DE19507227C1 - Method of calibrating tool centre point - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren des Arbeitspunktes eines automatisch in einem kartesi schen Koordinatensystem mit einer Meß-Raumachse (7) und zwei weiteren Raumachsen (x, y) bewegbaren Werkzeuges, wobei die Position des Arbeitspunktes lediglich auf der Meß-Raumachse meßtechnisch erfaßbar ist.The invention relates to a method for calibrating the working point of a tool that is automatically movable in a kartesi coordinate system with a measuring spatial axis ( 7 ) and two further spatial axes (x, y), the position of the working point being measurable only on the measuring spatial axis .
Beim Einsatz von Robotern im halb- und vollautomati schen Betrieb stellt die Kalibrierung der Position des Systems im Raum, d. h. des Arbeitspunktes, unabhängig von allen anderen Einflüssen ein Problem dar. Ein Bei spiel für den Arbeitspunkt (Tool Center Point, bzw. Punkt, an dem der Roboter auf das Werkstück oder der gleichen einwirkt) ist die Bohrerspitze einer Werkzeug maschine oder die Pipettiernadelspitze eines Labor roboters. Die Koordinaten des Arbeitspunktes im Raum müssen dem Steuerungssystem des Roboters bekannt sein, um ein präzises Arbeiten zu ermöglichen.When using robots in semi and fully automatic operation provides the calibration of the position of the Systems in space, d. H. of the working point, independently a problem of all other influences game for the working point (Tool Center Point, or Point at which the robot hits the workpiece or the acts) is the drill tip of a tool machine or the pipette tip of a laboratory robot. The coordinates of the working point in space must be known to the robot control system to enable precise work.
Die Koordinaten des Arbeitspunktes können sich durch äußere Einflüsse verändern, wie beispielsweise durch einen Werkzeugwechsel, durch Abnutzung bzw. Verschleiß und durch Verformungen. Um trotz dieser äußeren Ein flüsse dennoch einen zuverlässigen Betrieb des Geräts zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Kalibrierung des Arbeitspunktes erforderlich. Dies sollte - um die Zu verlässigkeit weiter zu steigern - automatisch erfol gen. Beispiele für derartige Kalibrierungsverfahren finden sich in EP 0 042 960 B1 und WO 93/11 915.The coordinates of the working point can go through change external influences, such as through a tool change due to wear and tear and through deformation. To despite this external one reliable operation of the device a regular calibration of the Working point required. This should - in order to further increase reliability - automatically successful gen. Examples of such calibration procedures can be found in EP 0 042 960 B1 and WO 93/11 915.
Um den Arbeitspunkt zu kalibrieren, werden gegenwärtig die verschiedensten Techniken eingesetzt.To calibrate the working point, are currently different techniques used.
Hierbei wird die Position des Arbeitspunktes mittels Videokameras/Laservermessung erfaßt und mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung/ Meßdatenverarbeitung ausgewertet. Dieses Ver fahren benötigt umfangreiche Hardware und Soft ware, weshalb es aufwendig und teuer ist.Here the position of the working point captured by video cameras / laser measurement and with methods of digital image processing / Measured data processing evaluated. This ver driving requires extensive hardware and software goods, which is why it is complex and expensive.
Es wird eine Fläche, die dicht mit druckem pfindlichen Sensoren belegt ist, angefahren. Die ausgelösten Signale geben Aufschluß über die Position der Berührung. Diese Vorgehens weise erfordert zum einen eine Spezialhardware und liefert zum anderen lediglich eine geringe Auflösung, weshalb die Kalibrierung wenig genau erfolgt.It becomes an area that is dense with printing sensitive sensors is occupied. The triggered signals provide information the position of the touch. This procedure wise requires special hardware and on the other hand only delivers a small one Resolution, which is why the calibration is not very precise he follows.
Die drei kartesischen Achsen werden hierbei einzeln angesteuert und auf diese Weise die Pipettiernadel an ein Hindernis herangeführt, bis eine Beinaheberührung stattfindet. Da die Koordinaten des Hindernisses bekannt sind, läßt sich die absolute Position der Nadelspitze im Raum bestimmen. Nachteiligerweise muß der Laborroboter mit (Positions-) Meßsystemen für sämtliche drei Raumachsen ausgestattet sein.The three Cartesian axes are here individually controlled and in this way the Pipetting needle brought up to an obstacle, until a near touch occurs. Since the Coordinates of the obstacle are known the absolute position of the needle tip in the Determine space. Unfortunately, the Laboratory robots with (position) measuring systems for all three spatial axes must be equipped.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kalibrierung des Arbeitspunktes eines Roboters zu schaffen, mit dem sich auch weniger aufwendig konstru ierte Systeme kalibrieren lassen, bei denen die Position des Arbeitspunktes nicht in sämtlichen seiner Bewegungsrichtungen mittels Meßsystemen erfaßbar sind.The invention has for its object a method to calibrate the working point of a robot create with which also less complex construct Have calibrated systems calibrated in which the Position of the working point not in all of it Directions of movement can be detected by means of measuring systems.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren des Arbeitspunktes eines automatisch in einem kartesischen Koordinatensystem mit einer Meß-Raumachse und zwei weiteren Raumachsen bewegbaren Werkzeuges, wobei die Position des Arbeitspunktes lediglich auf der Meß- Raumachse meßtechnisch erfaßbar ist, vorgeschlagen, bei dem wie folgt verfahren wird:To solve this problem, the invention Procedure for calibrating the working point of a automatically in a Cartesian coordinate system with a measuring spatial axis and two other spatial axes movable tool, wherein the position of the working point only on the measuring Space axis can be measured is suggested, as follows will proceed:
- a) mit dem Arbeitspunkt des Werkzeuges wird eine orthogonal zur Meß-Raumachse verlaufende Meß fläche angefahren,a) with the working point of the tool Measurements running orthogonally to the measurement spatial axis area hit,
- b) die Position dieser Meßfläche auf der Meß-Raum achse wird gemessen,b) the position of this measuring surface on the measuring space axis is measured,
- c) mit dem Arbeitspunkt wird mindestens eine Refe renzfläche angefahren, deren Lage relativ zur Meßfläche eindeutig und bekannt ist, die sowohl von der Meß-Raumachse als auch von einer ersten der weiteren Raumachsen je einmal geschnitten wird, und die sich parallel zu der zweiten der weiteren Raumachsen erstreckt,c) with the working point is at least one Refe approached interface, their position relative to Measuring area is clear and known, the both from the measuring spatial axis and from a first one the other spatial axes once each is cut, and which is parallel to the second of the extends further spatial axes,
- d) diese Arbeitspunkt-Anfahrposition der Referenz fläche auf der Meß-Raumachse wird gemessen undd) this working point approach position of the reference area on the measuring spatial axis is measured and
- e) anhand der Differenz der beiden meßtechnisch ermittelten Arbeitspunkt-Anfahrpositionen der Meßfläche und der Referenzfläche und der geo metrische Relation der Meßfläche und der Refe renzfläche wird der Arbeitspunkt entlang der ersten der weiteren Raumachsen kalibriert.e) based on the difference between the two determined working point approach positions of Measuring area and the reference area and the geo metric relation of the measuring surface and the ref the working point along the first of the other spatial axes calibrated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung des Arbeitspunktes sieht dessen Verschiebung in jeder mög lichen Raumachse vor, um bei Bewegung in den Raumachsen jeweils eine Meßfläche bzw. deren Lage zu detektieren. Voraussetzung bei dem Verfahren ist, daß die Bewegung des Arbeitspunktes entlang einer Raumachse (nachfolgend Meß-Raumachse genannt) und damit die absolute Position des Arbeitspunktes in dieser Raumachse meßtechnisch erfaßbar ist. Demgegenüber brauchen derartige Meß systeme zum Messen des bei Bewegung in den anderen Achsen zurückgelegten Weges und der jeweiligen Posi tionen nicht vorhanden zu sein, um den Arbeitspunkt zu kalibrieren. Der zu kalibrierende Arbeitspunkt wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst in Rich tung der Meß-Raumachse bewegt, bis die Annäherung an eine bzw. die Berührung mit einer Meßfläche detektiert wird, die orthogonal zur Meß-Raumachse verläuft. Die Position dieser Meßfläche in Richtung der Meß-Raumachse kann mittels des Meßsystems meßtechnisch erfaßt werden. Im Anschluß daran wird mit dem Arbeitspunkt eine Refe renzfläche angefahren, die ausschließlich von der Meß- Raumachse und einer der weiteren Raumachsen, in deren Richtung sich der Arbeitspunkt verfahren läßt, jeweils genau einmal geschnitten wird und deren Lage relativ zur Meßfläche eindeutig und bekannt ist. Die Annäherung an die bzw. Berührung mit der Referenzfläche wird eben falls durch das der Meß-Raumachse zugeordnete Meßsystem detektiert, da die Meß-Raumachse durch die Referenz fläche hindurch verläuft. Die Position des Anfahrpunk tes in Richtung der Meß-Raumachse wird meßtechnisch ermittelt. Die Anfahrposition der Referenzfläche ist dabei unterschiedlich zu derjenigen der Meßfläche. Auf grund des eindeutigen geometrischen Zusammenhangs von Meßfläche und Referenzfläche läßt sich dann die Lage des Arbeitspunktes entlang der mindestens einen weite ren Raumachse kalibrieren. Aufgrund der Differenz der beiden meßtechnisch ermittelten Arbeitspunkt-Anfahr positionen von Meßfläche und Referenzfläche in Richtung der Meß-Raumachse und aufgrund der eindeutigen geome trischen Relation von Meßfläche und Referenzfläche ist nämlich damit auch bekannt, um welchen Weg sich der Arbeitspunkt in Richtung der weiteren Raumachse bewegt hat. Für jede weitere Raumachse wird, wie oben be schrieben, verfahren. Stets wird aus der sich in Rich tung der Meß-Raumachse einstellenden Differenz der Ar beitspunkt-Anfahrposition der Meßfläche und der Ar beitspunkt-Anfahrposition der der weiteren Raumachse zugeordneten Referenzfläche und aus der eindeutigen geometrischen Relation dieser beiden Flächen der Ar beitspunkt entlang der betreffenden weiteren Raumachse kalibriert.The method according to the invention for calibrating the Working point sees its shift possible in everyone lichen spatial axis in order to move in the spatial axes each to detect a measuring surface or its position. The prerequisite for the procedure is that the movement the working point along a spatial axis (hereinafter Measuring space axis) and thus the absolute position of the working point in this spatial axis is detectable. In contrast, such measurement systems for measuring the movement in the others Axes covered and the respective posi not to be present in order to close the working point calibrate. The working point to be calibrated becomes according to the inventive method, initially in Rich tion of the measuring spatial axis moves until the approach one or the contact with a measuring surface is detected which is orthogonal to the measurement spatial axis. The Position of this measuring surface in the direction of the measuring spatial axis can be measured using the measuring system. Subsequently, a Refe approached to the interface, which is Spatial axis and one of the other spatial axes, in their Direction the working point can be moved, in each case is cut exactly once and their position relative to the measuring surface is clear and known. The rapprochement on or in contact with the reference surface if by the measuring system assigned to the measuring spatial axis detected because the measuring spatial axis through the reference area runs through. The position of the approach point tes in the direction of the measuring spatial axis becomes metrological determined. The approach position of the reference surface is different from that of the measuring surface. On due to the clear geometric connection of The measuring surface and reference surface can then be the location of the working point along the at least one distance calibrate its spatial axis. Due to the difference in two working point approach determined by measurement positions of measuring surface and reference surface in the direction the measuring spatial axis and due to the clear geome trical relation of measuring surface and reference surface namely also known by which way the Working point moved in the direction of the further spatial axis Has. For each additional spatial axis, as described above wrote, proceed. It always turns into rich tion of the measuring space axis setting difference of Ar working point approach position of the measuring surface and the ar working point approach position of the further spatial axis assigned reference surface and from the unique geometric relation of these two surfaces of the ar working point along the relevant further spatial axis calibrated.
Die Meßfläche und die mindestens eine Referenzfläche sind dabei vorteilhafterweise an einem geometrischen Meßkörper ausgebildet. Da die Position der Meßfläche und der Referenzfläche im Raum definiert sein muß, ist somit auch die Position des Meßkörpers im Raum be stimmt. Der Meßkörper definiert den eindeutigen geome trischen Zusammenhang zwischen der Meßfläche und der bzw. den Referenzflächen, deren Lage und Ausrichtung entsprechend dem Zusammenhang zwischen den Raumachsen gewählt ist. Mittels dieses Zusammenhangs lassen sich aus der einzigen meßbaren Koordinate (Bewegung in Meß- Raumachse) die anderen Koordinaten des Arbeitspunktes im Raum (bei Bewegung entlang der weiteren Raumachse bzw. Raumachsen) ermitteln.The measuring surface and the at least one reference surface are advantageously on a geometric Measuring body designed. Because the position of the measuring surface and the reference surface must be defined in space thus also the position of the measuring body in space Right. The measuring body defines the unique geome tric relationship between the measuring surface and the or the reference areas, their location and orientation according to the relationship between the spatial axes is selected. By means of this connection from the only measurable coordinate (movement in measuring Spatial axis) the other coordinates of the working point in space (when moving along the further spatial axis or spatial axes).
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es mög lich, den Arbeitspunkt von Robotern zu kalibrieren, dessen Bewegung in lediglich einer einzigen der mög lichen Achsen meßtechnisch erfaßbar ist. Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Hardware-Ände rungen in maximal lediglich geringem Umfang erforder lich, da Roboter und insbesondere die für die Anwendung dieses Verfahrens interessierenden Pipettierroboter systeme bereits über ein Meß/Sensorsystem in Richtung der vertikalen Bewegung verfügen. Im Arbeitsraum des Roboters sind lediglich die Meßfläche und die Referenz fläche bzw. Referenzflächen anzuordnen. Auf Software seite ist der Implementierungsaufwand als gering anzu sehen. Damit lassen sich bestehende Systeme insgesamt problemlos nachrüsten, was auf Seiten des Anwenders Kosten spart und die Akzeptanz des Verfahrens erhöht.With the aid of the method according to the invention, it is possible calibrating the working point of robots, its movement in only one of the possible Lichen axes is measurable. For use of the method according to the invention are hardware changes only a minimal amount is required Lich, because robots and especially those for the application pipetting robot interested in this method systems already in the direction of a measuring / sensor system of vertical movement. In the workroom of the Robots are just the measuring surface and the reference to arrange surface or reference surfaces. On software On the one hand, the implementation effort can be regarded as low see. This means that existing systems as a whole can be used easily retrofit what on the part of the user Saves costs and increases the acceptance of the process.
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert.An embodiment is described below with reference to the figures game of the invention explained in more detail.
Im einzelnen zeigen:In detail show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Pipettier robotersystems mit einem Meß/Sensorsystem zur Ermittlung der absoluten Position der Nadel spitze und zur Detektion der Annäherung an ein Hindernis mittels der Nadelspitze in z-Rich tung, wobei auf dem Tisch des Pipettierroboter systems ein Meßkörper mit einer an diesem aus gebildeten Meßfläche und mehreren Referenz flächen an definierter Positionen angeordnet ist, und Fig. 1 is a perspective view of a pipetting robot system with a measuring / sensor system for determining the absolute position of the needle tip and for detecting the approach to an obstacle by means of the needle tip in z-Rich direction, with a measuring body with a on the table of the pipetting robot system is arranged on this from the formed measuring surface and several reference surfaces at defined positions, and
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Meßkörpers mit Pipettiernadelspitze, deren mögliche Positionen zur Kalibrierung in x-Richtung eingezeichnet sind. Fig. 2 is an enlarged view of the measuring body with pipetting needle tip, the possible positions for calibration in the x direction are shown.
In Fig. 1 ist stark schematisch ein Pipettierroboter 10 mit einer automatisch in x-, y- und z-Richtung ver fahrbare Pipettiernadel 12 dargestellt. Auf dem Ar beitstisch 14 des Pipettierroboters 10 ist eine Mikro titterplatte 16 mit einer Vielzahl von Probenaufnahme gefäßen 18 angeordnet, in die bzw. aus denen mittels der Pipettiernadel 12 für die Analyse oder dergleichen erforderliche Flüssigkeiten eingebracht oder entnommen werden. Der Pipettierroboter 10 ist mit einem Meß- und Sensorsystem zur Ermittlung der absoluten Position bei Bewegung der Pipettiernadel 12 und zur Detektion von Hindernissen in z-Richtung (Meß-Raumachse) versehen. Auf dem Arbeitstisch 14 befindet sich ferner ein Meß körper 20, der eine definierte geometrische Form und Ausrichtung im Raum relativ zu den drei orthogonal zu einander verlaufenden Raumachsen x, y und z aufweist.In Fig. 1, a pipetting robot 10 is shown very schematically with a pipetting needle 12 which can be moved automatically in the x, y and z directions. On the Ar working table 14 of the pipetting robot 10 , a micro titter plate 16 with a plurality of sample receptacles 18 is arranged, into or from which the liquids required for analysis or the like are introduced or removed by means of the pipetting needle 12 . The pipetting robot 10 is provided with a measuring and sensor system for determining the absolute position when the pipetting needle 12 is moving and for detecting obstacles in the z direction (measuring spatial axis). On the work table 14 there is also a measuring body 20 , which has a defined geometric shape and orientation in space relative to the three orthogonal to each other spatial axes x, y and z.
An dem Meßkörper 20 sind in definierter absoluter Lage und in definierter relativer Lage zueinander mehrere Meß- bzw. Referenzflächen ausgebildet. Der Meßkörper 20 ist an seiner Oberseite mit einer Meßfläche 22 ver sehen, die eben ist und genau einmal von der Meß-Raum achse (in z-Richtung verlaufend) geschnitten wird. Die Meßfläche 22 verläuft im übrigen parallel zu der von den beiden weiteren Raumachsen (in x- bzw. y-Richtung verlaufend) aufgespannten Ebene. Die Höhe (Z₀-Zmax), in der sich die Meßfläche 22 vom Arbeitstisch 14 beab standet befindet, ist bekannt.Several measuring or reference surfaces are formed on the measuring body 20 in a defined absolute position and in a defined relative position to one another. The measuring body 20 is seen on its top with a measuring surface 22 ver, which is flat and exactly once from the measuring space axis (extending in the z direction) is cut. The measuring surface 22 also runs parallel to the plane spanned by the two other spatial axes (extending in the x and y directions). The height (Z₀-Z max ) at which the measuring surface 22 is located away from the work table 14 is known.
An den Seiten weist der Referenzkörper 20 vier Refe renzflächen 24, 26 auf, die jeweils eben sind. Dabei sind die beiden Referenzflächen 24 an gegenüberlie genden Seiten des Referenzkörpers 20 angeordnet; sel biges gilt auch für die beiden Referenzflächen 26. Die Referenzflächen 24 weisen eine definierte Schräglage im Raum auf. Mit anderen Worten sind die Winkel, unter denen jede der beiden Referenzflächen 24 zur Meßfläche 22 verlaufen, bekannt. Während die beiden Referenz flächen 24 sich parallel zur y-Raumachse erstrecken, weisen sie in x- und z-Richtung jeweils genau einen Schnittpunkt mit der Meß-Raumachse und der x-Raumachse auf. Mindestens eine der beiden Referenzflächen 24 ist zur Kalibrierung der Pipettiernadel 12 in x-Richtung erforderlich. On the sides, the reference body 20 has four reference surfaces 24 , 26 , which are each flat. The two reference surfaces 24 are arranged on opposite sides of the reference body 20 ; The same also applies to the two reference surfaces 26 . The reference surfaces 24 have a defined inclined position in space. In other words, the angles at which each of the two reference surfaces 24 extend to the measuring surface 22 are known. While the two reference surfaces 24 extend parallel to the y-spatial axis, they each have exactly one intersection with the measuring spatial axis and the x-spatial axis in the x and z directions. At least one of the two reference surfaces 24 is required to calibrate the pipetting needle 12 in the x direction.
Die Referenzflächen 26 des Meßkörpers 20 sind ent sprechend den Referenzflächen 24 ausgebildet und ver laufen dementsprechend parallel zur x-Richtung, wobei sie jeweils genau einen Schnittpunkt mit der Meß-Raum achse und der y-Raumachse aufweisen. Zur Kalibrierung der Pipettiernadel 12 in y-Richtung ist genau eine Re ferenzfläche 26 erforderlich.The reference surfaces 26 of the measuring body 20 are formed accordingly the reference surfaces 24 and accordingly run parallel to the x direction, each having exactly one intersection with the measuring space axis and the y space axis. To calibrate the pipetting needle 12 in the y direction, exactly one reference surface 26 is required.
Der Meßkörper 20 ist in dem hier beschriebenen Aus führungsbeispiel aus Pyramidenstumpf dargestellt. Der Pyramidenstumpf ist aber lediglich eine von mehreren möglichen geometrischen Ausgestaltungen des Meßkörpers 20, um die Relativlage und Relativausrichtung der Meß fläche zu den Referenzflächen zu definieren. Andere geometrische Körper sind denkbar, solange die oben an gegebenen für die Lage der Meßfläche und der Referenz flächen geltenden Bedingungen eingehalten werden.The measuring body 20 is shown in the exemplary embodiment described here from the truncated pyramid. However, the truncated pyramid is only one of several possible geometrical configurations of the measuring body 20 in order to define the relative position and relative orientation of the measuring surface to the reference surfaces. Other geometric bodies are conceivable as long as the conditions given above for the location of the measuring surface and the reference surfaces are met.
Anhand von Fig. 2 soll nachfolgend das Verfahren zur Kalibrierung des Arbeitspunktes in x-Richtung erläutert werden.The method for calibrating the operating point in the x direction is to be explained below with reference to FIG. 2.
Mittels der Pipettiernadel 12 wird zunächst ein Punkt A auf der Meßfläche 22 angefahren. Mittels des Sensor systems kann beispielsweise die Berührung der Pipet tiernadel 12 mit der Meßfläche 22 detektiert werden, während mittels des Meßsystems die Absolutposition (Zmax) der Spitze der Pipettiernadel 12 in der Meß-Raum achse (Z-Achse) meßtechnisch ermittelt wird. Im An schluß an das Anfahren der Meßfläche 22 wird der Pipet tierroboter 10 derart angesteuert, daß die Pipettier spitze 12 in Berührungskontakt mit einer der beiden Referenzflächen 24 gelangt (Berührungspunkt B), die in z- und x-Richtung jeweils genau einen Schnittpunkt auf weist und insbesondere mit der y-Achse keinen Schnitt punkt hat. Aufgrund der eindeutigen geometrischen Rela tion von Meßfläche 22 und Referenzfläche 24 und auf grund der Tatsache, daß die Referenzfläche 24 eine ebene Fläche ist, giltA point A on the measuring surface 22 is first approached by means of the pipetting needle 12 . By means of the sensor system, for example, the contact of the pipette animal needle 12 with the measuring surface 22 can be detected, while the absolute position (Z max ) of the tip of the pipetting needle 12 in the measuring space axis (Z axis) is determined by measuring technology. At the end of the approach to the measuring surface 22 , the pipette animal robot 10 is controlled in such a way that the pipetting tip 12 comes into contact with one of the two reference surfaces 24 (contact point B), each of which has exactly one intersection in the z and x directions and especially has no intersection with the y-axis. Due to the clear geometric relationship between measuring surface 22 and reference surface 24 and due to the fact that reference surface 24 is a flat surface, the following applies
(Siehe Fig. 2).(See Fig. 2).
Durch Umstellen der obigen Gleichung und Auflösung nach XB ergibt sichBy changing the equation above and resolving it to X B we get
Damit läßt sich die Pipettiernadel 12 (Arbeitspunkt des Pipettierroboters 10) in x-Richtung kalibrieren. Durch meßtechnische Erfassung des Wertes ZB und aufgrund der bekannten geometrischen Relation zwischen Meßfläche 22 und Referenzfläche 24 läßt sich also die absolute x- Koordinate im Raum ermitteln. Ebenso verfährt man zur Bestimmung der absoluten y-Koordinate, wobei man eine der beiden Referenzflächen 26 zu Hilfe nimmt. Damit sind alle drei Raumkoordinaten des Arbeitspunktes be stimmt. Das roboterinterne Koordinatensystem kann nun so angepaßt werden, daß alle Punkte im Arbeitsraum trotz etwaiger Dejustage der Pipettiernadel präzise an diese angefahren werden können (Kalibrierung).This allows the pipetting needle 12 (operating point of the pipetting robot 10 ) to be calibrated in the x direction. The absolute x coordinate in space can thus be determined by measuring the value Z B and the known geometric relationship between the measuring surface 22 and the reference surface 24 . The same procedure is used to determine the absolute y coordinate, using one of the two reference surfaces 26 as a help. All three spatial coordinates of the working point are thus determined. The robot's internal coordinate system can now be adapted so that all points in the work area can be approached precisely despite any misalignment of the pipetting needle (calibration).
Claims (2)
- a) mit dem Arbeitspunkt des Werkzeuges (12) eine orthogonal zur Meß-Raumachse (z) verlaufende Meßfläche (22) angefahren wird,
- b) die Position dieser Meßfläche (22) auf der Meß- Raumachse (z) gemessen wird,
- c) mit dem Arbeitspunkt mindestens eine Referenz fläche (24, 26) angefahren wird, deren Lage re lativ zur Meßfläche (22) eindeutig und bekannt ist, die sowohl von der Meß-Raumachse (z) als auch von einer ersten der weiteren Raumachsen (x, y) je einmal geschnitten wird und die sich parallel zu der zweiten der weiteren Raumachsen (x,y) erstreckt,
- d) diese Arbeitspunkt-Anfahrposition der Referenz fläche (24, 26) auf der Meß-Raumachse (z) gemes sen wird und
- e) anhand der Differenz der beiden meßtechnisch ermittelten Arbeitspunkt-Anfahrpositionen der Meßfläche (22) und der Referenzfläche (24, 26) und der geometrischen Relation der Meßfläche (22) und der Referenzfläche (24, 26) der Ar beitspunkt entlang der ersten der weiteren Raumachsen (x, y) kalibriert wird.
- a) the working point of the tool ( 12 ) is approached to a measuring surface ( 22 ) that is orthogonal to the measuring spatial axis (z),
- b) the position of this measuring surface ( 22 ) is measured on the measuring spatial axis (z),
- c) with the working point at least one reference surface ( 24 , 26 ) is approached, the position of which relative to the measuring surface ( 22 ) is clear and known, both from the measuring spatial axis (z) and from a first of the further spatial axes ( x, y) is cut once and extends parallel to the second of the other spatial axes (x, y),
- d) this working point approach position of the reference surface ( 24 , 26 ) on the measuring spatial axis (z) is measured and
- e) based on the difference between the two metrologically determined working point approach positions of the measuring surface ( 22 ) and the reference surface ( 24 , 26 ) and the geometric relation of the measuring surface ( 22 ) and the reference surface ( 24 , 26 ) of the working point along the first of the others Spatial axes (x, y) is calibrated.
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