DE10124044A1 - Verfahren zum Kalibrieren eines Bahnprogramms - Google Patents
Verfahren zum Kalibrieren eines BahnprogrammsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines
Bahnprogramms eines programmgesteuerten Manipulators mit
den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der DE-C 199 60 933 ist es bekannt, zum Roboterfalzen
ein am Werkstück orientiertes Bahnprogramm für den
programmgesteuerten Roboter offline zu programmieren. Nach
der Kalibrierung des Roboters und seines Bezugs zur
Arbeitsstation bzw. zum Werkstück wird dann anhand des in
die Robotersteuerung geladenen Bahnprogramms die
programmierte Bearbeitungsbahn abgefahren, wobei etwaige
Abweichungen der Ist-Lagen der einzelnen Bahnpunkte von
den Soll-Lagen der Bahnpunkte im Bahnprogramm online
gemessen werden. Zur Korrektur dieser Abweichungen wird
dann das offline-programmierte Bahnprogramm durch
Verschiebung der Bahnpunkte geändert. Dieses Vorgehen ist
sehr aufwendig und erfordert bis zu drei verschiedene
Fachleute. Zum einen müssen die vorerwähnten Abweichungen
der Arbeitspunkte von einem Prozessfachmann ermittelt
werden. Für die Änderung des offline erstellten
Bahnprogramms ist ein Spezialist für das hierfür
eingesetzte grafische offline Programmier- und
Simulationssystem erforderlich. Schließlich bedarf es auch
noch eines Roboterprogrammierers, der das geänderte
Bahnprogramm dann wieder in den Roboter lädt. In den
meisten Anwendungsfällen lässt sich außerdem das offline
erstellte Bahnprogramm nicht vor Ort ändern, sondern muss
per Datenfernübertragung zum Hersteller der
Bearbeitungsanlage übermittelt, dort geändert und dann
wiederum per Datenfernübertragung zurück zum Einsatzort
der Anlage geschickt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besseres
Kalibrierverfahren aufzuzeigen.
Die Erfindung löst, diese Aufgabe mit den Merkmalen im
Hauptanspruch.
Zum Kalibrieren des Bahnprogramms wird der
Werkzeug-Datensatz, der die Werkzeugeigenschaften
beschreibt, im gespeicherten Manipulator-Bahnprogramm an
ein oder mehreren Bahnpunkten oder Bahnabschnitten
verändert. Hierdurch kann die Kalibrierung vor Ort im
Roboterprogramm stattfinden. Ein Rückgriff auf das offline
programmierte Bahnprogramm und einen Fachmann für das
hierfür erforderliche grafische offline Programmier- und
Simulationssystem ist nicht erforderlich. Für die
Kalibrierung im Roboterprogramm genügt der vor Ort ohnehin
anwesende Roboterprogrammierer, wobei ggf. noch ein
Prozessfachmann hinzugezogen wird. Häufig sind jedoch
Fachleute vorhanden, die Prozess- und
Roboterfachkenntnisse haben. Insgesamt ist damit das
beanspruchte Kalibrierverfahren wesentlich einfacher,
schneller und kostengünstiger als die vorbekannte Technik.
Mit dem Kalibrierverfahren können nicht nur lokale
Bearbeitungsfehler auf schnelle und einfache Weise und im
Weiteren auch besonders zielsicher behoben werden. Darüber
hinaus können durch die Veränderung des
Werkzeug-Datensatzes auch die Prozesse selbst und deren
Bearbeitungsergebnisse, z. B. die beim Bördeln oder Falzen
gebildeten Falzformen, verändert werden. Hierbei kann z. B.
wahlweise ein tropfenförmiger sogenannter Eurofalz oder
ein Flachfalz oder dgl. hergestellt werden. Dies ist
möglich, ohne zugleich das offline erstellte Bahnprogramm
ändern zu müssen.
Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn das offline
erstellte Bahnprogramm nach dem CAD-Datensatz der
konstruktiven Werkstückvorgabe oder der Werkstückaufnahme,
z. B. einem Falzbett beim Falzen, programmiert wird. Es
kann sich hierdurch allein am Werkstück oder der
Werkstückaufnahme orientieren und braucht keine lokalen
unvorhergesehenen Fehlerursachen vom Roboter, vom Prozess
oder vom Werkstückverhalten zu berücksichtigen.
Bearbeitungsfehler hängen nämlich häufig mit
roboterspezifischen Toleranzen zusammen, die bei jedem
Roboter anders sind. Wenn in der Bearbeitungsstation
einmal der Roboter getauscht wird, kann weiterhin mit dem
offline erstellten Bahnprogramm gearbeitet werden, welches
beim Robotertausch beibehalten wird. Beim neuen Roboter
ist lediglich das beanspruchte Kalibrierverfahren
durchzuführen und das im Roboter gespeicherte
Roboter-Bahnprogramm anzupassen. Dies bedeutet für den
Anlagenbetreiber eine wesentliche Vereinfachung, weil er
diese Änderungen in Eigenregie durchführen kann und
hierfür den Anlagenhersteller meist nicht mehr braucht.
Die Veränderung der Werkzeugeigenschaften und des
Werkzeug-Datensatzes zu Kalibrierzwecken kann auf
unterschiedliche Weise je nach Programmauslegung erfolgen.
In der bevorzugten Ausführungsform werden im gespeicherten
Roboter-Bahnprogramm an den zu ändernden Stellen vor den
betreffenden Bahnverfahranweisungen Steuerbefehle
eingefügt, die den jeweils gültigen Werkzeug-Datensatz
verändern. Hierbei wird vorzugsweise der
Werkzeugbezugspunkt in ein oder mehreren Achsen
verschoben, so dass die Position, Orientierung und
Einwirkung des Bearbeitungswerkzeugs, z. B. einer
Falzrolle, gegenüber dem Werkstück entsprechend lokal
verändert wird. Diese Datensatzänderung wird nach
Beendigung der Korrektur wieder aufgehoben bzw.
zurückgesetzt oder mit einem neuen Steuerbefehl
überschrieben, so dass die Kalibrierung mit hoher
örtlicher und funktioneller Präzision erfolgen kann. In
einfachen Fällen, bei denen das Werkstück stets in
Normalenrichtung zur Bearbeitungsbahn geführt wird, wie
dies meist beim Roboterbördeln der Fall ist, genügt zum
Kalibrieren die Veränderung der Länge des
Bearbeitungswerkzeuges, was üblicherweise durch eine
Verschiebung des Werkzeugbezugspunktes TCP in nur einer
Achse, z. B. der z-Achse, erfolgt.
Das offline programmierte Bahnprogramm kann bei seiner
Erstellung bereits auf die späteren Kalibriervorgänge in
der Robotersteuerung angepasst sein und diese erleichtern.
Hierbei empfiehlt es sich, eine Grundsegmentierung der
programmierten Bearbeitungsbahn nach den allgemein
bekannten roboter- und werkstückspezifischen
Gesichtspunkten durchzuführen und insbesondere die
Bearbeitungsbahn noch feiner als bisher üblich zu
segmentieren und zusätzliche Bahnpunkte oder Stützpunkte
einzufügen. Diese Feinsegmentierung kann alternativ oder
zusätzlich auch in der Robotersteuerung vor Ort und im
dort gespeicherten Roboter-Bahnprogramm vorgenommen
werden.
Das beanspruchte Kalibrierverfahren eignet sich im
bevorzugten Ausführungsbeispiel für das Bördeln oder
Falzen von Blechen. Darüber hinaus lässt es sich aber mit
Erfolg auch für beliebige andere robotergestützte Prozesse
einsetzen, z. B. Schweißen mit Lichtbogen und/oder
Laserstrahl, Trennen mit Laserstrahl oder Wasserstrahl,
Kleben, Sprühen oder sonstiges Beschichten oder
dergleichen.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und
schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Falzeinrichtung mit Roboter und
Falzwerkzeug in Seitenansicht,
Fig. 2 eine vergrößerte und abgebrochene
Darstellung eines Bauteilfalzes mit
Bearbeitungsfehler und
Fig. 3 eine Darstellung des Bauteilfalzes von
Fig. 2 nach Korrektur des
Bearbeitungsfehlers.
In Fig. 1 ist eine Bearbeitungseinrichtung (1)
dargestellt, bei der es sich in der gezeigten
Ausführungsform um eine Falzeinrichtung handelt. Sie
besteht aus ein oder mehreren Manipulatoren (2), die
vorzugsweise als mehrachsige Gelenkroboter ausgebildet
sind. Alternativ kann der Manipulator (2) auch eine
beliebige andere Gestaltung mit translatorischen und/oder
rotatorischen Achsen in beliebiger Zahl und Anordnung
haben. Der Roboter (2) besitzt auch eine Robotersteuerung
(17) mit ein oder mehreren Recheneinheiten und geeigneten
Daten- und Programmspeichern (18), in denen das
nachfolgend näher beschriebene Roboter-Bahnprogramm
gespeichert ist.
Der Roboter (2) führt ein Bearbeitungswerkzeug (3)
gegenüber einem Werkstück (5). In der gezeigten
Ausführungsform ist das Bearbeitungswerkzeug (3) als
Falzwerkzeug mit einer frei drehbaren Falzrolle (4)
ausgebildet. Alternativ kann es sich auch um ein
beliebiges anderes Bearbeitungswerkzeug, z. B. einen
Schweißbrenner, einen Laserschweißkopf, eine Klebepistole,
eine Sprühpistole oder dergleichen handeln.
Das Werkstück (5) besteht in der gezeigten Ausführungsform
aus einem schalenförmigen Unterteil (7) und einem
aufgelegten, ebenfalls schalenförmigen oder auch flachen
Oberteil (6), die gemeinsam in einer Werkstückaufnahme
(14), hier einem Falzbett, gelagert und formschlüssig
geführt sind. Sie werden hier über geeignete Positionier-
und Spanneinrichtungen (nicht dargestellt) in der
gewünschten Lage zueinander und zum Falzbett (14)
positioniert und gespannt.
Fig. 2 und 3 verdeutlichen den bereits geformten
Bauteilfalz (8) des Werkstücks (5), der von zwei Blechen
(9, 10) der Teile (6, 7) gebildet wird, wobei das auf dem
Falzbett (14) liegende untere Blech (10) in einem
sogenannten Flachfalz um den flach aufliegenden Rand des
oberen Bleches (9) unter Bildung des Flachfalzes
herumgebogen wird. Hierbei wird in üblicher Weise das
zunächst vom Falzbett (14) hochstehende Blech (10) um z. B.
ca. 45° vorgebogen oder vorgebördelt und anschließend in
Anlage an das andere Blech (9) fertiggebogen oder
fertiggebördelt. Diese Vor- und Fertigbördelvorgänge
können je nach Prozessausgestaltung in getrennten
Werkzeugumläufen in Abstand nacheinander oder durch ein
entsprechend gestaltetes Bearbeitungswerkzeug (3) in einem
Umlauf unmittelbar nachfolgend durchgeführt werden.
Zum Durchführen des Falzprozesses bewegt der Manipulator
oder Roboter (2) das Falzwerkzeug (3) und insbesondere
seine Falzrolle (4) auf einer programmierten
Bearbeitungsbahn (11), die dem Verlauf des Bauteilfalzes
(8) folgt. Die Bearbeitungsbahn (11) besteht aus mehreren
Bahnpunkten (12), die zwischen sich Bahnabschnitte oder
Bahnsegmente (13) bilden. Die Bearbeitungsbahn (11) bzw.
der Falzverlauf können eine beliebige räumliche Form und
Lage haben. In Fig. 1 ist der Einfachheit halber für
beide ein gerader und ebener Verlauf dargestellt.
Die Bearbeitungsbahn (11) wird zunächst offline mit einem
geeigneten grafischen Offline-Programmier- und
Simulationssystem erstellt. Dies ist z. B. ein unter dem
Namen "Robcad" bekanntes CAD/CAM-Programm. Das offline
erstellte Bahnprogramm wird nach dem CAD-Datensatz der
konstruktiven Vorgaben des Werkstücks (5) oder der
Werkstückaufnahme (14) programmiert. Dieser CAD-Datensatz
beschreibt Punkte oder Linien bzw. Kurven am Werkstück (5)
oder an der Werkstückaufnahme (14), aber vorzugsweise noch
keine Blechdicken. Die für den Bearbeitungsprozess
erforderlichen Parameter, wie z. B. Blechdicken,
Werkzeugorientierungen und dergleichen werden bei der
Erstellung des Bahnprogramms hinzugefügt. Außerdem werden
im Bahnprogramm die zur Beschreibung der Punkte oder
Linien bzw. Kurven am Werkstück erforderlichen Bahnpunkte
und Bahnverfahranweisungen erstellt, wobei deren
Koordinaten und Richtungen aus dem vorerwähnten
CAD-Datensatz generiert werden.
Bei der Erstellung des offline programmierten
Bahnprogramms wird die Bearbeitungsbahn (11) in einer
Grundsegmentierung in die einzelnen Bahnabschnitte (13)
unterteilt, wobei diese Segmentierung nach roboter- und
werkstückspezifischen Gesichtspunkten entsteht. Hierbei
werden z. B. die besondere Kinematik eines sechsachsigen
Gelenkroboters nebst vorbekannten Elastizitäten bei
bestimmten Roboterposen berücksichtigt. Bei dieser
Grundsegmentierung werden u. U. auch längere gerade
Bahnabschnitte (13) in mehrere kleinere Abschnitte unter
Einfügung zusätzlicher Bahnpunkte (12) oder Stützpunkte
unterteilt. Das fertig gestellte Offline-Bahnprogramm wird
dann auf die Robotersteuerung (17) heruntergeladen und im
Datenspeicher (18) hinterlegt. Hierbei kann eine
zusätzliche Feinsegmentierung der programmierten
Bearbeitungsbahn (11) erfolgen. Diese Feinsegmentierung
mit noch kleinerer Unterteilung der Bahnabschnitte (13)
und Einfügung weiterer Bahn- oder Stützpunkte (12) kann
alternativ oder zusätzlich auch bei der
Offline-Programmierung erfolgen.
Nach Beendigung der Programmierung und des Downloads auf
die Robotersteuerung (17) erfolgt eine Zellenkalibrierung
in drei Stufen, wobei zunächst der Roboter (2) an sich mit
seinen Achsen und dann im Weiteren sein
Bearbeitungswerkzeug (3) sowie die Zellenzuordnung des
Roboters (2) zur Bearbeitungseinrichtung (1) bzw.
Arbeitszelle und/oder zum Werkstück (5) bzw. der
Werkstückaufnahme (14) kalibriert wird. Diese
Kalibriervorgänge können in beliebig geeigneter Art und
Weise durchgeführt werden.
Nach Abschluss der Kalibrierung wird ein Muster-Werkstück
(15) anhand des im Manipulator (2) bzw. in seiner
Steuerung (17) gespeicherten Bahnprogramms bearbeitet. In
der bevorzugten Ausführungsform wird dann das
Muster-Werkstück (5) einer anschließenden kritischen
Begutachtung durch Prozessfachleute unterzogen und auf
etwaige Bearbeitungsfehler untersucht. Fig. 2 zeigt einen
solchen Bearbeitungsfehler, der sich z. B. in einer
verformten und zu flach gedrückten Falzkontur (16') des
Bauteilfalzes (8) äußert. Hierbei ist der sogenannte
Einrollwert unzulässig reduziert, was z. B. bei
Karosseriebauteilen, insbesondere Fahrzeugtüren zu
sichtbaren Spalten am fertigen Fahrzeug und außerdem zu
der in Fig. 2 strichliert angedeuteten Wellenbildung am
oberen Blech (10) in Flanschlängsrichtung führt.
Ursache dieses Bearbeitungsfehlers ist eine zu große
Zustellung und ein zu kräftiges Andrücken der Falzrolle
(4), welche hierdurch die Falzkontur (16) flachdrückt. Die
korrekte Falzkontur (16) ist in Fig. 2 gestrichelt und in
Fig. 3 in der Volldarstellung gezeigt.
Zur Korrektur dieser Bearbeitungsfehler wird indem im
Manipulator (2) bzw. der Steuerung (17) gespeicherten
Roboter-Bahnprogramm der die Werkzeugeigenschaften
beschreibende Werkzeug-Datensatz mit Bezug auf die
betreffenden Bahnpunkte (12) oder Bahnabschnitte (13)
lokal verändert. Diese Veränderung kann auf
unterschiedliche Weise erfolgen.
Das Bearbeitungswerkzeug (5) hat einen Werkzeugbezugspunkt
T, der üblicherweise auch als Tool Center Point, abgekürzt
TCP bezeichnet wird. Die Koordinaten des TCP sind z. B. im
sogenannten Werkzeugkoordinatensystem vorgegeben, welches
wiederum in einem festgelegten Transformationsbezug zu
einem übergeordneten Koordinatensystem steht, z. B. dem
Roboterkoordinatensystem, dem Werkstückkoordinatensystem
oder auch dem Zellenkoordinatensystem. Im
Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist der,
Werkzeugbezugspunkt T' falsch orientiert und befindet sich
in Richtung der angegebenen Z-Achse zu nahe am geplanten
Krümmungsmittelpunkt des Bauteilfalzes (8).
Zur Korrektur dieses Bearbeitungsfehlers wird im
gespeicherten Roboter-Bahnprogramm an der betreffenden
Stelle bzw. dem betreffenden Bahnpunkt (12) bzw.
Bahnabschnitt (13) vor der Bahnverfahranweisung ein
Steuerbefehl vom Roboterprogrammierer eingefügt, der den
Werkzeug-Datensatz verändert. Hierbei wird der
Werkzeugbezugspunkt T' mit seinen Koordinaten in ein oder
mehreren Achsen auf die korrekte Lage verschoben. Diese
Verschiebung kann z. B. in ein bis sechs Achsen
entsprechend der Roboterkinematik erfolgen. Hierbei können
nicht nur die Koordinaten des TCP, sondern auch die
Orientierungen des Werkzeugs (3, 4) verändert werden. In
der einfachsten Ausführungsform, wie sie z. B. in Fig. 2
und 3 dargestellt ist, wird durch TCP-Verschiebung die
Länge des Bearbeitungswerkzeugs (3) durch die Korrektur
des Werkzeug-Datensatzs verändert. Bei der Bewegung des
Werkzeugbezugspunktes von der fälschen Lage T' in die
korrekte Lage T findet eine Verkürzung des Werkstücks in
Richtung der Z-Achse statt. Eine solche einachsige
Veränderung ist insbesondere dann möglich, wenn ein
Werkzeug, wie hier die Falzrolle (4) in Normalenrichtung
entsprechend der Z-Achse zur Bearbeitungsbahn (11) bzw.
zum Werkstück (5) geführt wird. In diesem Fall wird die
Länge des Werkzeugs verändert und dessen Orientierung
beibehalten.
In Variation zu der Ausführungsform von Fig. 2 kann der
Bearbeitungsfehler auch in einer zu schwachen Falzbiegung
liegen, wenn z. B. bei bestimmten Roboterposen und
Achsstellungen die Elastizität des Roboters (2) größer als
erwartet ist, wodurch der Roboter (2) die Falzrolle (4) zu
schwach andrückt. In diesem Fall ist ein Nachsetzen des
Werkzeugs (3, 4) erforderlich, was z. B. ebenfalls durch
eine Verschiebung des wahren Werkzeugbezugspunktes T
erfolgen kann, die dann aber im Gegensatz zu Fig. 2 in
der negativen Richtung der Z-Achse erfolgt.
Derartige Bearbeitungsfehler sind mit der
Offline-Programmierung des Bahnprogramms nicht mit
Sicherheit vorhersehbar, weil sie u. a. auch auf
roboterspezifischen Toleranzen beruhen und von Roboter zu
Roboter unterschiedlich sind. Wird z. B. der in Fig. 1
dargestellte Roboter (2) gegen ein anderes Exemplar
getauscht, ergeben sich in der Regel andere Toleranzen und
Elastizitäten und damit u. U. andere roboterspezifische
Bearbeitungsfehler, die eine Korrektur verlangen.
Durch die beschriebene Veränderung des
Werkzeug-Datensatzes können nicht nur Bearbeitungsfehler
am Werkstück (5) behoben werden. Darüber hinaus ist es
auch möglich, gezielt Einfluss auf prozessspezifische
Kriterien zu nehmen und den Prozess selbst zu verändern.
Dies kann z. B. über geeignete Offsets des TCP im
gespeicherten Roboter-Bahnprogramm erfolgen. Hierbei
lassen sich z. B. die Falzformen beim Falzen gezielt
verändern, indem ein tropfenförmiger sogenannter Eurofalz
in den in Fig. 2 und 3 dargestellten Flachfalz verändert
wird. Diese Flanschänderungen erfolgen nur durch
Werkzeugveränderung in dem im Roboter (2) bzw. in seiner
Steuerung (17) gespeicherten Roboter-Bahnprogramm und
können ohne Änderung des offline erstellten Bahnprogramms
und des Robcad-Datensatzes durchgeführt werden.
Zur genauen Lokalisierung der vorgenommenen Korrekturen
von Bearbeitungsfehlern oder sonstigen gezielten
Veränderungen des Prozesses kann der Bahnverlauf im
gespeicherten Roboter-Bahnprogramm vor Ort noch feiner
segmentiert werden. Insbesondere empfiehlt es sich, die am
Werkstück (5) geplanten örtlichen Prozessänderungen nach
der Lage der betroffenen Bahnabschnitte oder Bahnsegmente
(13) genau zu vermessen und dann im gespeicherten
Roboter-Bahnprogramm am Anfang und Ende des jeweils
betroffenen Bahnabschnittes oder Bahnsegmentes (13) ggf.
zusätzliche Bahnpunkts (12) oder Stützpunkte gezielt
einzufügen. An diesem Bahnpunkt (12) zu Beginn des
betroffenen Bahnabschnitts (13) wird dann der erwähnte
Steuerbefehl zur Veränderung des Werkzeug-Datensatzes in
das gespeicherte Roboter-Bahnprogramm eingefügt. Die
gespeicherte Bearbeitungsbahn (11) und ihre Bahnpunkte
(12) bleiben dabei in ihrer Lage vorzugsweise unverändert.
Am Ende des betroffenen Bahnabschnittes (13) kann dann die
Veränderung des Werkzeug-Datensatzes wieder zurückgenommen
werden, was z. B. durch einen Reset auf den ursprünglichen
alten Werkzeug-Datensatz oder durch Überschreiben erfolgen
kann. Außerdem kann sich hier natürlich auch eine
neuerliche und andere Veränderung der
Werkzeugeigenschaften durch Einfügen eines völlig anderen
Steuerbefehls und Werkzeug-Datensatzes ergeben. Dies hängt
von der Art der Korrektur oder Prozessbeeinflussung ab.
Die Korrekturen von Bearbeitungsfehlern oder sonstigen
Prozessbeeinflussungen durch programmierte
Werkzeugänderungen können iterativ in mehreren Schritten
durchgeführt werden. Hierbei wird das Werkstück (5) mit
den programmierten Änderungen des Roboter-Bahnprogramms
erneut bearbeitet und das Ergebnis anschließend
begutachtet. Diese Schritte können mehrmals hintereinander
ausgeführt werden, bis die gewünschte Prozessqualität
erreicht ist. All diese Änderungen können vor Ort vom
Prozessfachmann und vom Roboterprogammierer vorgenommen
werden, wobei dies eine Person sein kann, die beide
Fachkenntnisse in sich vereint.
Am Ende bleibt das mit geeigneten Steuerbefehlen und ggf.
zusätzlich feinsegmentierte Roboter-Bahnprogramm in der
Robotersteuerung (17) bzw. im Speicher (18) gespeichert
und wird für die anschließende Serienfertigung laufend
verwendet. Wenn sich prozessrelevante Änderungen, z. B. ein
Roboterwechsel, Detailänderungen am Werkstück (5), ein
veränderter Zellenbezug des Roboters (2) oder dergleichen
ergeben, werden die vorbeschriebenen Anpassungs- und
Korrekturvorgänge mit Änderung der Werkzeugeigenschaften
erneut und auf der Basis des ursprünglichen und
unangetasteten offline erstellten Bahnprogramms (Robcad)
durchgeführt.
In Abwandlung der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele
ist es auch möglich, die Veränderungen im vor Ort
gespeicherten Roboter-Bahnprogramm auf das offline
erstellte Robcad-Bahnprogramm zurück zu laden, was z. B.
bei werkstückspezifischen Korrekturen, die weniger mit der
Kinematik und anderen Eigenschaften des Roboters (2) zu
tun haben, sinnvoll und vorteilhaft ist. Insbesondere
können auch vor Ort eingebrachte Änderungen der
Werkstückgeometrie auf diesem Weg zurück in das offline
erstellte Bahnprogramm übernommen werden. Dies gilt z. B.
auch für eine sachgemäße Bahnsegmentierung. Alternativ
können aber auch alle anderen Daten des vor Ort
gespeicherten Roboter-Bahnprogramms zurück auf das offline
erstellte Bahnprogramm geladen werden.
Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele sind in
verschiedener Weise möglich. Dies betrifft nicht nur die
Gestaltung und Anordnung des Roboters (2), des
Bearbeitungswerkzeugs (3) und des Werkstücks (5), sondern
auch die Vorgehensweisen bei der Korrektur von
Prozessfehlern oder einer sonstigen wahlfreien
Beeinflussung des Prozesses. Variabel sind zudem die Arten
der Prozesse. Zudem lassen sich die gezielten
Veränderungen der Werkzeugeigenschaften auch auf andere
Weise als durch das beschriebene Einfügen von
Steuerbefehlen unter Verlagerung des Werkzeugbezugspunktes
T, T' erzielen.
1
Bearbeitungseinrichtung, Falzeinrichtung
2
Manipulator, Roboter
3
Bearbeitungswerkzeug, Falzwerkzeug
4
Falzrolle
5
Werkstück
6
Oberteil
7
Unterteil
8
Bauteilfalz
9
Blech
10
Blech
11
Bearbeitungsbahn
12
Bahnpunkt, Stützpunkt
13
Bahnabschnitt, Bahnsegment
14
Werkstückaufnahme, Falzbett
15
Wellenbildung
16
Falzkontur korrekt
16
' Falzkontur falsch
17
Manipulatorsteuerung, Robotersteuerung
18
Daten- und Programmspeicher
T Werkzeugbezugspunkt, Tool Center Point, korrekt
T' Werkzeugbezugspunkt, Tool Center Point, falsch
d Verschiebung TCP
y Koordinatenachse
z Koordinatenachse
T Werkzeugbezugspunkt, Tool Center Point, korrekt
T' Werkzeugbezugspunkt, Tool Center Point, falsch
d Verschiebung TCP
y Koordinatenachse
z Koordinatenachse
Claims (12)
1. Verfahren zum Kalibrieren eines Bahnprogramms eines
programmgesteuerten Manipulators (2), der mit einem
Bearbeitungswerkzeug (3), vorzugsweise einem
Falzwerkzeug, ausgerüstet ist, wobei in dem im
Manipulator (2) gespeicherten
Manipulator-Bahnprogramm mehrere Bahnpunkte (12)
bzw. Bahnabschnitte (13) und Bahnverfahranweisungen
sowie mindestens ein die Werkzeugeigenschaften
beschreibender Werkzeug-Datensatz gespeichert sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der
Werkzeug-Datensatz im gespeicherten
Manipulator-Bahnprogramm an ein oder mehreren
Bahnpunkten (12) oder Bahnabschnitten (13) verändert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass mit der
Veränderung des Werkzeug-Datensatzes lokale
Bearbeitungsfehler korrigiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass mit der
Veränderung des Werkzeug-Datensatzes
Bearbeitungsergebnisse, z. B. Falzformen beim Falzen,
verändert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass im
Manipulator-Bahnprogramm vor den betreffenden
Bahnverfahranweisungen Steuerbefehle zur Veränderung
des Werkzeug-Datensatzes eingefügt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass nach
Beendigung der Korrektur der Steuerbefehl mit dem
geänderten Werkzeug-Datensatz wieder aufgehoben bzw.
zurückgesetzt oder mit einem neuen Steuerbefehl mit
einem anderen geänderten Werkzeug-Datensatz
überschrieben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der
Werkzeugbezugspunkt (T, T') in ein oder mehreren
Achsen verschoben wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
normal zur Bearbeitungsbahn (11) geführten
Bearbeitungswerkzeug (3) dessen Länge verändert
wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im
offline programmierten Bahnprogramm oder im
Manipulator-Bahnprogramm die zu verfolgende
Bearbeitungsbahn (11) zusätzlich und feiner
segmentiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im
offline programmierten Bahnprogramm oder im
Manipulator-Bahnprogramm in die zu verfolgende
Bearbeitungsbahn (11) zusätzliche Bahnpunkte oder
Stützpunkte eingefügt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Bearbeitungsfehler an einem Muster-Werkstück offline
festgestellt werden, wobei die Korrektur des
Manipulator-Bahnprogramms vor Ort von einem
Roboterprogrammierer vorgenommen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das
veränderte Manipulator-Bahnprogramm auf das offline
programmierte Bahnprogramm zu dessen Anpassung
zurückgespielt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das
offline erstellte Bahnprogramm nach dem
CAD-Datensatz der konstruktiven Werkstückvorgabe
oder der Werkstückaufnahme (14), z. B. des
Falzbettes, programmiert wird.
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