DE10136691A1 - Verfahren zum Kompensieren einer Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments durch Bilden eines Ursprungskoordinatensystems; durch Strahlen von Laserstrahlen auf Reflektoren und durch Berechnen von Abständen zu den Reflektoren; durch Umwandeln des Ursprungskoordinatensystems zu einem gebildeten Koordinatensystem; durch Erzeugen von Koordinaten zu einem Ende einer unteren Spitze einer Schweißpistole; durch Berechnen einer Position und einer Stellung des Roboters; durch Belehren des Roboters über vier oder mehrere Stellungen; durch Hochladen von Positionskoordinaten des Roboters und von Roboter-Lehrprogrammdaten zu einem Hauptcomputer; durch Bestimmen, ob ein Fehler zwischen CAD-Daten und durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als ein vorbestimmter Wert ist; durch Überarbeiten der Daten, wenn sie es nicht sind, oder durch Beenden einer Kompensation von Positionen der Schweißpistole, des Roboters und der Vorrichtungen, wenn sie es sind; und durch Herunterladen des Roboter-Lehrprogramms zu einer Robotersteuerung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters, wobei ein Laser-Meßinstrument zum gleichzeitigen Kompensieren des Positionierens einer Schweißpistole, eines Schweißroboters, verschiedener am Werkstück befestigter Aufspannvorrichtungen bzw. verschiedener Vorrichtungen, etc. verwendet wird, so daß eine Roboter-Lehrprozeßzeit reduziert wird und eine Präzision einer Schweißstellen-Lehre für einen Kraftfahrzeug-Karosserieblechteil-Roboter erhöht wird.

Computersimulationen werden gemeinhin beim Entwickeln von Zusammenbauprozessen für Automobile verwendet. Das bedeutet, daß bei einer Verwendung von Computersimulationen alle Prozesse, die bei einer Produktionsentwicklung, einer Produktion und einer Installation von Produktions- bzw. Fertigungsabläufen und -straßen beteiligt sind, und der Betriebsablauf der Prozesse vor einer tatsächlichen Anwendung modelliert bzw. modellmäßig dargestellt bzw. entwickelt werden kann. Dann können durch ein Laufenlassen der Simulation Probleme vor einer tatsächlichen Implementierung erfaßt und richtiggestellt werden. Demgemäß wird die Zeit zum Vorbereiten für eine Produktion bzw. Fertigung reduziert, wird die Qualität erhöht und werden die Kosten minimiert. Zusätzlich zu diesem Vorteil werden Vorteile durch die Möglichkeiten einer Offline-Programmierung von Simulationen realisiert.

Da jedoch bei den Roboterprogrammen das Modellieren der Situationen, in welche die Roboter versetzt werden, bei der Verwendung von Simulationen auf CAD-Daten basiert, ist eine genaue Reproduktion der wirklichen Zustände bzw. Bedingungen nicht möglich. Das bedeutet, daß es im Ergebnis einen Unterschied zwischen dem Modell und der tatsächlichen Situation gibt, so daß eine direkte Anwendung der unter Verwendung der Simulationen entwickelten Roboter nicht möglich ist. Demgemäß ist es nötig, einen Kalibrierungsprozeß durchzuführen, bei welchem diese Unterschiede in den offline geschriebenen Programmen (d. h. Unterschiede zwischen den entwickelten Daten und tatsächlichen Umständen) kompensiert wird, wonach die kalibrierten Programme zu einer Robotersteuerung heruntergeladen werden.

Eine solche Kalibrierung der Positionen einer Schweißpistole, eines Schweißroboters, verschiedener an einem Werkstück befestigter Aufspannvorrichtungen bzw. verschiedener Vorrichtungen und anderer Produktionsmaschinerie, die in einer Kraftfahrzeug-Karosseriezusammenbau-Fertigungsstraße angeordnet sind, wird Roboter-Positionskompensationsverfahren genannt. Das herkömmliche Roboter- Positionskompensationsverfahren ist in zwei Unterverfahren aufgeteilt: ein Schweißpistolen-Kalibrierungsverfahren, bei welchem der Unterschied zwischen CAD-Modellierungsdaten einer Schweißpistole und Information über eine tatsächliche Schweißpistole kompensiert wird, und ein Layout- Kalibrierungsverfahren, bei welchem CAD-Modellierungsdaten der Positionierung von Robotern und Vorrichtungen und eine tatsächliche Positionierung der Roboter und Vorrichtungen kalibriert werden.

Als Beispiel des Schweißpistolen-Kalibrierungsverfahrens werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 bei einer Schweißpistole 53, die an einem Arm eines Kraftfahrzeug- Karosserieblechteil-Schweißroboters 51 angebracht ist, von welchem sechs Achsengelenke bzw. -verbidnungen durch einen Servämotor (nicht gezeigt) angetrieben werden, Produktionsfehler der Schweißpistole 53 und Anbringungsfehler des Roboters 51 kompensiert. Genauer gesagt wird in einem Schritt S100 zuerst ein Nadelstift 55, der ein spitzes Ende hat und aus Stahl hergestellt ist, erzeugt und innerhalb eines Wirkungsradius des Roboters 51 installiert bzw. eingebaut. Als nächstes lehrt der Anwender/Bediener den Roboter 51 durch eine Robotersteuerung 61 in einem Schritt S110 so, daß eine untere Spitze 57 der Schweißpistole 53 am Ende des Nadelstifts 55 positioniert ist.

Darauffolgend werden in einem Zustand, in welchem die untere Spitze 57 der Schweißpistole 53 am Ende des Nadelstifts 55 positioniert ist, in einem Schritt S120 eine Referenzstelle bestimmt und ein Belehren des Roboters 51 über wenigstens vier Stellungen durchgeführt. Als nächstes werden in einem Schritt S130 Lehrprogrammdaten entsprechend den vier oder mehreren Stellungen zu einem Hauptcomputer 59 übertragen. Zu dieser Zeit vereinigen sich die vier oder mehreren Stellungen bzw. Positionen des Roboters 51 nicht bei einer einzigen Stelle (d. h. der Referenzstelle) im Roboter-Lehrprogramm, was ein Ergebnis von Roboter-Positionsfehlern (eines Spiels) ist. Demgemäß gibt es als Ergebnis möglicherweise vier oder mehrere Referenzstellen.

Nach dem Obigen läuft das hochgeladene Roboter-Lehrprogramm auf dem Computer 59, der dann die vier oder mehreren Referenzstellen in einem Schritt 140 zu einer einzigen Stelle kompensiert. Als nächstes wird ein Fehler zwischen CAD-Daten eines Abstands von einer ersten Achse an einem Ende der unteren Spitze 57 der Schweißpistole 53 zu einer zweiten Achse, die ein Anschlußteil der Schweißpistole 53 ist, und durch eine Simulation modellierten Daten mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Das bedeutet, daß in einem Schritt S150 bestimmt wird, ob der Fehler zwischen den CAD- Daten und den Simulationsdaten kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Wenn die Bedingung des Schritt S150 erfüllt ist, wird in einem Schritt S160 eine Positionskompensation der Schweißpistole 53 beendet und wird dann das Roboter- Lehrprogramm zur Robotersteuerung 61 heruntergeladen. Wenn jedoch die Bedingung des Schritts 150 nicht erfüllt ist, werden in einem Schritt S170 durch die Simulation modellierte Schweißpistolendaten überarbeitet, wonach der Schritt S160 durchgeführt wird, um dadurch das Schweißpistolen- Kalibrierungsverfahren zu beenden.

Nun wird ein Beispiel des Layout-Kalibrierungsverfahrens unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. In einem Zustand, in welchem eine Schweißpistole 53 an einem Arm eines Kraftfahrzeug-Karosserieblechteil-Schweißroboters 51 angebracht ist, sechs Achsengelenke bzw. -verbindungen, die durch einen Servomotor (nicht gezeigt) angetrieben werden, und Vorrichtungen 65, die eine Klammer, einen Lokalisierer bzw. Positionsgeber und einen Werkzeugbestückungsstift zum Steuern eines Kraftfahrzeug-Karosserieblechteils 63 enthalten, gemäß Auto-Fertigungsstraßen-Koordinaten eingebaut werden, werden Fehler in bezug auf die Positionierung des Roboters 51 und die Vorrichtungen 65 kompensiert. Dies wird nachfolgend detaillierter beschrieben.

Zuerst wird ein Abstand T1 unter Verwendung eines Metermaßes gemessen, um eine Position des Roboters 51 zu bestimmen, und wird ein Abstand T2 aus einer Roboter-Produktzeichnung bestimmt, wonach in einem Schritt S200 eine Roboter-Position berechnet wird. Als nächstes wird in einem Schritt S210 ein Paßstift 67, der aus Stahl hergestellt ist und ein spitzes Ende hat, das in ein NC-Loch eingefügt wird, um eine Vorrichtung 65 mit einer anderen zu verbinden, hergestellt und in eine der Vorrichtungen 65 eingebaut. Der Anwender/Bediener lehrt dann den Roboter 150 durch eine Robotersteuerung 61 so, daß eine untere Spitze 57 der Schweißpistole 53 am Ende des Paßstifts 67 positioniert ist. In diesem Zustand wird in einem Schritt S220 eine Referenzstelle bestimmt, und ein Belehren des Roboters 51 in bezug auf wenigstens vier Stellungen wird durchgeführt.

Nach dem Obigen werden in einem Schritt S230 Lehrprogrammdaten entsprechend den vier oder mehreren Positionen zu einem Hauptcomputer 59 übertragen. In einem Schritt S240 läßt der Hauptcomputer 59 dann das hochgeladene Roboter-Lehrprogramm laufen und führt unter Berücksichtigung der vier oder mehreren Referenzstellen, die sich nicht bei einer einzigen Stelle vereinigen, einen Vergleich von durch eine Simulation modellierten Daten durch, so daß Roboter- Positionsdaten kompensiert werden, um tatsächlichen Positionen zu entsprechen. Als nächstes wird in einem Schritt 5250, nachdem eine Positionskompensation der Schweißpistole 53 beendet ist, das Roboter-Lehrprogramm zur Robotersteuerung 61 heruntergeladen, um dadurch das Layout- Kalibrierungsverfahren abzuschließen.

Jedoch wird beim herkömmlichen Roboter- Positionskompensationsverfahren, wie es oben beschrieben ist, eine Herstellungszeit als Ergebnis dessen erhöht, daß das Verfahren in zwei Unterverfahren aufgeteilt ist, die separat durchgeführt werden, d. h. das Schweißpistolen- Kalibrierungsverfahren, bei welchem der Unterschied bzw. die Differenz zwischen CAD-Modellierungsdaten der Schweißpistole und Information über die tatsächliche Schweißpistole kompensiert wird, und das Layout-Kalibrierungsverfahren, bei welchem CAD-Modellierungsdaten der Positionierung von Robotern und Vorrichtungen und einer tatsächlichen Positionierung der Roboter und Vorrichtungen kalibriert werden. Ebenso sind bei der tatsächlichen Messung der Roboter-Position Fehler normal, so daß eine durch eine Bedienerbelehrung durchgeführte zweite Kompensationsprozedur erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der obigen Probleme gemacht worden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters zu schaffen, wobei ein Laser-Meßinstrument zum gleichzeitigen Kompensieren des Positionierens einer Schweißpistole, eines Schweiß- Roboters, verschiedener Vorrichtungen, etc. verwendet wird, so daß eine Roboter-Lehrprozeßzeit reduziert wird und eine Genauigkeit einer Schweißstellen-Lehre für einen Kraftfahrzeug-Karosserieblechteil-Roboter verbessert wird.

Zum Erreichen der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments zur Verfügung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (a) Bilden eines Ursprungskoordinatensystems durch Einbauen eines Reflektors in jedem einer Vielzahl von Vorrichtungs-NC- Löchern eines Vorrichtungstischs, von welchem genaue Anordnungsstellen bekannt sind, basierend auf einem Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem, Strahlen von Laserstrahlen auf die Reflektoren durch das Laser- Meßinstrument und Berechnen von Abständen zu den Reflektoren basierend auf Eigenschaften der zu einem Sensorkopf des Laser-Meßinstruments zurückreflektierten Laserstrahlen, Einstellen eines der Ne-Löcher des Vorrichtungstischs als Ursprung, mit Linien, die sich vom Ursprung zu zwei anderen NC-Löchern ausdehnen, als X- und Y-Achsen und mit einer Linie normal zur Ebene, die durch die drei NC-Löcher gebildet wird, als Z-Achse; (b) in einer Steuerung des Laser-Meßinstruments, Umwandeln des Ursprungskoordinatensystems in ein gebildetes Koordinatensystem, um zu ermöglichen, daß das Laser- Meßinstrument das Ursprungskoordinatensystem als Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem erkennt; (c) Erzeugen von Koordinaten eines Endes einer unteren Spitze einer Schweißpistole durch Strahlen eines Laserstrahls auf einen am Ende der unteren Spitze der Schweißpistole eingebauten Reflektor und Berechnen eines Abstands zum Reflektor basierend auf den Eigenschaften des zum Sensorkopf des Laser- Meßinstruments zurückreflektierten Laserstrahls; (d) Berechnen absoluter Koordinaten des Endes der unteren Spitze der Schweißpistole durch Verwenden der in den Schritten (a) und (c) bestimmten Koordinaten, um einen Abstand zwischen den NC-Löchern und dem Ende der unteren Spitze der Schweißpistole zu berechnen, und Berechnen einer Position und einer Stellung des Roboters unter Verwendung der absoluten Koordinaten; (e) Belehren des Roboters über vier oder mehrere Stellungen durch Einstellen des Endes der unteren Spitze der Schweißpistole als Referenzstelle; (f) Hochladen von im Schritt (d) berechneten Positionskoordinaten des Roboters und von Roboter-Lehrprogrammdaten des Schritts (e) zu einem Hauptcomputer; (g) Durchführen einer Fehlerkompensation durch den Hauptcomputer, wobei der Hauptcomputer das hochgeladene Roboter-Lehrprogramm laufenläßt und die vier oder mehreren Stellen kompensiert, die nicht zu einer einzigen Stelle konvergieren, so daß sich die Stellen bei der Referenzstelle vereinigen, welche am Ende der unteren Spitze der Schweißpistole ist, und die Stellen mit durch eine Simulation modellierten Daten unter Berücksichtigung der Vielzahl von Stellen der Vorrichtung vergleicht, so daß veranlaßt wird, daß die Stellen einem aktuellen bzw. tatsächlichen Positionsstandard entsprechen; (h) Bestimmen, ob ein Fehler zwischen CAD-Daten entsprechend dem Abstand zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als ein vorbestimmter Wert ist; und (i), wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und den durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als der vorbestimmte Wert ist, Beenden einer Kompensation von Positionen der Schweißpistole, des Roboters und der Vorrichtungen und Herunterladen des Roboter-Lehrprogramms zu einer Robotersteuerung.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung werden bei einem Schritt (h), wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und den durch eine Simulation modellierten Daten größer als der oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, durch eine Simulation modellierte Schweißpistolendaten überarbeitet, und dann wird der Schritt (1) durchgeführt.

Die beigefügten Zeichnungen, die in der Beschreibung enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erklären der Prinzipien der Erfindung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Roboter- Positionskompensationssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Roboter- Positionskompensationsverfahrens unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Schweißpistolen-Positionskompensationssystems;

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm eines herkömmlichen Schweißpistolen-Positionskompensationsverfahrens;

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Roboter- und Vorrichtungs- Positionskompensationssystems; und

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm eines herkömmlichen Roboter- und Vorrichtungs-Positionskompensationsverfahrens.

Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Roboter- Positionskompensationssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beim Roboter-Positionskompensationssystem sind ein erster, ein zweiter, ein dritter und ein vierter Reflektor NO1, NO2, NO3 und NO4 in Vorrichtungs-NC-Löchern eingebaut bzw. installiert. Die Reflektoren NO1, NO2, NO3 und NO4 sind gemäß einem Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem positioniert. Ebenso ist ein fünfter Reflektor NO5 an einem Ende einer unteren Spitze 3 einer Schweißpistole 1 eingebaut. Weiterhin ist ein Laser-Meßinstrument 7 an einer Seite eines Vorrichtungstischs 5 positioniert. Das Laser-Meßinstrument 7 ist mit einem Hauptcomputer 11 verbunden, der eine Steuerung 9 enthält.

Bei einem Roboter-Positionskompensationsverfahren der vorliegenden Erfindung, das auf das oben beschriebene Roboter-Positionskompensationssystem angewendet wird, werden Laserstrahlen vom Laser-Meßinstrument 7 in Aufeinanderfolge auf den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Reflektor NO1, NO2, NO3 und NO4 gestrahlt, und Abstände zu den Reflektoren NO1, NO2, NO3 und NO4 werden basierend auf Eigenschaften der zu einem Sensorkopf des Laser- Meßinstruments 7 zurückreflektierten Laserstrahlen berechnet. Zuerst wird in einem Schritt S10 ein Ursprungskoordinatensystem gebildet. Das bedeutet, daß eines der NC-Löcher des Vorrichtungstischs 5 als Ursprung eingestellt wird (z. B. wo der Reflektor NO1 angeordnet ist) und Linien, die sich vom Ursprung zu zwei anderen NC-Löchern (NO2 und NO3) ausdehnen, als die X- und Y-Achsen eingestellt werden. Ebenso wird eine Linie normal zu der Ebene, die durch die drei NC-Löcher (NO1, NO2 und NO3) gebildet wird, als die Z-Achse eingestellt.

Als nächstes wird das im Schritt S10 erzeugte Ursprungskoordinatensystem in einem Schritt S20 in ein gebildetes Koordinatensystem umgewandelt. Insbesondere wird zum Ermöglichen, daß das Laser-Meßinstrument 7 das Ursprungskoordinatensystem des Schritts S10 als Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem erkennt, das Ursprungskoordinatensystem (eines von X1, Y1, Z1; X2, Y2, Z2; X3, Y3, Z3; oder X4, Y4, Z4) in der Steuerung 9 des Laser- Meßinstruments 7 in ein gebildetes Koordinatensystem umgewandelt.

Nach dem Obigen wird in einem Zustand, in welchem der fünfte Reflektor NO5 am Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 angebracht ist, durch das Laser-Meßinstrument 7 ein Laserstrahl auf den fünften Reflektor NO5 gestrahlt, und der Abstand zum fünften Reflektor NO5 wird basierend auf den Eigenschaften des zum Sensorkopf des Laser-Meßinstruments 7 zurückreflektierten Laserstrahls berechnet, so daß das Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 als eine erste Achse eingestellt wird, und in einem Schritt S30 werden Koordinaten (X', Y', Z') erzeugt.

Darauffolgend werden unter Verwendung der in den Schritten S10 und S30 bestimmten Koordinaten (X, Y, Z und X', Y', Z') ein Abstand zwischen den NC-Löchern und dem Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 und absolute Koordinaten des Endes der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 berechnet. Gleichzeitig werden Koordinaten (X''', Y''', Z''') bei einer Grundachse 15 des Roboters 13 (einer dritten Achse) ausgebildet, und durch Berechnen einer Position der ersten Achse (X', Y', Z') des Endes der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 in bezug auf die dritte Achse werden in einem Schritt S40 eine Position und eine Stellung des Schweißroboters 13 bestimmt.

Das Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 wird dann als Referenzstelle eingestellt, und ein Belehren des Roboters 13 über vier oder mehrere Stellungen wird in einem Schritt S50 durchgeführt. Als nächstes werden die im Schritt S40 bestimmte Positionskoordinate des Roboters 13 und die Lehrprogrammdaten des Schritts S50 in einem Schritt S60 zum Hauptcomputer 11 übertragen. Das bedeutet, daß in einem Schritt S60 eine aktuelle Roboterinformation zum Hauptcomputer hochgeladen wird.

Darauffolgend läßt der Hauptcomputer 11 das hochgeladene Roboter-Lehrprogramm laufen und kompensiert die vier oder mehreren Stellen, die nicht bei einer einzigen Stelle konvergieren, so daß sie sich bei der Referenzstelle vereinigen, welche am Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 ist. Ebenso werden die Stellen mit den durch eine Simulation modellierten Daten im Hinblick auf die Vielzahl von Stellen der Vorrichtung verglichen, und es wird veranlaßt, daß sie einem tatsächlichen bzw. aktuellen Positionsstandard entsprechen. Diese Prozesse werden beim Fehlerkompensationsschritt des Schritts S70 durchgeführt.

Nach dem Schritt S70 vergleicht der Hauptcomputer 11 unter Verwendung von Koordinaten (X", Y", Z"), wobei ein Verbindungsteil der Schweißpistole 1 als eine zweite Achse eingestellt ist, in einem Schritt S80 einen Fehler zwischen CAD-Daten entsprechend dem Abstand zum Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 und durch eine Simulation modellierten Daten mit einem vorbestimmten Wert. Wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 und den durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird eine Kompensation der Positionen der Schweißpistole 1, des Roboters 13 und der Vorrichtungen 17 beendet, und dann wird in einem Schritt S90 das Roboter- Lehrprogramm zu einer Robotersteuerung heruntergeladen, um dadurch den Prozeß zu beenden.

Jedoch wird im Schritt S80 dann, wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze 3 der Schweißpistole 1 und den durch eine Simulation modellierten Daten größer als der oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, in einem Schritt S81 durch eine Simulation modellierte Schweißpistolendaten überarbeitet, wonach der Schritt S90 durchgeführt wird.

Beim Verfahren zum Kompensieren der Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments der vorliegenden Erfindung werden die Positionen der Schweißpistole, des Schweißroboters und der Vorrichtungen in einer Kraftfahrzeug- Karosseriefertigungsstraße gleichzeitig kompensiert, so daß die Roboter-Lehrprozeßzeit reduziert wird und eine Genauigkeit einer Schweißstellen-Lehre für einen Kraftfahrzeug-Karosserieblechteil-Roboter verbessert wird. Demgemäß wird die gesamte Herstellungszeit minimiert und wird eine erhöhte Präzision bzw. Genauigkeit erhalten.

Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierin oben detailliert beschrieben worden sind, sollte es klar verstanden werden, daß viele Variationen und/oder Modifikationen der erfinderischen Grundkonzepte, die hierin gelehrt werden und welche Fachleuten auf dem Gebiet einfallen können, noch in den Sinngehalt und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (2)

1. Verfahren zum Kompensieren einer Position eines Roboters unter Verwendung eines Laser-Meßinstruments, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• a) Bilden eines Ursprungskoordinatensystems durch Einbauen eines Reflektors in jedem einer Vielzahl von Vorrichtungs-NC-Löchern eines Vorrichtungstischs, von welchem genaue Anordnungsstellen bekannt sind, basierend auf einem Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem, Strahlen von Laserstrahlen auf die Reflektoren durch das Laser-Meßinstrument und Berechnen von Abständen zu den Reflektoren basierend auf Eigenschaften der zu einem Sensorkopf des Laser-Meßinstruments zurückreflektierten Laserstrahlen, Einstellen eines der NC-Löcher des Vorrichtungstischs als Ursprung, mit Linien, die sich vom Ursprung zu zwei anderen NC-Löchern ausdehnen, als X- und Y-Achsen und mit einer Linie normal zur Ebene, die durch die drei NC-Löcher gebildet wird, als Z-Achse;
• b) in einer Steuerung des Laser-Meßinstruments, Umwandeln des Ursprungskoordinatensystems in ein gebildetes Koordinatensystem, um zu ermöglichen, daß das Laser-Meßinstrument das Ursprungskoordinatensystem als Autofertigungsstraßen-Koordinatensystem erkennt;
• c) Erzeugen von Koordinaten eines Endes einer unteren Spitze einer Schweißpistole durch Strahlen eines Laserstrahls auf einen arn Ende der unteren Spitze der Schweißpistole eingebauten Reflektor und Berechnen eines Abstands zum Reflektor basierend auf den Eigenschaften des zum Sensorkopf des Laser- Meßinstruments zurückreflektierten Laserstrahls;
• d) Berechnen absoluter Koordinaten des Endes der unteren Spitze der Schweißpistole durch Verwenden der in den Schritten (a) und (c) bestimmten Koordinaten, um einen Abstand zwischen den NC- Löchern und dem Ende der unteren Spitze der Schweißpistole zu berechnen, und Berechnen einer Position und einer Stellung des Roboters unter Verwendung der absoluten Koordinaten;
• e) Belehren des Roboters über vier oder mehrere Stellungen durch Einstellen des Endes der unteren Spitze der Schweißpistole als Referenzstelle;
• f) Hochladen von im Schritt (d) berechneten Positionskoordinaten des Roboters und von Roboter- Lehrprogrammdaten des Schritts (e) zu einem Hauptcomputer;
• g) Durchführen einer Fehlerkompensation durch den Hauptcomputer, wobei der Hauptcomputer das hochgeladene Roboter-Lehrprogramm laufenläßt und die vier oder mehreren Stellen kompensiert, die nicht zu einer einzigen Stelle konvergieren, so daß sich die Stellen bei der Referenzstelle vereinigen, welche am Ende der unteren Spitze der Schweißpistole ist, und die Stellen mit durch eine Simulation modellierten Daten unter Berücksichtigung der Vielzahl von Stellen der Vorrichtung vergleicht, so daß veranlaßt wird, daß die Stellen einem aktuellen bzw. tatsächlichen Positionsstandard entsprechen;
• h) Bestimmen, ob ein Fehler zwischen CAD-Daten entsprechend dem Abstand zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als ein vorbestimmter Wert ist; und
• i) wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und den durch eine Simulation modellierten Daten kleiner als der vorbestimmte Wert ist, Beenden einer Kompensation von Positionen der Schweißpistole, des Roboters und der Vorrichtungen und Herunterladen des Roboter-Lehrprogramms zu einer Robotersteuerung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Schritt (h), wenn der Fehler zwischen den CAD-Daten des Abstands zum Ende der unteren Spitze der Schweißpistole und den durch eine Simulation modellierten Daten größer als der oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, durch eine Simulation modellierte Schweißpistolendaten überarbeitet werden und dann der Schritt (i) durchgeführt wird.