DE19960933C1

DE19960933C1 - Calibration method for program-controlled robot uses sucessive stpes of off-line calibration program for detecting robot tolerance correction values and zero-point shift correction of movement program

Info

Publication number: DE19960933C1
Application number: DE19960933A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Arbesmeier; Andreas Melcher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2019-12-18

Abstract

The calibration method uses an off-line calibration program for moving the robot between set calibration positions within a defined field, with detection of the differences between the actual robot positions and the calibration positions, for providing robot tolerance correction values for the robot control. The calibration program has a second step used for bringing the robot into the cooperation with a workpiece machining device, for detection of a 3-dimensional zero point shift in the displacement program, for correcting the movement program.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines programmgesteuer ten Roboters bezüglich eines in einer Bearbeitungsvorrichtung aufgenomme nen Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for calibrating a program-controlled ten robot with respect to one in a processing device NEN workpiece according to the preamble of claim 1.

Aus der Schrift EP 0 577 876 B1 ist eine Randbearbeitungsvorrichtung zur Randbearbeitung eines Werkstücks mit einem gebogenen Randabschnitt ins besondere zur Erstellung einer Falzflanschverbindung bekannt. Dazu ist eine Randbearbeitungsrolle am vorderen Ende einer Roboterhand eines pro grammgesteuerten Roboters angebracht mit der die Falzung an einem in einem Falzbett liegenden Blechbauteil vorgenommen wird. Die Randbearbei tungsrolle ist in Andrückrichtung federnd gelagert. In dieser Federlagerung werden Abweichungen zwischen der programmgesteuerten Bahnkurve der Roboterhand und der tatsächlichen Falzlage im Falzbett aufgenommen und kompensiert. Dadurch können sich Unregelmäßigkeiten im Rollenandruck entlang der Bahnkurve ergeben, die zu Druckstellen oder nicht gleichmäßig geschlossenen Falzflanschen und damit insgesamt zu ungleichmäßigen Falz flanschen führen. Dadurch kann einerseits die Stabilität nachteilig beeinflusst und andererseits die Optik gestört sein.From the document EP 0 577 876 B1 an edge processing device is known for Edge processing of a workpiece with a curved edge section into the especially known for creating a folded flange connection. There is one Edge processing roller at the front end of a robotic hand a pro Gram-controlled robot attached with the fold to an in a folded sheet metal component is made. The edging tion roll is resiliently mounted in the pressing direction. In this spring bearing deviations between the program-controlled trajectory of the Robot hand and the actual fold position in the fold bed and compensated. This can cause irregularities in the roll pressure along the trajectory result in pressure points or not evenly closed seam flanges and thus overall uneven seam lead flanges. This can adversely affect stability on the one hand and on the other hand the optics may be disturbed.

Ein besonderes Problem ergibt sich dann, wenn Roboter an der selben Bear beitungsvorrichtung ausgetauscht werden, da dann bei einer Bauteilbearbei tung erhebliche Abweichungen auftreten können, die durch unterschiedliche mechanische Fertigungstoleranzen der einzelnen Roboter und durch Anord nungstoleranzen der Roboter bezüglich der Bearbeitungsvorrichtung bedingt sind. Nach einem Robotertausch kann, insbesondere wenn sich Toleranzen negativ ergänzen, ein wesentlich verschlechtertes Bearbeitungsergebnis vor liegen, das umfangreiche und aufwendige Nachjustierungen erforderlich macht.A particular problem arises when robots are on the same bear processing device can be replaced, since then with a component significant deviations can occur due to different mechanical manufacturing tolerances of the individual robots and by arrangement tolerance of the robot with respect to the processing device are. After a robot change, especially if there are tolerances add negatively, a significantly worsened processing result lie, the extensive and complex readjustments required makes.

Bahnkurven oder Arbeitspunkte, die von einem Roboter angefahren werden sollen, werden regelmäßig durch ein offline erstelltes Steuerprogramm vorge geben, das beispielsweise aus CAD-Daten erstellt wird.Path curves or working points that are approached by a robot are regularly featured through a control program created offline that is created, for example, from CAD data.

Zudem ist es auch bekannt Arbeits- oder Bahnpunkte an einem Musterbauteil mit einem optischen Handgerät zu erfassen und über eine Vermessungskame ra die entsprechenden Positionen in einem Steuerprogramm für einen Roboter zu verarbeiten (DE 196 26 459 A1). Die vorstehend genannten Probleme in Verbindung mit einem Roboteraustausch treten jedoch auch bei einer solchen optischen Erfassung und Erstellung eines Steuerprogramms auf, da ein so er stelltes Steuerprogramm für alle verfügbaren Roboter verwendet wird und je weils roboterspezifische Toleranzen im Steuerprogramm nicht berücksichtigt sind.In addition, it is also known as work or path points on a sample component to be recorded with an optical hand-held device and via a surveying device ra the corresponding positions in a control program for a robot to process (DE 196 26 459 A1). The above problems in However, connection with a robot exchange also occurs with one optical acquisition and creation of a control program as a so he control program is used for all available robots and each because robot-specific tolerances are not taken into account in the control program are.

Weiter ist eine Justiervorrichtung zum Justieren der Auslenkung eines Robo terarms bekannt (DE 38 22 597 A1). Dazu werden am Ende eines Roboter arms mehrere mechanische Messuhren zum Messen von Höhendifferenzen angebracht mit denen Abweichungen von der vom Roboterarm programmge steuert angefahrenen Position von der tatsächlich erforderlichen Position an einem Werkstück erfasst werden. Beim Vorliegen einer Abweichung soll hier offensichtlich eine Justierung in allgemein bekannter Weise durch eine direkte Korrektur in einem Bahnsteuerprogramm durchgeführt werden. Solche Kor rekturen sind somit auf den gerade aktuellen Roboter bezogen und bei einem Roboteraustausch können sich solche roboterspezifischen Korrekturen negativ verstärken und in erheblichen Abweichungen auswirken, so dass nach einem Roboteraustausch aufwendige Nachjustierungen und Kalibrierungen erforder lich werden.There is also an adjusting device for adjusting the deflection of a robot terarms known (DE 38 22 597 A1). This will end up being a robot arms several mechanical dial indicators for measuring height differences attached with deviations from that programmed by the robot arm controls the approached position from the actually required position a workpiece. If there is a deviation here obviously an adjustment in a generally known manner by a direct one Correction can be carried out in a path control program. Such cor corrections are thus related to the current robot and with one Such robot-specific corrections can negatively affect robot exchange reinforce and impact in significant deviations, so that after a Robot exchange requires extensive readjustments and calibrations become.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Kalibrierung eines mittels eines offline erstellten Bahnprogramms programmgesteuerten Roboters vorzuschla gen, mit dem der Aufwand für Kalibrierungen und Nachjustierungen, insbeson dere bei einem Robotertausch verringerbar ist.The object of the invention is a method for calibrating a by means of a to propose a program-controlled robot program created offline with which the effort for calibrations and readjustments, in particular which can be reduced when replacing a robot.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 wird das Verfahren in folgenden Verfahrensschritten durchgeführt:According to claim 1, the method is carried out in the following process steps carried out:

In einem ersten Verfahrensschritt (a) werden mittels eines offline erstellten Ka librierprogramms vom Roboter auf einem Versuchsfeld verschiedene genau vermessene Kalibrierpositionen angefahren, wobei Positionsabweichungen von der jeweils im Versuchsfeld vorgegebenen Kalibrierposition und der tat sächlich mittels des Kalibrierprogramms angefahrenen Kalibrierposition ermit telt werden und wobei aus diesen Positionsabweichungen Korrekturwerte er rechnet und in die Robotersteuerung zum Ausgleich von Robotertoleranzen übernommen werden.In a first process step (a) are created using an offline Ka calibration program of the robot on a test field different exactly Measured calibration positions approached, with position deviations from the calibration position specified in the test field and the deed with the calibration position approached using the calibration program be given and correction values are derived from these position deviations calculates and in the robot controller to compensate for robot tolerances be taken over.

Mit dieser Maßnahme werden somit, unabhängig von einem Steuerprogramm zum Anfahren von Arbeitspunkten oder Bahnkurven bei einem späteren Ro botereinsatz, schon vorher im Versuchsfeld Korrekturen durchgeführt, die ro boterspezifische Herstellungstoleranzen berücksichtigen und ausgleichen. Bei allen Robotern die in einem solchen Versuchsfeld kalibriert worden sind wurde damit eine Normierung vorgenommen dergestalt, dass mechanische unter schiedliche Fertigungstoleranzen über das Kalibrierprogramm berücksichtigt sind und sich jeder Roboter grundsätzlich gleich verhält.With this measure, therefore, regardless of a control program to approach working points or trajectories at a later Ro use of robots, corrections made beforehand in the test field, the ro Consider and compensate for bot-specific manufacturing tolerances. At all robots that have been calibrated in such a test field so that a standardization is made such that mechanical under different manufacturing tolerances taken into account via the calibration program and every robot behaves basically the same.

In einem weiteren Verfahrensschritt (b) wird der Roboter im Bereich der Bear beitungsvorrichtung angebracht. An der Bearbeitungsvorrichtung werden maß lich bekannte Messpunkte mittels eines offline erstellten Kalibrierungspro grammteils angefahren, wobei Lageabweichungen zwischen den durch das Kalibrierprogramm vorgegebenen Messpunktlagen und den tatsächlich ange fahrenen Messpunktlagen ermittelt werden. Basierend auf diesen gegebenen falls vorhandenen Lageabweichungen wird eine dreidimensionale Nullpunkt verschiebung im Bahnprogramm durchgeführt. Damit wird ein Ausgleich von Positionierabweichungen zwischen einem Roboter und der Bearbeitungsvor richtung gegenüber einem theoretischen Bahnprogramm und einer tatsächlich mit gewissen Toleranzen vorliegenden Position berücksichtigt. Vorteilhaft ist diese zweite Kalibrierung nach dem Verfahrensschritt (b) zum Ausgleich von Positionierabweichungen zwischen Roboter und Bearbeitungsvorrichtung von den ersten Kalibriermaßnahmen nach dem Verfahrensschritt (a) zur Korrektur roboterspezifischer Toleranzen entkoppelt, so dass bei einem Robotertausch gegebenenfalls nur noch der relativ einfache Verfahrensschritt (b) zum Aus gleich von Positionierabweichungen erforderlich ist.In a further method step (b), the robot is in the area of the bear processing device attached. Measurements are taken on the processing device known measuring points using a calibration pro part of the gram approached, with positional deviations between the Calibration program given measuring point positions and the actually indicated traversed measuring point positions can be determined. Based on this given if there are any positional deviations, a three-dimensional zero point shift in the rail program carried out. This will compensate for Positioning deviations between a robot and the machining pre direction compared to a theoretical train program and one actually position with certain tolerances taken into account. It is advantageous this second calibration after method step (b) to compensate for Positioning deviations between robot and processing device from the first calibration measures after process step (a) for correction robot-specific tolerances decoupled, so that when exchanging robots if necessary, only the relatively simple process step (b) for the end equal to positioning deviations is required.

Erst nach den Verfahrensschritten (a) und (b) wird im Verfahrensschritt (c) mit dem Roboter das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung korrigierte Bahnprogramm und die entsprechende Be wegungsbahn abgefahren. Gegebenenfalls noch vorhandene Abweichungen zwischen tatsächlich vom Roboter angefahrenen Arbeitspunkten oder Bahn konturen und gewünschten Punkten oder Konturen an der Bearbeitungsvor richtung oder an Werkstücken werden nun online ermittelt und das offline er stellte Bahnprogramm gegebenenfalls korrigiert. Die dabei noch erforderlichen Korrekturen sind relativ klein und schnell durchführbar, da bei diesen Korrektu ren weder Herstellungstoleranzen des aktuell eingesetzten Roboters noch Po sitioniertoleranzen zwischen Roboter und Bearbeitungsvorrichtung, die in den Verfahrensschritten (a) und (b) bereits berücksichtigt sind, eingehen.Only after process steps (a) and (b) in process step (c) with the robot that created offline and in process step (b) with regard to a Zero point correction corrected path program and the corresponding loading Way of departure left. Any deviations that may still exist between working points or path actually approached by the robot contours and desired points or contours on the machining Direction or on workpieces are now determined online and offline provided rail program corrected if necessary. The ones still required Corrections are relatively small and can be carried out quickly because of these corrections ren neither manufacturing tolerances of the currently used robot nor Po sitioning tolerances between the robot and the machining device, which in the Process steps (a) and (b) are already taken into account.

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung von Kalibrierungen und Korrekturen sind bei einem Robotertausch nur noch relativ geringe Anpassungsmaßnah men und Korrekturen durchzuführen. Zudem wird damit eine besonders ge naue vorgegebene Bewegungsbahn im gesamten Arbeitsbereich eines Robo ters steuerbar. Arbeitspunkte oder Bahnkurven werden mit hoher Präzision angefahren und durchfahren, so dass besonders genaue und gleichmäßige Arbeitsergebnisse bei einer Werkstückbearbeitung erhalten werden.The division of calibrations and corrections according to the invention are only relatively minor adjustments when replacing a robot and make corrections. In addition, it is a particularly ge Precisely specified movement path in the entire working area of a robot ters controllable. Working points or trajectory curves are with high precision approached and driven through, so that particularly precise and even Work results are obtained with a workpiece machining.

Zur Ermittlung von Abweichungen in den Verfahrensschritten (a), (b) und/oder (c) können nach Anspruch 2 am Roboter vorzugsweise am Roboterarmende wenigstens ein optisches und/oder mechanisches Messsystem angebracht werden. Dabei kann auf an sich bekannte Messsysteme zurückgegriffen wer den.To determine deviations in process steps (a), (b) and / or (c) can according to claim 2 on the robot preferably at the robot arm end at least one optical and / or mechanical measuring system attached become. Known measuring systems can be used the.

Die im Verfahrensschritt (a) anfahrbaren Kalibrierpositionen werden nach An spruch 3 vorteilhaft als vorzugsweise etwa zehn genau bekannte Messmarken eines im Arbeitsbereich des Roboters aufgespannten Raumgitters ausgebildet. Damit können einzelnen Robotern zugeordnete Herstellungstoleranzen mit ho her Genauigkeit ausgeglichen und kalibriert werden da es sich gezeigt hat, dass je nach Roboterhersteller Abweichungen bis zu 5 mm möglich sind. Kor rekturwerte für die Software können aus ermittelten Positionsabweichungen nach Anspruch 4 mittels eines Rechenprogramms errechnet werden.The calibration positions that can be approached in process step (a) are determined according to An Proposition 3 advantageous as preferably about ten well-known measuring marks of a space grid spanned in the working area of the robot. This allows manufacturing tolerances assigned to individual robots with ho accuracy and be calibrated because it has been shown that depending on the robot manufacturer, deviations of up to 5 mm are possible. Cor Correction values for the software can be determined from position deviations can be calculated according to claim 4 by means of a computer program.

Nach Anspruch 5 kann es erforderlich sein, den Verfahrensschritt (a) zur Kon trolle mehrfach durchzuführen, wobei eine abschließende Kalibrierung dann ausreicht, wenn an keiner der Kalibrierpositionen bzw. der Messmarken eine Abweichung größer von ca. 0,1 mm vorhanden ist. According to claim 5, it may be necessary to process step (a) to Kon trolls several times, with a final calibration then is sufficient if none at any of the calibration positions or measuring marks Deviation greater than approx. 0.1 mm is present.

Nach Anspruch 6 sind beim Verfahrensschritt (b) regelmäßig weniger Mess punkte als beim Verfahrensschritt (a) ausreichend. Vorzugsweise sind dabei wenigstens vier als Anrisse oder Passbohrungen ausgebildete Messpunkte an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen.According to claim 6, there are regularly fewer measurements in method step (b) points as sufficient in process step (a). Preferably there are at least four measuring points designed as cracks or fitting bores the processing device provided.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft überall dort verwendet werden, wo ein theoretisches Steuerprogramm, beispielsweise aus CAD-Daten für Werkstückbearbeitungen vorgegeben ist und mit einem Robo tertausch gerechnet werden muss. Solche Bearbeitungen können unter ande rem Stanznieten, Bahnschweißen oder Laserschweißen sein.In principle, the method according to the invention can advantageously be used anywhere there be used where a theoretical control program, for example from CAD data is specified for workpiece machining and with a robo exchange must be expected. Such edits can include rem rivets, web welding or laser welding.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung hochgenauer Falzungen verwendbar, wobei hier ein Robotertausch ohne die erfindungsgemäßen Kalibrierungen besonders aufwendige Online-Korrekturen erforderlich macht. Nach Anspruch 7 ist das Werkstück ein Blechbauteil, das in einem Falzbett als Bearbeitungsvorrichtung aufnehmbar ist. Ein Randflansch ist mittels einer roboterseitigen Rolle falzbar. Da aufgrund der erfindungsge mäßen Kalibrierungen eine besonders hohe und reproduzierbare Bahngenau igkeit erzielbar ist, braucht die Rolle nicht federbelastet angeordnet sein son dern kann unmittelbar zur Aufbringung der Falzkraft verwendet werden. Damit sind hochgenau gearbeitete und reproduzierbar herstellbare Falze erzielbar, die hohen Stabilitätsanforderungen und gehobenen optischen Ansprüchen ge nügen.The production method according to the invention is particularly advantageous high-precision folds can be used, whereby here a robot exchange without the Calibrations according to the invention are particularly complex online corrections makes necessary. According to claim 7, the workpiece is a sheet metal component, which in a folding bed can be accommodated as a processing device. An edge flange can be folded using a robot-side roll. Because of the fiction calibrations ensure a particularly high and reproducible path accuracy ig is achievable, the roll does not need to be spring loaded can be used directly to apply the folding force. In order to high-precision folds that can be produced reproducibly can be achieved, the high stability requirements and high optical requirements suffice.

In Verbindung mit einer Falzvorrichtung wird mit Anspruch 8 vorgeschlagen, dass beim Verfahrensschritt (c) das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) bereits hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung korrigierte Bahnprogramm in einer Bahnkurve gegenüber dem Falzbett abgefahren wird. Das Falzbett ist dabei so ausgeführt, dass es geringfügig vorzugsweise ca. 1 mm größer als der theoretische Umriss des Bauteils ist. Beim Durchfahren der Bahnkurve wird der Abstand der Rolle zum Falzbett in bestimmten Bahnabschnitten, vor zugsweise ca. alle 50 mm auf Abweichungen überprüft. Bei erkannten Abwei chungen wird eine Korrektur im Bahnprogramm vorgenommen, wobei hier ge gebenenfalls mehrere Kontrolldurchgänge vorzunehmen sind. Anschließend wird das gesamte Bahnprogramm für eine Bahnkurve in Richtung Falzbett um einen empirisch zu ermittelnden Wert nachgesetzt. Dieses Nachsetzen dient zum Ausgleich von Elastizitäten des Roboters, wobei diese mit einem solchen Nachsetzen im größten Teil des Roboterarbeitsbereichs mit ausreichender Genauigkeit berücksichtigt sind. In der Praxis hat sich ein Nachsetzwert von ca. 1 mm für übliche Anwendungen als geeignet erwiesen.In connection with a folding device, claim 8 proposes that in process step (c) that created offline and in process step (b) Path program already corrected for a zero point shift is traversed in a path curve opposite the folding bed. The folding bed is executed so that it is slightly larger than about 1 mm is the theoretical outline of the component. When driving through the curve the distance of the roll to the folding bed in certain web sections preferably checked for deviations approximately every 50 mm. If a deviation is detected Corrections are made in the rail program, with ge if necessary, several inspections are to be carried out. Subsequently the entire path program for a path curve in the direction of the folding bed added an empirically determined value. This repositioning serves to compensate for elasticities of the robot, these with such Repositioning in most of the robot work area with sufficient Accuracy are taken into account. In practice, a subsequent value of approx. 1 mm has been shown to be suitable for common applications.

Eine letzte abschließende Korrekturmaßnahme wird nach Anspruch 9 dann anhand eines oder mehrerer auf der Basis des vorbeschriebenen korrigierten Steuerprogramms gearbeiteten Musterbauteile durchgeführt. Dabei wird das Musterbaustück auf Druckstellen und nicht komplett geschlossene Falz flanschstücke hin untersucht. In Bahnabschnitten mit Druckstellen am Muster bauteil wird das Bahnprogramm vom Falzbett weg und in Bahnabschnitten mit offenen Falzflanschstücken zum Falzbett hin korrigiert. Diese Korrekturen kön nen gegebenenfalls nacheinander anhand von mehreren Musterbauteilen bis zu einem befriedigenden Falzergebnis durchgeführt werden bis alle Übergänge weich ineinander laufen.A final final corrective measure is then according to claim 9 based on one or more corrected based on the above Control program machined sample components performed. It will Sample building block on pressure points and not completely closed fold flange pieces examined. In web sections with pressure marks on the sample The rail program becomes a component away from the folding bed and along with the web sections Corrected open flange pieces towards the fold bed. These corrections can if necessary, one after the other using several sample components to achieve a satisfactory folding result until all transitions run smoothly into each other.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch ein Flussdiagramm zu einem Verfahren zur Kalibrierung eines mittels eines erstellten Offline-Bahnprogramms pro grammgesteuerten Roboters.The single figure schematically shows a flow diagram for a method to calibrate a pro using a created offline train program gram-controlled robot.

Wie dies aus dem Schema der Fig. 1 ersichtlich ist, werden in einem ersten Verfahrensschritt (a) mittels eines offline erstellten Kalibrierprogramms vom Roboter auf einem Versuchsfeld verschiedene, genau vermessene Kalibrier positionen angefahren. Hierzu wird am Roboter ein optisches und/oder me chanisches Meßsystem angebracht, wobei die im Verfahrensschritt (a) ange fahrenen Kalibrierpositionen als etwa zehn genau gekannte Messmarken eines im Arbeitsbereich des Roboters aufgespannten Raumgitters ausgebildet sind. Positionsabweichungen von der jeweils im Versuchsfeld vorgegebenen Kalib rierposition und der tatsächlich mittels des offline erstellten Kalibrierprogramms angefahrenen Kalibrierposition werden dabei ermittelt und aus diesen Positi onsabweichungen Korrekturwerte errechnet, die in die Robotersteuerung zum Ausgleich von Robotertoleranzen übernommen werden. Diese ermittelten Kor rekturwerte für die Software des Roboters werden dabei vorzugsweise durch ein Rechenprogramm aus den gemessenen Positionsabweichungen errechnet. Nach einer derartigen Korrektur werden die Kalibrierpositionen zur Kontrolle erneut angefahren, wobei die Kalibrierung nach einem wiederholten Verfah rensschritt (a) als erfolgt gilt, wenn die Abweichungen an keiner der Kalibrier positionen bzw. der angefahrenen Messmarken größer 0,1 mm sind.As can be seen from the diagram in FIG. 1, in a first method step (a) the robot moves to a precisely fielded calibration position on a test field by means of a calibration program created offline. For this purpose, an optical and / or mechanical measuring system is attached to the robot, the calibration positions approached in method step (a) being designed as approximately ten precisely known measurement marks of a spatial grid spanned in the working area of the robot. Position deviations from the respective calibration position specified in the test field and the calibration position actually approached using the calibration program created offline are determined and correction values are calculated from these position deviations, which are adopted in the robot controller to compensate for robot tolerances. These determined correction values for the software of the robot are preferably calculated by a computer program from the measured position deviations. After such a correction, the calibration positions are approached again for checking, the calibration being deemed to have taken place after a repeated method step (a) if the deviations at none of the calibration positions or the approached measuring marks are greater than 0.1 mm.

Anschließend an diese Roboterkalibrierung im Versuchsfeld wird dann der Ro boter in einem weiteren Verfahrensschritt (b) im Bereich der Bearbeitungsvor richtung angebracht. Dort werden dann maßlich bekannte Messpunkte mittels eines offline erstellten Kalibrierungsprogrammteils angefahren, wobei Lageab weichungen zwischen den durch das Kalibrierungsprogrammteil vorgegebenen Messpunktlagen und den tatsächlich angefahrenen Messpunktlagen ermittelt werden. Dabei sind wenigstens vier als Anrisse oder Passbohrungen ausgebil dete Messpunkte an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen. Im Falle von ermittelten Lageabweichungen wird dann im Bahnprogramm eine dreidimensi onale Nullpunktverschiebung durchgeführt, um einen Ausgleich von Positio nierabweichungen zwischen einem Roboter und der Bearbeitungsvorrichtung gegenüber einem theoretischen Bahnprogramm und einer tatsächlich mit ge wissen Toleranzen vorliegenden Position zu berücksichtigen. Die im Verfah rensschritt (b) durchzuführende Roboterkalibrierung zur Vorrichtung hin ist in Ordnung, wenn die Abweichung zur Vorrichtung kleiner als 0,2 mm ist. Der Roboter ist dann fertig zum Einspielen des Offline-Bahnprogramms. Following this robot calibration in the test field, the Ro bot in a further process step (b) in the field of processing direction attached. Dimensionally known measuring points are then there by means of of a calibration program part created offline, with position ab deviations between those specified by the calibration program part Measuring point positions and the actually approached measuring point positions determined become. At least four are designed as cracks or fitting holes Dete measuring points provided on the processing device. In case of The deviations in position determined in the rail program are then three-dimensional onal zero shift carried out to compensate for position Kidney deviations between a robot and the processing device compared to a theoretical rail program and one actually with ge know tolerances to take into account present position. The in process Step (b) of the robot calibration to the device is shown in Order if the deviation from the device is less than 0.2 mm. The The robot is then ready to import the offline train program.

Dieses Offline-Bahnprogramm, das im schematischen Flussdiagramm der Fig. 1 als Offlineprogramm bezeichnet ist, wird in einem sich an den Verfahrens schritt (b) anschließenden Verfahrensschritt (c) eingespielt und korrigiert. Das heißt, dass mit dem Roboter die Bewegungsbahn abgefahren wird, die durch das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktver schiebung gegebenenfalls korrigierte Bahnprogramm vorgegeben ist. Das Off line-Bahnprogramm wird dabei vorzugsweise gegenüber dem Falzbett abge fahren, wobei das Falzbett so ausgeführt ist, dass es geringfügig, zum Beispiel um ca. 1 mm größer als der theoretische Umriss des Bauteils ist und der Ab stand der Rolle zum Falzbett in bestimmten Bahnabschnitten, zum Beispiel ca. alle 50 mm überprüft wird. Bei erkannten Abweichungen werden diese im Off line-Bahnprogramm korrigiert, wobei anschließend das gesamte Offline-Bahn programm für eine Bahnkurve in Richtung Falzbett um einen empirisch zu er mittelnden Wert, der vorzugsweise ca. 1 mm beträgt, nachgesetzt wird. Dieses Nachsetzen dient zum Ausgleich von Elastizitäten des Roboters für den größ ten Teil seines Arbeitsbereichs.This offline web program, which is referred to in the schematic flow diagram of FIG. 1 as an offline program, is imported and corrected in a method step (c) following the method step (b). This means that the robot traverses the trajectory that is specified by the path program created offline and possibly corrected in step (b) with regard to a zero point shift. The off-line rail program is preferably abge compared to the folding bed, the folding bed is designed so that it is slightly, for example, about 1 mm larger than the theoretical outline of the component and the position of the roll to the folding bed in certain Path sections, for example, is checked approximately every 50 mm. If deviations are detected, these are corrected in the off-line web program, with the entire offline web program for a web curve in the direction of the folding bed then being added by an empirically determined value, which is preferably approximately 1 mm. This repositioning is used to compensate for the elasticity of the robot for most of its work area.

Für eine Optimierung des Offline-Bahnprogramms wird nach dem Abfahren des Bahnprogramms gegenüber dem Falzbett und nach einer eventuell damit zusammenhängenden Programmkorrektur sowie nach dem Nachsetzen des Bahnprogramms im Verfahrensschritt (c) eine abschließende Programmüber prüfung und -korrektur anhand eines damit bearbeiteten Musterbauteils vor genommen. Dazu wird das Musterbauteil ins Falzbett gelegt und mit dem zu vor gegebenenfalls korrigierten Offline-Bahnprogramm gefalzt. Danach wird das Musterbauteil auf Druckstellen und auf nicht komplett geschlossene Flanschstücke hin untersucht. Bei Druckstellen wird dabei das Programm vom Falzbett weg korrigiert, während bei offenen Flanschen das Programm zum Falzbett hin korrigiert wird. Diese Korrektur wird so lange durchgeführt, bis sich für den gesamten Falzbereich ein vorzugsweise gleichmäßig geschlossener Flansch ergibt, wofür unter Umständen mehrere solcher Programmkorrekturen nacheinander durchzuführen sind. For an optimization of the offline train program is after the departure of the rail program opposite the folding bed and possibly with it related program correction and after adding the Railway program in process step (c) a final program testing and correction based on a sample component processed with it taken. For this purpose, the sample component is placed in the folding bed and closed with it folded before any corrected offline train program. After that the sample component on pressure points and on not completely closed Flange pieces examined. In the case of pressure points, the program from Corrected folding bed away, while with open flanges the program for Folding bed is corrected. This correction is carried out until a preferably evenly closed one for the entire folding area Flange results, for which, under certain circumstances, several such program corrections are to be carried out one after the other.

Sobald das Musterbauteil, das im Diagramm der Fig. 1 als Bauteil bezeichnet ist, in Ordnung ist, wird das Programm archiviert und die Kalibrierung ist been det.As soon as the sample component, which is designated as a component in the diagram in FIG. 1, is in order, the program is archived and the calibration is ended.

Claims

1. Method for calibrating a robot that is program-controlled by means of an created offline path program with regard to working points or path curves on a workpiece in a processing device that can be approached with a robot hand, characterized by the following method steps:

a) Using a calibration program created offline, the robot moves to different, precisely measured calibration positions on a test field, position deviations from the calibration position specified in the test field and the calibration position actually approached by the calibration program being determined, and correction values being calculated from these position deviations and in the robot control to compensate for robot tolerances are taken over,
b) the robot is placed in the area of the processing device at which dimensionally known measuring points are approached by means of a calibration program part created offline, position deviations between the measuring point positions specified by the calibration program and the actually approached measuring point positions being determined, and based on these position deviations a three-dimensional zero point shift in the path program to compensate for positioning deviations between the robot and the processing device is carried out, and
c) the robot traverses the path of movement specified by the path program created offline and, if necessary, corrected in process step (b) with regard to a zero point shift, any remaining deviations between actually approached work or path points and desired points or contours on the processing device or can be determined online on sample workpieces for a corresponding correction of the path program created offline.

2. The method according to claim 1, characterized in that for determining deviations in process step (a) and / or in the process step (b) and / or in process step (c) on the robot, preferably at least one optical and / or mechanical at the end of the robot arm cal measuring system.

3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that that the calibration positions approachable in process step (a) as preferably about ten precisely known measuring marks one in the ar space grid of the robot are formed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the correction values determined in method step (a) for the soft of the robot from the measured position deviations a computer program can be calculated.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in an intermediate process step after process step (a) the calibration positions are approached again for checking, whereby calibration after a repeated process step (a) is sufficient if the deviations at none of the calibration positions or of the measuring marks are larger than 0.1 mm.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in process step (b) at least four as cracks or pass bores formed measuring points on the processing device are provided.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece is a sheet metal component that is in a folding bed as Bear processing device is recordable, in which by means of a robot side an edge flange can be folded against the roll.

8. The method according to claim 7, characterized in that
that in process step (c) the path program created offline and in process step (b) already corrected with regard to a zero point shift is run relative to the folding bed, the folding bed being designed in such a way that it is slightly, preferably approx. 1 mm larger than the theoretical outline of the Component and the distance of the roll to the folding bed is checked in certain web sections, preferably approximately every 50 mm, and that any deviations are corrected in the web program, and
that the entire path program for a path curve in the direction of the folding bed is subsequently adjusted by an empirically determined value, preferably approximately 1 mm, this adjustment being used to compensate for elasticities of the robot.

9. The method according to claim 8, characterized in
that after the traversing of the path program with respect to the folding bed and after any associated program corrections and after the tracing of the path program in method step (c), a final program check and correction takes place on the basis of a sample component processed with it
that the sample component is examined for pressure points and not completely closed flange flange pieces, and
that in web sections with pressure points on the sample component, the web program is corrected away from the folding bed and in web sections with open folding flanges towards the folding bed, whereby several such program corrections must be carried out successively using sample components until a satisfactory folding result.