类似于虚拟手柄的作用，并且运动设置器件3的位置和方向变化会转化为工业机器人2相同形式的运动。
可能适宜的是，基于通过手动引导的运动设置器件3进行的设置得到的控制指令基本上无延迟地、特别是实时地由工业机器人2转换为相对应的运动或进程变化。通过工业机器人2转换操作人员方面的运动设置的一个前提条件这里在于，由操作人员设定的运动或进程变化是在考虑到工业机器人2预先确定的技术限制的情况下在技术上可实施的，所述技术限制例如是结构或环境条件下位置或走向的可实现性、或者工业机器人2的轴或执行元件在技术上可实现的或者安全技术上允许的最大速度。但除了技术上的可实施性，工业机器人2所执行的运动也要基本上符合操作人员的实际期望，因此所述措施的一个方面是，自动地或有自动辅助地检查可识别的干扰影响或差异并在必要时对其进行补偿。
集成在手动引导的运动设置器件3中的传感器系统9或运动设置器件3本身和/或外部的传感器系统10根据一个适当的设计方案具有至少一个数据接口11、12，通过所述数据接口至少用于运动控制或进程设计的数据能经由至少一个所属的数据连接13、14、15直接或间接地传送给控制装置4、4'，所述控制装置4、4'构造成用于改变工业机器人2的状态，如在图1中示出的那样。数据连接13这里可以构造成传感器系统9或运动设置器件3与控制装置4之间的直接连接，但如示意性示出的那样，也可以构造成通过设置在控制装置4前面的中间站或基站或控制装置4'实现的间接连接14。
数据连接13、14或15这里可以构造成有线或无线的，特别是基于无线电的。重要的是，由传感器系统9确定的运动设置器件3的加速度值和/或旋转角度值和/或由传感器系统10确定的运动设置器件3的走向或位置数据通过合适的数据连接13、14或15传送给控制装置4、4'，并在由工业机器人2实施运动设置器件3的相应控制指令或控制命令之前，由控制装置至少部分地利用或继续处理上述数据。
根据一个适宜的措施可以设定，工业机器人2只有在以下情况下才执行来自手动引导的运动设置器件3的控制指令：操作人员同时手动地操作运动设置器件3上的安全性开关装置6、特别是至少一个确认键或功能相当的输入或输出器件，使得发出信号以确认执行可能有危险的运动或确认改变工业机器人2可能对于安全性重要的进程。这种信号确认有操作人员通过操作安全性开关装置6来触发并且由控制系统1或由运动设置器件3或控制装置4、4'识别为有效或有意识地确认执行可能带来危险的动作。
如图1中示意性示出的那样，集成在运动设置器件3中的传感器系统9与控制装置4或4'之间的数据连接14通过无线电连接来实现。备选地，数据连接13也可以通过导线连接构成，如通过虚线示出的那样。就是说，由于运动设置器件3和工业机器人2或其控制装置4非常靠近，可以在不明显牺牲舒适性或人体工程学特性的情况下构成导线连接。
就是说，数据接口11和控制装置4或4'上的与其对应的、其他数据接口可以通过用于发送和/或接收电磁波的无线电技术的发送和/或接收装置构成。所述发送和/或接收装置这里可以通过符合蓝牙、WLAN或ZigBee标准的装置或通过类似的由现有技术已知的无线数据传输系统构成。
备选地，运动设置器件3中或上的数据接口11也可以设置成用于构成有线或缆线连接的数据连接。为此，数据接口11并且还有与其对应的另外的数据接口通过电导线接口构成，在它们之间构成线缆连接，如通过虚线示出的那样。
根据一个有利的措施设定，通过手动引导的运动设置器件3与控制装置4、4'之间的数据连接13或13、14附加于关于用于由操作人员启动或触发工业机器人2的相应运动或进程的操作元件8的相应操作状态，还将关于手动引导的运动设置器件3关于三维空间的走向和/或位置的数据传输给控制装置4、4'。
根据前面所述形式的运动设置器件3具有至少一个这样的器件或者给运动设置器件3配设至少一个这样的器件、特别是内部和/或外部的传感器系统9、10，所述器件构造成用于确定运动设置器件3在空间中走向和/或位置。这些信息可以用于，根据运动设置器件3的走向和/或位置设计前面所述的操纵元件8的作用，用于对工业机器人2或工具机进行定位。特别是可以设定，运动设置器件3的沿确定方向的运动或运动设置器件3上的操作元件8的沿确定方向的偏移能够导致沿根据所述偏移相同方向的轴运动。备选或补充于此地，运动设置器件3的运动也可以直接地或以缩放的形式转换为工业机器人2的运动。这类似于利用虚拟地固定在工业机器人上的手柄来引导工业机器人2。
在下面几段中举例说明和总结所述类型的系统的常见应用环境、不同的状况、问题和效果。这种运动设置器件3使得可以非常简单和直观地对工业机器人2的轴或执行器进行定位并且使得使用者可以不必在不同的能切换的坐标系中进行思考和操作。这主要是对于仅需偶尔进行或进行非常简单的调节过程的人员来说是有利的。例如在很多情况下用于对车辆部件实施装配或喷漆工作的机器人轨迹的主要部分已经事先并且离线地利用相应的CAD软件预先计算和创建完成，从而在生产线上只需直接对少数几个基准点进行简单的调校。在这种控制或程序设计流程的过程中，得到一种反馈回路，特别是从工业机器人2向运行控制系统或工业机器人2的控制装置4进行的传感器式的反馈以及操作人员通过观察工业机器人2得到的纯视觉的反馈，如在图1中示意性示出的那样。这种反馈对于实现符合设计的进程是重要的。
如前面已经说明的那样，可能适宜的是，在运动设置器件3上设有至少一个所述确认键形式的安全性开关装置6，所述确认键在操作过程期间用于确认出发或释放可能带来危险的移动运动，以便由此解除对所述移动运动或驱动装置的锁定。为此用操作人员从所述确认键的初始位置出发将设计成机电式的所述确认键转移到第一确认级并且在移动运动期间将其保持在这里。如果例如在危险情况下重新放开所述确认键，则该确认键返回未操作的状态，或者由操作人员通过快速加力下压到第二操作级或者说转移到第二操作状态，由此使移动运动立即停止。
特别是当安装在运动设置器件3中的传感器系统9通过所谓的惯性传感器系统构成时，对于由控制系统1确定的运动设置器件3在空间中的走向，可能逐渐在通过运动设置器件3给定的设置值和工业机器人2的实际值之间出现差异。其原因特别在于，惯性传感器检测加速力，就是说用作加速度探测器，并且基于所探测到的加速度值通过计算得出关于在空间中走过的位移或所完成的运动和/或走向的结论。就是说，关于运动设置器件3要确定的走向信息可以由控制系统1或由控制系统的至少一个控制装置4、4'由来自集成在运动设置器件3中的传感器系统9的传感器式的输入或用计算机对所述数据的继续处理生成。所确定的位置或走向信息的可能的错误或不精确性这里可能是由于传感器数据中的错误或由于在继续处理时出现的数字错误导致的。由运动设置器件3中或上的传感器系统9的加速度数据确定关于运动设置器件3的相应速度信息、位置信息和/或走向信息，是本领域技术人员公知的，因此不再对此进行详细说明。此外，对于必要的信号处理或计算运算可以由相应的文献中得出大量的示例。
必要时安装在运动设置器件3中的惯性传感器用于测量平移或转动的加速力。通过将多个惯性传感器组合成惯性测量单元(IMU：Inertial Measurement Unit)可以测量涉及留个自由度的加速度。传感器系统9适宜地设计成惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元通常包括用于探测直线加速度的平移传感器和用于测量角速度的转速传感器。通过加速传感器这里可以计算平移运动或运动变化，而通过转速传感器可以计算运动设置器件3的相应旋转运动。
平移传感器和/或转速传感器这里可以正交地设置，从而可以检测沿x轴或y轴或z轴的相应加速度或者绕x轴或y轴或z轴的相应加速度。为了改进精度或者为了修正所述传感器的漂移，可以附加地使用磁场传感器、特别是罗盘传感器。
可能设置的外部传感器系统10特别是可以包括带有设置在下游的图像分析装置的影像系统和/或基于传播时间计算的检测系统，所述检测系统用于确定运动设置器件3在空间中的位置和/或走向，特别是用于确定所述运动设置器件的所谓姿态或空间方位。
如图1、2示例性和示意性示出的那样，运动设置器件3具有至少一个成像的传感器16和/或至少一个距离感应的传感器17。特别是可以设定，仅设有至少一个成像的传感器16或者仅设有距离感应的传感器17。根据图2的实施形式，实现了至少一个成像的传感器16以及至少一个距离感应的传感器17。
运动设置器件3中或上的成像的传感器16通常通过影像单元18或所谓的CCD模块构成。所述至少一个距离感应的传感器17适宜地可以由超声波传感器、光反射传感器、磁场传感器或RFID传感器或应答器读取设备形式的短程距离传感器构成。为了能够确定3D坐标或者说三维的相对位置，可能适宜的是，这种距离感应的传感器17具有至少三个相互隔开间距的单传感器，如图2示意性示出的那样。特别是可以由多个相互间隔的单传感器构成这种距离感应的传感器17，其中这些单传感器设定为用于检测相对于至少一个参考标志19、19'、19”的相对位置，或者至少一个距离感应的传感器17设定为用于在数据技术上检测所述参考标志19、19'、19”的特征或记号或者检测其数据。成像的传感器16可以设定为用于检测图像数据或者以视频序列的形式检测图像数据的时间序列。但成像的传感器16也可以设定为用于在数据技术上检测所述参考标志19、19'、19”的特征或记号或者检测其数据。
如前面已经说明的那样，所述至少一个成像的和/或距离感应的传感器16、17设定为用于检测工业机器人2上或要运动的机器或其机器部件上的至少一个参考标志19、19'、19”。这种要由相应使用的传感器16、17检测的参考标志19、19'、19”可以理解为数据技术上的记号或机器可读的信息载体的形式。这种要由相应使用的传感器16、17检测的参考标志19、19'、19”可以设计成二维的标记，例如条形码或QR码(二维码)。但也可以将不会认错或数据技术上唯一的图案理解为二维的标记。备选或附加于此地可以将所述参考标志19、19'、19”设计成3D标记、特别是设计成立体物体，例如立方体或四面体20，见图2。优选在要控制的机器或在要控制的工业机器人2上分布式地设置或固定多个所述参考标志19、19'、19”。优选给工业机器人2的每个或至少多数铰接臂21、22、23分别配设至少一个光学地或以其他方式能用传感器检测的参考标志19、19'、19”。也可能适宜的是，如图1示出的那样，给末端执行器24、特别是相应的工具，例如焊枪、抓具、喷漆装置或类似物分配一个或多个参考标志。这里适宜的是，至少一个、特别是所有能旋转或平移运动的机器部件或者说工业机器人2的铰接臂21、22、23(以及必要时还有在图中没有示出的由工业机器人2移动的工件)分别分配一个参考标志19、19'、19”，其中适宜的是，各个分别使用的参考标志19、19'、19”个体是能区分开，就是说带有或示出不会混淆的、唯一的记号。
根据一个适宜的措施设定，将所述至少一个传感器16、17与要运动的机器部件或相应铰接臂21、22、23上的参考标志19、19'、19”一起、特别是与由用户有意选择的参考标志一起置于所选择的空间相对位置中。特别是设定，通过利用或使用运动设置器件的成像和/或距离感应的传感器16、17，建立至少一个参考标志19、19'、19”与运动设置器件3之间的空间关系。特别是此时在第一或起始方法步骤中，在采用由运动设置器件3与所选择的参考标志19、19'、19”之间的相对位置获得的基于图像和/或基于距离的数据的情况下，确定一个耦合条件25。这种耦合条件25在图1中示例性地用虚线表示。运动设置器件3与所选择的参考标志19、19'、19”之间的这种耦合条件25这里可以定义为刚性的耦合条件25或由绕确定自由度铰接式假想的耦合条件25定义。这种耦合条件25这可以纯虚拟地理解，特别是这里在运动设置器件3和相应机器部件或工业机器人2之间没有设置机械上刚性的耦合或者没有设置物理连接。这里重要的是，在第一或起始步骤中，建立确定的耦合条件25。然后，在第二或下面的方法步骤中，在运动设置器件3运动期间，使带有相应参考标志19或19'或19”的机器部件或相应铰接臂21、22、23在控制技术上这样进行跟踪，使得在所述机器或机器部件的技术极限的范围内保持或尽可能好地保持在第一方法步骤中确定的耦合条件25。工业机器人2或其铰接臂21、22、23特别是要符合在其运动学、动力学和可靠性方面的技术极限。
根据一个适宜的措施这里可以设定，带有相应参考标志19、19'、19”的机器部件或铰接臂21、22、23进行的控制技术上的跟踪根据所述后面的或第二方法步骤在采用基于图像或基于距离的数据和/或集成在运动设置器件3中的传感器系统9、特别是惯性或加速度传感器的数据和/或用于确定运动设置器件3的位置或位置变化的外部传感器系统10的数据的情况下进行。工业机器人2或其至少一个铰接臂21、22、23基于内部的传感器系统9和/或外部的传感器系统10的数据进行的控制技术上的跟踪在前面已经详细地进行了说明。
如同样已经说明的那样，运动设置器件3和相应的带有参考标志19、19'、19”的机器部件之间所确定的耦合条件25可以描述一种刚性耦合的、虚拟连接。就是说，运动设置器件3在时间上变化的定向和位置传递到机器部件或铰接臂21、22、23的运动上，就如同运动设置器件3与所述机器部件形成结构上刚性的单元那样。根据一个实施形式，所确定的耦合条件25也可以描述绕至少一个轴铰接的虚拟连接27，在图2中用虚线示出。与此相对，也可以设置运动刚性耦合的虚拟连接26，如在图中用点划线表示的那样。
也可能适宜的是，对于机器运动的还没有通过耦合条件25和运动设置器件3的运动确定的自由度能够作为附加的附属条件自动地或者通过在运动设置器件3或在移动式手持终端5上或者在静止的操纵台上进行的用户输入来确定。这种附属条件可以这样来确定，即在所述跟踪期间应保持一个确定的可运动的机器部件在空间中的定向，或者与一个可运动的部件相关联的点在空间中的位置应是不变的，或者一个可运动的机器部件的位置和走向都应是保持恒定的。这种附属条件例如可以通过运动设置器件3上的操作元件8来选择或预先设定。这些附属条件也可以固定地与编码的参考标志19、19'、19”的身份相关联，并且也可以在一个牢固的机器部件上设置多个对于用户能够明显地、例如在色彩上或通过符号区分的标记，从而通过从所述牢固的机器部件或铰接臂21、22、23上的多个参考标志19、19'、19”中选择一个确定的参考标志19、19'、19”就可以自动地在操作人员方面选出相应的附属条件。这使得可以节省操作元件，并且也可以实现快速且直观的工作。
适宜的还有，根据所述方法，在所述第二或接下来的步骤过程中，运动的机器部件进行的跟踪仅在用过操作人员发出释放命令期间或之后、特别是仅在操作运动耦合命令键或在操作释放或确认键形式的安全性开关装置6期间或之后进行
根据另一个特别适宜的措施设定，将多个分别可区分地编码的参考标志19、19'、19”设置在一个活动部件上的不同位置处或设置在所述机器或工业机器人2的多个活动部件上。此时，通过运动设置器件3的成像的和/或距离感应的传感器16、17可以在使用者方面检测相应参考标志19、19'、19”的编码或特征。在读取期间，为了确定所述耦合条件25，可以在用户方面选择性地选出一个所述参考标志19、19'、19”，其方式是，操作人员使运动设置器件3这样定位，使得运动设置器件3的成像的和距离感应的传感器16、17能选择性地读取或者说探测和检测分别设置在工业机器人2的不同机器部件或铰接臂21、22、23上的参考标志19、19'、19”。这个选择过程也可以包括在运动设置器件3上按压按键形式的预先中终结的操作处理。但这不是强制性的，原理上仅进行检测就足够了。
前面所述的那样，至少个别参考标志19、19'、19”构造成能用传感器以及在控制技术上是可区分的，以便由此能够得到关于在机器上或在机器部件上相应设置位置的控制技术上的结论。所述参考标志这里包括机器可读的信息、特别是包括编码的信息，如条码。但也可以设置明文信息，所述明文信息能够通过成像的传感器16和设置后面的OCR检测或OCR分析读取。参考标志19、19'、19”相应地机器编码的和/或以明文示出的信息这里主要可以通过在机器上或在相应机器部件上的相应安装位置来给定，以便在对于操作人员而言有利于通过运动设置器件3实现进一步手动引导的控制流程，或者将其设计得尽可能直观且简单。参考标志19、19'、19”的信息这里可以本身可以包括相应相关的数据和/或构成与位于后台的数据集的数据技术上的链接。
特别可能适宜的是，参考标志19、19'、19”的编码在数据技术上与特性或信息相关联。这有利于实现控制系统1的灵活性或可变性。这里，所述特性和信息可以是指参考标志19、19'、19”在机器上的固定位置、带有参考标志的机器部件或铰接臂21、22、23的特点或称呼，或者构成用于确定虚拟耦合的运动的没有通过耦合条件25确定的自由度的附加条件。
根据一个适宜的措施可以设定，当成像的和距离感应的传感器16、17已检测到参考标志19、19'、19”时，通过运动设置器件3的输出器件、特别是通过其显示器7或通过其他能视觉感知的输出器件用信号通知操作人员。由此可以指示，实际上是否已成功完成由操作人员观察或设为用于选择的参考标志19、19'、19”的读取。此外可以设定的是，通过运动设置器件3的输出器件、特别是通过其显示器7向操作人员输出与参考标志19、19'、19”在数据技术上关联的或利用参考标志读出的特性和信息。
也可能适宜的是，耦合条件25通过由操作人员将运动设置器件3带入操作人员希望的、相对于参考标志19、19'、19”的相对位置来预先确定或者类似于预先设定。接下来可以适宜地通过接着操作运动设置器件3上的输入或操作器件、特别是确定的操作元件8来实现确人或激活操作人员意指的耦合条件25。
此外可能适宜的是，由耦合条件25确定或能确定的相对位置是在技术上确定地受限的。这特别是可以通过参考标志19、19'、19”与运动设置器件3之间确定地限定的距离、或通过在确定的空间部分内部关于参考标志19、19'、19”和/或关于运动设置器件3的方向设置来限定。
根据一个使用的措施可以设定，参考标志19或多重设置的参考标志19、19'、19”中的至少一个参考标志通过条码、符号、图形或唯一的随机图案形式的2D标识构成。备选或与此相结合地可以设定，参考标志19或多重设置的参考标志中的至少一个参考标志通过要运动的机器上的立方体形式、四面体20形式、笛卡尔指针轴形式或其他3D物体形式的3D标识构成。
根据一个有利的实施形式，运动设置器件3设计成杆状或条状的，其中所述运动设置器件可以具有在10cm至100cm之间的长度28。所述至少一个成像的传感器16或所述至少一个距离感应的传感器17这里适宜地设置在运动设置器件3背离抓握端部或抓握部段60的端部上。特别适宜的是，运动设置器件3构造成用于相对于要控制的机器或所选择的机器部件进行非接触式的有距离的运动耦合，运动设置器件3和所述机器和机器部件之间的距离29可以具有选自20cm至200cm之间的范围的距离值。
根据一个适宜的实施形式也可以设定，所述虚拟的耦合或初始建立的耦合条件25用计算机模拟成能弹性屈服的、机械的连接26、27。这种计算机建模这里优选在控制装置4、4'的内部执行。相应的计算机建模这里可以基于模型对前面说明的刚性耦合的连接26(见图2)或者尤其是前面说明的铰接式连接27进行补充调整或计算。备选地或与这种建模相结合地，也可以对于带有所选择的参考标志19、19'、19”的铰接臂21、22、23并且因此对于相应选择的并且要运动的铰接臂21、22、23关于接下来要进行的运动对物理惯性的影响和/或摩擦力的影响进行计算机建模或模拟。就是说，也可以将物理影响因素、如惯性或摩擦力整合到模拟模型中并且相应的计算机模拟结果可以利用计算机和控制技术对耦合条件25或对要运动的机器部件或要调节的铰接臂21、22、23进行跟踪的方式和形式产生影响。
此外，如最好地由图2可见的那样，外部的传感器系统10通过多个空间分布设置的影像装置30、31、32限定。优选设置至少三个影像装置30、31、32，这些影像装置彼此间的相对位置是确定的或者它们各自在空间中的位置和定向是确定的并且是控制装置已知的。此时，根据这些拍摄工业机器人2和操作人员的工作区域的影像装置30、31、32的相应图像数据，或者通过相应的图像序列可以按本身已知的方式和形式利用计算机确定运动设置器件3在空间中的相应实际方位或者说走向和位置。所述计算原则上可以通过机器人控制系统1内部和/或外部的控制装置4、4'来进行。尤其是在引入对于控制装置4、4'关于工业机器人2的位置或走向已经存在或已知的实际数据的情况下，则可以针对运动设置器件3的运动设置进行对比或跟踪。由此特别是使得工业机器人2能够一致或近似一致地跟随运动设置器件3的设置运动。为了能实现这种运动跟踪，工业机器人2的各个部分或部件关于三维空间的实际位置和实际走向对于配设给工业机器人2的控制装置4或4'始终是已知的。通过运动设置器件3方面、特别是内部和/或外部的传感器系统9、10方面的理论定向和/或理论位置数据(理论姿态)与工业机器人2的实际走向和/或实际位置数据(实际姿态)的对比可以实现工业机器人2或其铰接臂21、22、23的运动对运动设置器件3的运动的在控制技术上精确的跟踪或者至少尽可能好的跟踪，所述实际走向和/或实际位置数据是对于控制装置4、4'始终存在的数据。
根据一个实用的措施，运动设置器件3可以通过能符合标准地获得的、市场上常见的智能手机或通过平板计算机构成，在所述部件上可以执行用于实现所说明的方法的相应软件。
在图3中示意性示出通过操作人员引导的、控制技术上的运动设置器件3另一个实施形式，所述运动设置器件用于对工业机器人2或类似的机器进行运动影响或进行所谓的训练。
这里，运动设置器件3的运动转换成工业机器人2的相对应的运动。与前面所述的实施形式的区别在于，这里运动设置器件3支撑在或能支撑在要控制的机器上、特别是支撑在能运动的部分或要运动的部分或者铰接臂21、22、23上。
相应的运动设置器件3这里具有至少一个能弹性屈服的接触及间隔元件33。所述接触及间隔元件33设置成，在相应参考标志19、19'、19”的附近区域中或在围绕参考标志的附近区域中，例如在参考标志19'的附近区域或检测区域中，接触或触及在控制技术上耦合的机器部件，例如工业机器人2的铰接臂22。所述运动设置器件3特别是利用其接触及间隔元件33在参考标志19'的附近区域中或者备选地在带有选择的参考标志19'的要调节的机器部件上的任意位置处在运动的机器部件、例如铰接臂22与运动设置器件3之间建立摩擦锁合或形锁合的力传递。通过所述力传递或者通过运动设置器件3在要运动的机器部件、例如铰接臂22上的机械贴合或传递载荷的支撑，可以向操作人员、即引导或握住运动设置器件3的人员提供关于由控制装置4、4'最终执行的机器运动的手感上的反馈。这有利于实现机器操作、特别是工业机器人2的运动引导的人体工程学特性或直观性。运动设置器件3在所选择的机器部件或铰接臂21、22、23的表面上的触及部或支撑部和接触部这里适宜地设计成不导电的、特别是电绝缘的。无论如何，运动设置器件3或其接触及间隔元件33或者传感器头37与相应机器部件、例如铰接臂22之间的导电连接都不是强制性必需的或不是必不可少的。
这里，能弹性屈服的接触及间隔元件33可以包括伸缩的或长度可变的耦合杆34和/或缓冲元件35，所述缓冲元件35可以具有相对于工业机器人2的金属或塑料表面提高摩擦力的接触面38，例如由弹性体塑料制成的接触面。
在构成长度可变的耦合杆34的情况下，所述耦合杆可以通过能相对于彼此伸缩式地调节的杆元件限定。对于在运动设置器件3背向抓握段36的端部上构成缓冲元件35或相对应的传感器头37的情况，能够建立一种能弹性屈服的或者说处于一定的机械相互作用下的机械耦合以及在用户或操作人员与工业机器人2相应执行的运动之间建立力传递。特别是由此对于操作人员确保实现了一种触感上的反馈，从而有利于实现操作人体工程学特性以及有利于相应设计的运动设置器件3相关联的运动可实现的精度。
扫描或传感器头37或者能屈服地或能弹性屈服地在与运动设置器件的抓握段36相对的端部上支承和/或能直线调节地或能伸缩调节地支承和/或以其他方式能弹性复位地或相对于运动设置器件3的抓握段36能调整地保持，所述扫描或传感器头可以具有或携带所述至少一个成像的传感器16和/或所述至少一个距离感应的传感器17。所述距离感应的传感器17特别是可以通过RFID读取设备、磁场传感器、或通过其他距离感应的传感器限定。重要的是，运动设置器件3中相应的距离感应的传感器17能够探测或检测相应的参考标志19、19'、19”、例如要运动的铰接臂22上的参考标志19'。备选或与此相结合地，传感器头37也可以包括CCD模块或微型摄像机形式的成像的传感器16，以便能够检测或拍摄光学参考标志19、19'、19”的光学信息或特性。
传感器头37中成像的传感器16或所述距离感应的传感器17适宜地与运动设置器件3中的电子分析评估装置39连接、特别是导线连接。在电子的分析评估装置中，传感器16或17的相应信号被预处理或者大部分被预处理和分析评估。如前面说明的那样，通过运动设置器件3的数据技术的接口11可以实现相应系统相关的信息或数据向工业机器人2的控制装置4或4'(图1)的传输。为了数据可视化或为了用光学信号显示系统相关的状态和/或为了显示选择或输入菜单，可以在运动设置器件3上设置显示器7形式的输出期间。此外，同样如前面已经说明的那样，可以在运动设置器件3构成至少一个输入元件，例如操作元件8和/或安全开关装置6形式的输入元件。
在根据图3的实施形式中，特别是在一个杆件的端部上、例如在能伸缩或长度可变的耦合杆34的端部上构成一个或多个微型的影像装置，即成像的传感器16。在工业机器人2本身和/或在工件或在不同的铰接臂21、22、23上构成在数据技术上能相互区分、机器可读的参考标志19、19'、19”，例如图形标记形式的参考标志。所述图形标记可以通过QR码或类似物构成并直接粘贴在相应的机器部件上。通过按压命令键、例如运动设置器件3上的操作元件8，由控制软件记录参考标志19'的图像，然后可以确定相对于影像装置或相对于成像的传感器16、特别是相对于扫描或传感器头37的距离和位置。这些数据用作工业机器人2的其他理论位置或理论姿态的基准。相应的图形标记或参考标志19、19'、19”这里也可以包含关于虚拟地固定或耦合在工业机器人2的哪个点或哪个位置的信息，从而控制装置4、4'(图1、2)的控制软件可以计算并然后相应地执行或者说跟踪执行工业机器人2的运动学的运动。
替代构成能光学检测的参考标志19、19'、19”，也可以通过唯一的能相互区分的RFID标签构成参考标志19、19'、19”，并且运动设置器件中的传感器系统17通过RFID读取装置限定。
根据一个有利的实施形式可以设定，在扫描或传感器头37、特别是在成像的传感器16的附近构成至少一个光源40，特别是照明装置，用于改进影像装置或成像的传感器16的图像拍摄。
在运动设置器件3与要运动的机器部件、例如铰接臂22之间建立了运动耦合之后，工业机器人2或其铰接臂2实施通过运动设置器件3实施的运动。在这种运动跟踪的过程中，这里实现了，工业机器人2或其控制装置4、4'保持扫描或传感器头37与相应机器部件之间的接触或接合，或者在此时实现了，保持或尽可能保持相互间的支承力或接触力。特别是至少分阶段地或至少局部地实现了运动设置器件3的扫描或传感器头37、特别是接触及间隔元件33与工业机器人2的相应壳体表面或铰接臂表面之间传递载荷的支撑，而工业机器人2的控制装置4、4'(见图1)根据运动设置器件3的运动设置运动。
初始选择或检测到的参考标志19、19'、19”这里可以用作附加的控制技术上的辅助手段，或者如在根据图3的实施例中示意性示出的那样，在起始步骤中选择的参考标志19'总是用于简单地选出或选择工业机器人2、例如铰接臂22的希望用以实现与操作人员或运动设置器件3的交互的机器部件。根据一个适宜的措施，相应的参考标志19、19'、19”可以实现控制技术上的附加功能，如例如进行模式转换、执行轴锁定功能和类似功能。由此可以用简单的方式和形式替代复杂的操作菜单或功能按键明显简化操作，并且还将操作设计成防出错的。
在图4、5中示出实用的控制方法的另一个实施形式或控制系统1的部分部件，用于在所给出的控制系统1中实现。特别是在图4、5中示意性示出通过操作人员手动引导或调节的运动设置器件3一个适宜的设计方案，所述运动设置器件3可以有利地用作或实施成用于实现所给出的控制方法或控制系统1的部分部件。
相应的运动设置器件3包括接触及间隔元件33，所述接触及间隔元件通过至少两个、特别是通过三个或四个能弹性屈服的支撑元件41形成。根据附图，所述支撑元件41设计成脚形或支柱式的，其中支撑元件41具有能弹性屈服的可运动性或能弹性复位的可调节性。例如，支撑元件41可以通过具有折页铰链或薄膜铰链式造型的弹性体塑料限定或通过至少一个肘关节限定。同样，支撑元件41可以构造成螺旋弹簧或板簧的形式。重要的是，相应的支撑元件41总体上限定运动设置器件3相对于要运动的铰接臂21、22、23的表面的能弹性屈服或能弹簧弹性复位的接触及间隔元件33。例如，相应的支撑元件41可以具有弧形的隆起或类似于铰链的铰接部段，所述隆起或铰接部段使得运动设置器件3、特别是其至少一个传感器16、17相对于固定地在相应铰接臂21、22、23上运动的参考标志19、19'、19”的相对调节。
相应的支撑臂或支撑元件41可以由弹性体的、相对于工业机器人2的表面提高摩擦力的材料构成。这里相应的支撑元件41也可以具有接触底脚42，所述接触底脚实现了运动设置器件3在工业机器人2上或在铰接臂21、22、23的相应希望的位置处尽可能防滑的、机械接触。根据一个实施形式，所述接触底脚42也可以通过吸头限定，所述吸头一方面实现了特别防滑的支撑，但另一方面也实现了运动设置器件3与相应铰接臂21、22、23之间能简单地解除并重新激活的耦合。这里适宜的是，运动设置器件3相对于相应参考标志19、19'、19”至少接近轴线居中或同心地定位。但这里不需要运动设置器件3相对于要读取或要参照的参考标志19、19'、19”绝对轴线对齐地对中或定向。
替代构成至少两个底脚式的支撑元件41，备选地也可以设置环形或管状的、能弹性屈服的支撑体43，如在图5中用虚线示意性示出的那样。通过这种支撑体43，运动设置器件3中的传感器系统同样以受支撑的方式和形式相对于要读取或要检测的参考标志19、19'、19”定位在确定的相对位置中，并且原则上基本上无抖动地支撑。这种环形或管状的支撑体43可以为了实现足够的弹性可屈服性在其外周部段中具有确定的减弱区域、通孔和/或拉长或镦锻折痕，所述减弱区域、通孔和/或拉长或镦锻折痕使得运动设置器件3的所述至少一个传感器16、17能相对于相应的参考标志19、19'、19”进行空间的相对调节。适宜的还有，当运动设置器件3为了控制技术上的目的放置或停靠在相应选择的参考标志19、19'、19”上时，所述环形或管状的并且在多个空间方向上能调节的支撑体43包围或至少部分地围绕要探测的参考标志19、19'、19”。所述环形或管状的支撑体43优选可以在其接触面38上具有相对于工业机器人2或其铰接臂21、22、23的常见金属表面提高摩擦力的附着作用或摩擦作用。
通过所述至少两个能弹性屈服的支撑元件41或通过所述至少一个环形或管状的支撑体43，运动设置器件3的所述至少一个距离感应或成像的传感器16、17由于从操作人员方面施加的调节力能够相对于固定在相应铰接臂21、22、23上的参考标志19、19'、19”被带入不同的相对位置中。这里所述相对调节是这样进行的，优选使得在每个能被占据的相对调节位置中，要检测的参考标志19、19'、19”的指示一个部分区段保持能由传感器16或17检测或探测。在图4中，运动设置器件3旋转式偏移的调节位置用虚线示出。附加于或与运动设置器件3相对于要检测参考标志19的这种旋转或摇摆式的调节运动相结合地，运动设置器件3也可以实施平移的相对调节或者能由操作人员来实施这种调节。特别是可以设想，运动设置器件3使得能实现绕其纵向中轴线44的旋转调节运动和/或相对于其纵向中轴线44的轴向调节运动和/或相对于其纵向中轴线44的径向调节运动和/或相对于其纵向中轴线44的摇摆运动。特别是通过从操作人员方面向运动设置器件3、例如相对于其抓握段36施加相应定向的操作或调节力，能相对于位置固定地设置在相应铰接臂21、22、23上的相应参考标志19、19'、19”实现或导致相应的相对调节。为了通过支撑元件41或通过支撑体43实现运动设置器件3或其传感器16、17相对于相应选择的参考标志19、19'、19”可相对调节性，可以设想使用多种机械的实施方案。
重要的是，运动设置器件3的所述至少一个传感器16、17可以检测相对于要探测的参考标志19、19'、19”的相应相对移动或相对调节。这种相对调节优选能通过光学的或成像的传感器16以优化或适宜的方式和形式检测到。特别是当参考标志19、19'、19”是能够光学检测的记号或参考标志时，如例如QR码或类似物形式的图形式的图案，相对调节或调节位移能够以简单的方式和形式检测，并且将其转换成用于工业机器人2的相应调节运动或控制指令。适宜地通过控制装置4、4'实现相应地将运动设置器件3的传感器值转换成工业机器人2的相移调节运动。适宜的是，这样来选择运动设置器件3的结构，即在所有按计划设定的调节位置或相对于参考标志的相对位置中都能由所述至少一个传感器16、17检测或探测到相应参考标志19、19'、19”至少部分区段。由此能够确保，所述至少一个成像的或距离感应的传感器16、17能够探测到旋转的和/或直线的相对移动，并且由控制装置4、4'(见图1、2)转换成相应直接接触并由此选定的铰接臂21、22、23的对应的调节运动，或者备选地，如果对于工业机器人2相应必要的或希望的调节运动必须调节或者通过电机式地驱动多个铰接臂21、22、23，则转换成通过多个铰接臂21、22、23进行的对应的调节运动。
底脚状的支撑元件41或空心型材式的支撑体43的弹性优选这样选择，使得运动设置器件3在从操作人员方面撤销操作力或调节力时能够重新返回其原始的初始位置或静止位置，特别是相对于分别配设的参考标志19、19'、19”轴线对齐地或至少接近同心地定向。根据一个适宜的设计方案，环形或管状的支撑体43以具有多个凹部或运动肋部的波纹管的形式构成，所述运动肋部在支撑体43的外周面上沿该外周面的周向延伸。
由运动设置器件3的所述至少一个传感器16、17相对于参考标志19、19'、19”记录的位置数据必要时在运动设置器件3的内部进行预备处理并且通过前面已经说明的那样可以设计成有线的或无线的所述至少一个数据接口11传送给控制装置4、4'，并由所述控制装置转换成用于工业机器人2或相应铰接臂21、22、23的调节指令或移动运动。
如图4示意性示出的那样，工业机器人2的铰接臂21、22、23具有机械的承载结构45，特别是至少一个机械的臂部。例如铰接臂21通过至少一个转轴46相对于相邻的铰接臂22或相对于工业机器人2的其他机械部件角度可调地支承。为了将转轴46激活或使其失效，如本身已知的那样，在工业机器人2中或上设有调节马达或其他驱动元件，如例如液压调节缸。铰接臂21、22、23的承载结构45通常设计成金属的，但也可以由塑料构成，其中，承载结构45相应的表面必要时具有提高摩擦的部段，以便实现尽可能防滑地支撑运动设置器件3或其接触及间隔元件33。
在最简单的情况下，参考标志19、19'、19”通过带有印刷标志或代码的粘贴标签或者结构构成。由此，能够以简单的方式和形式实现位移测量并实现确定所选择的参考标志19、19'、19”和运动设置器件3之间的相对位置，并且获得相对位置关于时间的变化。备选地，参考标志19、19'、19”也可以通过几何结构或者说突起或凹部限定，并且以这种方式能够探测运动设置器件3和参考标志19、19'、19”之间不同的相对位置。但也可以设想采用RFID标签，以便能够检测相对位置或探测相对位置的变化。
所说明的运动设置器件3的一个有利的特性在于，所述运动设置器件使得能简单地选择应由操作人员改变其位置或走向、即其姿态的铰接臂21、22、23。通过使运动设置器件3简单地停靠或支撑并且通过相应地读取各参考标志19、19'、19”，此时可以以特别简单、快速且直观的方式进行相应涉及的铰接臂21、22、23或多个为了实现希望的调节运动所需的铰接臂21、22、23的调节过程，其方式使，简单地使运动设置器件3沿希望的方向调节或运动。
例如可以设想，通过运动设置器件3绕其纵向中轴线44的旋转激活铰接臂21的运动驱动装置并且此时启动关于转轴46的角度调节。通过相应铰接臂21、22、23特别简单和实用的选择可能性，利用分别安装在铰接臂21、22、23上的参考标志19、19'、19”可以非常简单和直观地调节工业机器人2，而不必操作复杂的输入期间，如例如所谓的6D鼠标、多个移动键或类似物。运动设置器件3与相应选择的带有相应参考标志19、19'、19”的铰接臂21、22、23之间的机械支撑或直接接触这里明显有利于提高操作特性或控制特性。
要明确指出的是，备选于或与前面描述的参考标志19、19'、19”在工业机器人2的至少个别铰接臂21、22、23上的设置相结合地，也可以将至少一个参考标志19、19'、19”设置在应由工业机器人2移动或操作的工件上。同样至少一个所述要操纵的工件也可以带有一个所述参考标志19、19'、19”，并且运动设置器件3因此以工件上的相应参考标志19、19'、19”为基准，从而近似于可以使工件符合希望或要求地在空间中运动。在利用样品工件进行相应的训练或设计过程并完成至少一个相应的参考标志19、19'、19”之后，工业机器人2则可以自动地在大量重复循环中以其他相同类型的工件自动执行相应设计程序的运动进程。一个备选的使用场合例如是机器人辅助的制造工艺或接合工艺，例如在组装车辆时采用的工艺，接合工艺包括，由操作人员在视觉监视下引导相应的部件，但所述部件同时由装配机器人保持和运动，以便承载其重量并使得操作人员能够省力地操作这些部件。
前面说明的措施或方法原理是用所述控制系统1或所述运动设置器件3来描述的，或通过这些装置来执行的。所述控制系统1或运动设置器件3的功能和行为方式特别是大部分是通过软件控制的电子部件来确定的。根据本发明的措施相应通过软件手段的实现是本领域技术人员熟知的并且可以在采用根据标准可获得的电子部件的情况下结合常见的输入和输出期间来实现。
为了符合规定，最后要指出的是，为了更好地理解所给出的控制方法或控制系统1和运动设置器件3的结构，所述控制系统或运动设置器件或其组成部分有时不是符合比例地示出的，和/或是放大和/或缩小地示出的。
这些独立的创造性解决方案的目的可以从说明书中得出。
特别是结合图1-5说明的措施构成独立的根据本发明的解决方案的主题。与此相关的根据本发明的目的和解决方案由对附图的详细说明得出。
附图标记列表
1 控制系统
2 工业机器人
3 运动设置器件
4、4' 控制装置
5 手持终端
6 安全开关装置
7 显示器
8 操作元件
9 传感器系统
10 传感器系统
11 数据接口
12 数据接口
13 数据连接
14 数据连接
15 数据连接
16 成像的传感器
17 距离感应的传感器
18 影像单元
19、19'、19” 参考标志
20 四面体
21 铰接臂
22 铰接臂
23 铰接臂
24 末端执行器
25 耦合条件
26 刚性连接
27 铰接连接
28 长度
29 距离
30 影像装置
31 影像装置
32 影像装置
33 接触及间隔元件
34 耦合杆
35 缓冲元件
36 抓握段
37 传感器头
38 接触面
39 分析评估装置
40 光源
41 支撑元件
42 接触底脚
43 支撑体
44 纵向中轴线
45 承载结构
46 转轴