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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter-Controller zum Durchführen einer Kalibrierung eines Roboters, ein Messsystem und ein Kalibrierverfahren.
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Als ein Mittel oder Verfahren zum Verbessern einer Positionierungsgenauigkeit eines Roboters ist eine Kalibrierung eines mechanischen Parameters wohlbekannt. Der mechanische Parameter wird in einem Vergleichsausdruck verwendet, der eine Beziehung zwischen einer Verlagerung jeder Antriebsachse des Roboters und einer Position/Ausrichtung eines vorderen Endes des Roboters bestimmt.
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Andererseits sind einige Techniken zum Durchführen der Kalibrierung wohlbekannt (z.B. eine Technik, um eine Kamera zu verwenden, die an einem Roboter angebracht ist (siehe
JP 2008-012 604 A und
JP 2014-151 427 A ), eine Technik zum Verwenden eines Messinstruments, das eine Messuhr, einen Spiegel und einen Winkelmesser umfasst (siehe
JP 2002-273 676 A ), oder eine Technik zum Verwenden einer Sonde, die ein kugelförmiges vorderes Ende aufweist (siehe
JP 2009-125 857 A )).
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Im Stand der Technik wird die Kalibrierung im Hinblick auf Kosten und Arbeitsaufwand mit Bezug auf eine vorgegebene oder begrenzte Messregion und nicht für den gesamten bewegbaren Bereich des Roboters durchgeführt. Daher kann die Positionierungsgenauigkeit in der Messregion verbessert werden, in der die Kalibrierung durchgeführt wird. In einer anderen Region, die von der Messregion relativ weit entfernt ist, kann es sein, dass sich die Positionierungsgenauigkeit auf Grund einer elastischen Verformung eines Roboterarms und/oder des Totgangs eines Zahnrads in jeder Achse des Roboters verringert.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 116 702 A1 offenbart ein Messsystem, das bei der Durchführung mehrmaliger Messungen einer Vielzahl von Zielen Messungen auf eine einfachere Weise durchführen kann. Das Messsystem verwendet die Lichtempfangsvorrichtung zum Messen von an der Werkzeugmaschine befestigten Zielen. Der Roboter wird derart bewegt, dass die Differenz zwischen einem Ziel auf einer Lichtempfangsfläche der Lichtempfangsvorrichtung und einem von der Lichtempfangsvorrichtung aufgenommenen Bild in einem Zustand, in dem die Werkzeugmaschine an jeder Stoppposition anhält und sich der Roboter in der Messposition und Stellung befindet, innerhalb eines vorbestimmten Fehlers liegt. Eine Vielzahl von Stopppositionen und eine Vielzahl von Endpunktpositionen und Stellungen nach der Bewegung werden als Grundlage zum gleichzeitigen Finden des Fehlers der mechanischen Parameter des Roboters und der relativen Beziehung zwischen dem Roboterkoordinatensystem und dem Werkzeugmaschinenkoordinatensystem verwendet.
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Die Druckschrift
EP 2 268 459 B1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Bestimmung des Zusammenhangs zwischen einem lokalen Koordinatensystem, weiches sich im Arbeitsbereich eines industriellen Roboters befindet, und einem Roboterkoordinatensystem. Das Verfahren umfasst Bewegen des Roboters derart, dass eine Kugel am Ende eines männlichen Kalibrierobjekts in mechanischem Kontakt mit einer Oberfläche eines weiblichen Kalibrierobjektes steht, und Auslesen der Position des Roboters, wenn die Kugel in mechanischem Kontakt mit besagter Oberfläche steht.
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Die Druckschrift
EP 1 809 446 B1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Verbesserung der Stellungsgenauigkeit eines Mehrgelenk-Roboters. Das Verfahren umfasst die Berechnung einer ersten Differenz zwischen einer ersten bzw. zweiten Stellung und einer Probestellung eines Festpunkts für ein erstes bzw. zweites Referenzobjekt und die Berechnung einer zweiten Differenz zwischen einer berechneten Festdistanz und einer bekannten Festdistanz, wobei die berechnete Festdistanz die Distanz zwischen den Probestellungen der Festpunkte eines Referenzobjektpaars ist. Es werden kinematische Modellparameter des Robotermodells und Probestellungen der Festpunkte des Referenzobjektpaars identifiziert, welche die erste und die zweite Differenz minimieren, und diese identifizierten kinematischen Modellparameter werden zur Verbesserung der Stellungsgenauigkeit des Mehrgelenk-Roboters verwendet.
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Die Druckschrift
EP 1 584 426 B1 offenbart ein Messsystem mit einem Roboter, der ein Werkzeug am Ende eines Roboterarms aufweist. Es die Position eines Werkzeugmittelpunkts hinsichtlich einer Werkzeuganbringungsfläche gemessen.
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Die Druckschrift
US 6,070,109 A offenbart ein Robotersystem und eine Kalibrierung.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Offenbarung werden zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe ein Roboter-Controller, ein Messsystem und ein Kalibrierverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Vorzugsweise wird ein Roboter-Controller bereitgestellt, der konfiguriert ist, um einen Roboter zu steuern, umfassend: einen Vorgabeteilabschnitt, der konfiguriert ist, um mindestens zwei Messregionen innerhalb eines bewegbaren Bereichs eines bewegbaren Teils des Roboters vorzugeben, wobei die mindestens zwei Messregionen eine erste Messregion und eine zweite Messregion, die anders als die erste Messregion ist, umfassen; einen Teilabschnitt zum Durchführen einer Kalibrierung, der konfiguriert ist, um eine Kalibrierung eines mechanischen Parameters des Roboters durchzuführen, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die erste Messregion bewegt, und um eine Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters durchzuführen, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die zweite Messregion bewegt; und einen Speicherteilabschnitt, der konfiguriert ist, um den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung in der ersten Messregion erzielt wird, als ein erstes Kalibrierungsergebnis zu speichern, und um den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung in der zweiten Messregion erzielt wird, als ein zweites Kalibrierungsergebnis zu speichern, wobei der Vorgabeteilabschnitt eine dritte Messregion zwischen den ersten und zweiten Messregionen vorgibt, basierend auf den ersten und zweiten Kalibrierungsergebnissen, die in dem Speicherteilabschnitt gespeichert sind; wobei der Teilabschnitt zum Durchführen einer Kalibrierung eine Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters durchführt, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die dritte Messregion bewegt; und wobei der Speicherteilabschnitt den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung in der dritten Messregion erzielt wird, als ein drittes Kalibrierungsergebnis speichert.
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Vorzugsweise wird ein Messsystem bereitgestellt, umfassend: ein Zielobjekt; eine Lichtempfangsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Bild des Zielobjekts aufzunehmen; einen Roboter, der ein bewegliches Teil aufweist, an dem das Zielobjekt oder die Lichtempfangsvorrichtung angebracht ist; einen Roboter-Controller, der konfiguriert ist, um den Roboter zu steuern; einen Vorgabeteilabschnitt, der konfiguriert ist, um mindestens zwei Messregionen innerhalb eines bewegbaren Bereichs des bewegbaren Teils des Roboters vorzugeben, wobei die mindestens zwei Messregionen eine erste Messregion und eine zweite Messregion, die anders als die erste Messregion ist, umfassen; einen Teilabschnitt zum Durchführen einer Kalibrierung, der konfiguriert ist, um eine Kalibrierung eines mechanischen Parameters des Roboters durchzuführen, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die erste Messregion bewegt, und um eine Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters durchzuführen, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die zweite Messregion bewegt; und einen Speicherteilabschnitt, der konfiguriert ist, um den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung in der ersten Messregion erzielt wird, als ein erstes Kalibrierungsergebnis zu speichern, und um den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung in der zweiten Messregion erzielt wird, als ein zweites Kalibrierungsergebnis zu speichern, wobei der Vorgabeteilabschnitt eine dritte Messregion zwischen den ersten und zweiten Messregionen vorgibt, basierend auf den ersten und zweiten Kalibrierungsergebnissen, die in dem Speicherteilabschnitt gespeichert sind; wobei der Teilabschnitt zum Durchführen einer Kalibrierung eine Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters durchführt, indem er das bewegbare Teil des Roboters in die dritte Messregion bewegt; und wobei der Speicherteilabschnitt den mechanischen Parameter, der durch die Kalibrierung erzielt wird, in der dritten Messregion als ein drittes Kalibrierungsergebnis speichert.
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Vorzugsweise wird ein Kalibrierverfahren für einen Roboter bereitgestellt, der in einem Messsystem enthalten ist, wobei das Messsystem umfasst: ein Zielobjekt; eine Lichtempfangsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Bild des Zielobjekts aufzunehmen; wobei der Roboter ein bewegliches Teil aufweist, an dem das Zielobjekt oder die Lichtempfangsvorrichtung angebracht ist; und einen Roboter-Controller, der konfiguriert ist, um den Roboter zu steuern, wobei das Kalibrierverfahren die Schritte umfasst zum: Vorgeben von mindestens zwei Messregionen innerhalb eines bewegbaren Bereichs des bewegbaren Teils des Roboters, wobei die mindestens zwei Messregionen eine erste Messregion und eine zweite Messregion, die anders als die erste Messregion ist, umfassen; Durchführen einer Kalibrierung eines mechanischen Parameters des Roboters, indem das bewegbare Teil des Roboters in die erste Messregion bewegt wird, und Durchführen einer Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters, indem das bewegbare Teil des Roboters in die zweite Messregion bewegt wird; Speichern des mechanischen Parameters, der durch die Kalibrierung in der ersten Messregion erzielt wird, als ein erstes Kalibrierungsergebnis, und Speichern des mechanischen Parameters, der durch die Kalibrierung in der zweiten Messregion erzielt wird, als ein zweites Kalibrierungsergebnis; Vorgeben einer dritten Messregion zwischen den ersten und zweiten Messregionen basierend auf den ersten und zweiten Kalibrierungsergebnissen; Durchführen einer Kalibrierung des mechanischen Parameters des Roboters durch Bewegen des bewegbaren Teils des Roboters in die dritte Messregion; und Speichern des mechanischen Parameters, der durch die Kalibrierung in der dritten Messregion erzielt wird, als ein drittes Kalibrierungsergebnis.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser hervorgehen. Es zeigen:
- 1 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Messsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Messsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 3 ein Diagramm, das eine Blockkonfiguration eines Roboters-Controllers zeigt;
- 4 ein Diagramm, das eine Blockkonfiguration einer Bildverarbeitungseinheit zeigt;
- 5 ein Ablaufschema, das ein Beispiel eines Kalibrierverfahrens in dem Messsystem zeigt;
- 6 ein Diagramm, das ein Beispiel des Einrichtens einer Messregion zeigt; und
- 7 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Positionsbeziehung zwischen einer Kamera und einem Zielobjekt zeigt, wenn die Kalibrierung durchgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine schematische Konfiguration eines Messsystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Roboter 1 kann ein typischer Mehrgelenkroboter sein, der an einen Roboter-Controller 5 zum Steuern des Roboters 1 angeschlossen ist und einen Arm (oder ein bewegbares Teil) 1a und eine Basis 1b aufweist. Eine Kamera 4 ist an einer Werkzeuganbringungsfläche 32 oder einem vorderen Ende des Arms 1b angebracht. In dem Roboter 1 ist ein Roboterkoordinatensystem Σb eingerichtet und an der Basis 1b des Roboters festgelegt, und ein Koordinatensystem Σf einer mechanischen Grenzfläche ist an der Werkzeuganbringungsfläche 32 eingerichtet und festgelegt. Der Roboter-Controller 5 kann über die (aktuelle) Position des Ursprungs und die Ausrichtung des Koordinatensystems Σf einer mechanischen Grenzfläche je nach Bedarf informiert werden. Ein Handbediengerät 18, das über eine herkömmliche manuelle Taste verfügt, ist an den Roboter-Controller 5 angeschlossen, wodurch ein Bediener den Roboter 1 betätigen kann, indem er die manuelle Taste betätigt.
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Beispielsweise ist die Kamera 4 eine CCD-Kamera, wobei es sich um eine herkömmliche Lichtempfangsvorrichtung handelt, die in der Lage ist, ein zweidimensionales Bild an einer Lichtempfangsfläche (oder einem CCD-Array) davon aufzunehmen. Die Kamera 4 ist an eine Bildverarbeitungseinheit 2 angeschlossen, die einen Monitor 3 aufweist, wie etwa ein LCD oder ein CRT usw. Bei der Ausführungsform kann die Kamera 4 eine Markierung 7 an einem Zielobjekt 6 abbilden, das an einer festgelegten Stelle in einem Raum positioniert ist, der durch das Roboterkoordinatensystem Σb dargestellt wird.
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Andererseits kann als eine zweite Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, das Zielobjekt 6 an einer Werkzeuganbringungsfläche 32 befestigt sein (d.h. an dem Koordinatensystem Σf einer mechanischen Grenzfläche), und die Kamera 4 kann an einer festgelegten Stelle in dem Raum positioniert sein, der durch das Roboterkoordinatensystem Σb dargestellt wird. Somit können die Lichtempfangsvorrichtung und das Zielobjekt relativ frei angeordnet sein. Da ferner die Positionsbeziehung zwischen der Lichtempfangsvorrichtung und dem Zielobjekt automatisch und präzise angepasst werden kann, ist es nicht notwendig, die Genauigkeit der Anordnung der Lichtempfangsvorrichtung und des Zielobjekts zu steuern. Da der Arbeitsablauf der Messung in der Konfiguration aus 2 der gleiche sein kann wie der aus 1, bezieht sich die nachstehende Erklärung auf die erste Ausführungsform.
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3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Roboter-Controllers 5 zeigt. Der Roboter-Controller 5 verfügt über eine Haupt-CPU (Hauptzentraleinheit) 11; einen Speicher 12, der einen RAM (Arbeitsspeicher), einen ROM (Festspeicher) und einen nicht flüchtigen Speicher usw. umfasst; eine Schnittstelle 13 für ein Handbediengerät; eine Kommunikationsschnittstelle 14; eine Servosteuereinheit 15; und eine Ein-/ Ausgabeschnittstelle 16 für externe Einheiten, die über einen Bus 17 miteinander verbunden sind. Bei der ersten Ausführungsform können die Funktionen des Vorgabeteilabschnitts, des Teilabschnitts zum Durchführen einer Kalibrierung und des Teilabschnitts zum Anwenden von Parametern der vorliegenden Offenbarung durch die Haupt-CPU 11 ausgebildet sein, und die Funktion des Speicherteilabschnitts kann durch den Speicher 12 ausgebildet sein. Mindestens einer dieser Teilabschnitte kann jedoch durch eine andere Vorrichtung als den Roboter-Controller 5 ausgebildet sein (z.B. einen PC, der an den Roboter-Controller 5 angeschlossen ist).
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Das Handbediengerät 18, das an die Schnittstelle 13 für ein Handbediengerät angeschlossen ist, kann ein tragbares Bedienungspult sein, das eine Anzeige 18a aufweist. Durch manuelles Betätigen des Handbediengeräts 18 kann der Bediener ein Bewegungsprogramm für den Roboter vorbereiten, korrigieren und registrieren, kann diverse Parameter einstellen, kann das eingelernte Bewegungsprogramm durchführen (wiederholen), und kann einen Tippbetrieb usw. durchführen. Ein Systemprogramm zum Unterstützen der grundlegenden Funktion des Roboters und des Roboter-Controllers ist im ROM des Speichers 12 gespeichert. Das Bewegungsprogramm des Roboters, das gemäß der Anwendung eingelernt wird, und relevante eingestellte Daten sind in dem nicht flüchtigen Speicher des Speichers 12 gespeichert. Ein Programm und Parameter werden auch verwendet, um diverse Prozesse durchzuführen (für eine Bewegung des Roboters bezüglich der Berechnung der mechanischen Parameter und zur Kommunikation mit seiner Bildverarbeitungseinheit), wie es nachstehend beschrieben wird, und sind ebenfalls in dem nicht flüchtigen Speicher des Speichers 12 gespeichert.
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Der RAM des Speichers 12 wird als Speicherbereich verwendet, um diverse Daten, die durch die Haupt-CPU 11 verarbeitet werden, zeitweilig zu speichern. Die Servosteuereinheit 15 verfügt über die Servoregler #1 bis #n, wobei „n“ eine Gesamtanzahl der Achsen des Roboters ist, und in diesem Fall vorausgesetzt wird, dass n gleich 6 ist. Die Servosteuereinheit 15 empfängt einen Schaltbefehl, der durch Betätigungen (wie etwa die Vorbereitung einer Bahnplanung und eine Interpolation und eine inverse Transformation basierend auf der Planung) vorbereitet wird, um den Roboter zu steuern. Die Servosteuereinheit 15 gibt dann Drehmomentbefehle an die Servoverstärker A1 bis An basierend auf dem Schaltbefehl und den Rückführsignalen, die von nicht gezeigten Impulscodierern empfangen werden, die zu den Achsen gehören, aus. Jeder der Servoverstärker A1 bis An liefert Strom an den Servomotor jeder Achse basierend auf jedem Drehmomentbefehl, um jeden Servomotor anzutreiben. Die Kommunikationsschnittstelle 14 ist an die Bildverarbeitungseinheit 2 angeschlossen (siehe 1). Der Roboter-Controller 5 tauscht Befehle bezüglich der Messung und nachstehend beschriebene Messdaten mit der Bildverarbeitungseinheit 2 anhand der Kommunikationsschnittstelle 14 aus.
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4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Bildverarbeitungseinheit 2 zeigt. Die Bildverarbeitungseinheit 2 verfügt über eine CPU 20, die einen Mikroprozessor umfasst, und verfügt auch über einen ROM 21, einen Bildprozessor 22, eine Kameraschnittstelle 23, eine Monitorschnittstelle 24, eine Ein-/Ausgabe- (I/A) Einheit 25, einen Einzelbildspeicher (d.h. einen Bildspeicher) 26, einen nicht flüchtigen Speicher 27, einen RAM 28 und eine Kommunikationsschnittstelle 29, die über eine Busleitung 30 an die CPU 20 angeschlossen sind.
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Eine Kamera als Bildgebungseinheit, die in diesem Fall eine CCD-Kamera ist, ist an die Kameraschnittstelle 23 angeschlossen. Wenn die Kamera über die Kameraschnittstelle 23 einen Bildgebungsbefehl empfängt, nimmt die Kamera unter Verwendung einer elektronischen Auslösefunktion, die in die Kamera integriert ist, ein Bild auf. Die Kamera sendet ein erzieltes Videosignal an den Einzelbildspeicher 26 über die Kameraschnittstelle 23, und der Einzelbildspeicher 26 speichert das Videosignal in der Form eines Graustufensignals. Ein Monitor (siehe 1), wie etwa ein LCD oder ein CRT usw., ist an die Monitorschnittstelle 24 angeschlossen. Der Monitor zeigt je nach Bedarf Bilder, die gerade durch die Kamera erzielt werden, frühere Bilder, die in dem Einzelbildspeicher 26 gespeichert sind, oder Bilder, die durch den Bildprozessor 22 verarbeitet werden, an.
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Wie in 1 gezeigt, nimmt die Kamera 4 ein Bild der Markierung 7 an dem Zielobjekt 6 auf, das in einem Raum angeordnet ist, der durch das Roboterkoordinatensystem Σb dargestellt wird). Der Bildprozessor 22 analysiert das Videosignal des Bildes der Markierung 7, das in dem Einzelbildspeicher 26 gespeichert ist, und die zweidimensionale Position und die Größe der Markierung werden berechnet. Ein Programm und Parameter für diese Berechnung sind in dem nicht flüchtigen Speicher 27 gespeichert. Der RAM 28 wird verwendet, um die Daten, die durch die CPU 20 verwendet werden, zeitweilig zu speichern, um diverse Verarbeitungen durchzuführen. Die Kommunikationsschnittstelle 29 ist über die Kommunikationsschnittstelle 14 auf der Seite des Roboter-Controllers an den Roboter-Controller angeschlossen.
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Als Nächstes wird ein Arbeitsablauf eines Messprozesses (Kalibrierung) bei der ersten Ausführungsform mit Bezug auf ein Ablaufschema aus 5 erklärt. Zunächst wird, wie in 6 gezeigt, eine Mehrzahl von Messregionen (bei diesem Beispiel eine erste Messregion 36 und eine zweite Messregion 38) in einem bewegbaren Bereich des bewegbaren Teils (Arms 1b) des Roboters 1 vorgegeben (Schritt S1). Dann wird in jeder Messregion eine Kalibrierung eines mechanischen Parameters durchgeführt (Schritt S2).
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Im nächsten Schritt S3 wird ein Ergebnis der Kalibrierung in dem Speicherteilabschnitt gespeichert. Bei diesem Beispiel wird der mechanische Parameter, der durch die Kalibrierung in der ersten Messregion 36 erzielt wird, als ein erstes Kalibrierungsergebnis gespeichert, und der mechanische Parameter, der durch die Kalibrierung in der zweiten Messregion 38 erzielt wird, wird als ein zweites Kalibrierungsergebnis gespeichert.
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Die Kalibrierung des mechanischen Parameters in jeder Messregion kann durch Aufnehmen (Identifizieren) des Zielobjekts
6 (Markierung
7) unter Verwendung der Kamera
4 aus den verschiedenen Richtungen durchgeführt werden, wie in
7 gezeigt. Die Einzelheiten der Kalibrierung entfallen, weil darauf die herkömmliche Technik angewendet werden kann, wie in der
JP 2008-012 604 A usw. beschrieben. Die Messregion ist ein Bereich, in dem das bewegbare Teil (der Arm
1b) des Roboters
1 bewegt werden kann (d.h. ein Schwenkraum des Roboters), wenn die Kalibrierung unter Verwendung der Kamera
4 aus den mehreren Richtungen durchgeführt wird, oder ein ungefährer Raum des Schwenkraums (siehe
7). Zudem ist das Zielobjekt
6 (die Markierung
7) im Verhältnis zu jeder Messregion angeordnet.
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Dabei ist der mechanische Parameter ein Parameter, der in einem Vergleichsausdruck verwendet wird, um die Korrelation zwischen der Verlagerung (oder einer Eingabe) jeder Antriebsachse des Roboters, die zum Steuern des Roboters verwendet wird, und der Position (oder einer Ausgabe) des vorderen Endes des Roboters zu bestimmen. Der typische Parameter ist die Länge jedes Glieds des Roboters oder die Position des Ursprungs jeder Achse des Roboters. Ein Totgang, der auf Grund der Drehung der Achse generiert wird, der Betrag einer elastischen Verformung des Glieds oder ein Reduzierstück kann ebenfalls als der mechanische Parameter verwendet werden. Bei der vorliegenden Offenbarung ist der Typ des mechanischen Parameters, der durch die Identifizierungsberechnung bestimmt wird, nicht auf einen vorgegebenen einschränkt, solange der mechanische Parameter formuliert werden kann und von den anderen Parametern unabhängig ist. Beispielsweise kann der mechanische Parameter ein Zählwert eines Codierers sein, der einer Referenz (Nullgradposition) eines Drehwinkels jeder Achse des Roboters entspricht. Da der Zählwert des Codierers, der in jeder Achse angeordnet ist, in den Drehwinkel der Achse umgewandelt werden kann, kann der Zählwert des Codierers, welcher der Nullgradposition jeder Achse entspricht, durch die obige Kalibrierung berechnet werden.
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Im nächsten Schritt S4 werden die mechanischen Parameter (oder die Kalibrierungsergebnisse), die durch die Kalibrierung in den Messregionen erzielt werden und in dem Speicherteilabschnitt gespeichert werden, zwischen den benachbarten Messregionen verglichen. Dabei sind die benachbarten Messregionen zwei Messregionen, in denen es keine andere Messregion gibt, die einer Zwischenposition zwischen den beiden Messregionen am nächsten ist. Es wird vorausgesetzt, dass die typische Position der Messregion die Position eines Werkzeugmittelpunkts (TCP) des Roboters 1 im Verhältnis zu einer von einer Mehrzahl von Positionen/ Ausrichtungen der Kamera 4 (d.h. einer Referenzausrichtung) ist, wenn das Zielobjekt 6 für die Kalibrierung aufgenommen (gemessen) wird. Bei diesem Beispiel werden das erste Kalibrierungsergebnis in der ersten Messregion 36 und das zweite Kalibrierungsergebnis in der zweiten Messregion 38 verglichen.
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In dem nächsten Schritt S5 wird beurteilt, ob es benachbarte Messregionen gibt oder nicht, in denen die Differenz zwischen den verglichenen mechanischen Parametern eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Beispielsweise wird für den Fall, dass der mechanische Parameter der Codiererzählwert ist, wie zuvor beschrieben, wenn der Codiererzählwert, der durch die Kalibrierung in der ersten Messregion 36 erzielt wird, welcher der Nullgradposition einer Achse des Roboters entspricht, gleich zehn ist, wenn der Codiererzählwert, der durch die Kalibrierung in der zweiten Messregion 38 erzielt wird, welcher der Nullgradposition der gleichen Achse des Roboters entspricht, gleich dreizehn ist, und wenn die obige Schwelle gleich zwei ist, beurteilt, dass die Differenz zwischen den mechanischen Parametern die Schwelle überschreitet. In einem derartigen Fall kann beurteilt werden, dass im Verhältnis zu der gleichen Achse die Differenz des Winkels, welcher der Nullposition entspricht, eine vorbestimmte Toleranz (z.B. 0,5 Grad) zwischen den Messregionen überschreitet.
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Wenn es in Schritt S5 die benachbarten Messregionen gibt, in denen die Differenz der mechanischen Parameter der Regionen die Schwelle überschreitet, fährt der Arbeitsablauf mit Schritt S6 fort, in dem eine neue Messregion zwischen den benachbarten Messregionen vorgegeben wird, deren Differenz die größte ist. Bei diesem Beispiel wird eine neue (dritte) Messregion 40 zwischen der ersten Messregion 36 und der zweiten Messregion 38 vorgegeben, und der Arbeitsablauf kehrt zu Schritt S2 zurück. In Schritt S2 wird ähnlich wie für die ersten und zweiten Messregionen die Kalibrierung des mechanischen Parameters in der dritten Messregion 40 durchgeführt. Dann wird in Schritt S3 der mechanische Parameter, der durch die Kalibrierung in der dritten Messregion 40 erzielt wird, als ein drittes Kalibrierungsergebnis in dem Speicherteilabschnitt gespeichert. In Schritt S4 werden die mechanischen Parameter zwischen der ersten Messregion 36 und der dritten Messregion 40 verglichen, und die mechanischen Parameter werden zwischen der zweiten Messregion 38 und der dritten Messregion 40 verglichen. Ferner wird in Schritt S5 beurteilt, ob die Differenz der verglichenen mechanischen Parameter die Schwelle überschreitet oder nicht. Wenn beispielsweise die Differenz zwischen den ersten und dritten Kalibrierungsergebnissen die Schwelle überschreitet und größer als die Differenz zwischen den zweiten und dritten Kalibrierungsergebnissen ist, wird eine weitere neue (vierte) Messregion zwischen der ersten Messregion 36 und der dritten Messregion 40 in Schritt S6 vorgegeben, und der Arbeitsablauf kehrt zu Schritt S2 zurück.
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Wie zuvor erklärt, wird die neue Messregion zwischen den benachbarten Messregionen vorgegeben, wenn die Differenz der mechanischen Parameter der benachbarten Regionen die Schwelle überschreitet, und dann wird die Kalibrierung in der neuen Region durchgeführt, und das Ergebnis der Kalibrierung wird gespeichert. Dieser Arbeitsablauf wird wiederholt, bis eine eventuelle Differenz der mechanischen Parameter der benachbarten Regionen die Schwelle nicht überschreitet.
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Andererseits wird in Schritt S5 für den Fall, dass eine eventuelle Differenz der mechanischen Parameter der benachbarten Regionen die Schwelle nicht überschreitet, wenn ein Bewegungsprogramm, das getrennt (offline) vorbereitet wurde und Lernpunkte umfasst, durchgeführt werden soll, die Position (und die Ausrichtung) des Roboters berechnet, indem der mechanische Parameter, der durch die Kalibrierung in der Messregion erzielt wird, die jedem Lernpunkt am nächsten ist, auf den entsprechenden Lernpunkt in dem Bewegungsprogramm angewendet wird (Schritt S7).
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Beispielsweise kann die typische Position der Messregion „zwischen“ der Mehrzahl von (ersten und zweiten) Messregionen, wie etwa die dritte Messregion, als eine Zwischenposition zwischen den typischen Positionen der Mehrzahl von Messregionen vorgegeben werden.
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In der vorliegenden Offenbarung wird die Kalibrierung in jeder der verschiedenen beiden Messregionen durchgeführt, und dann kann, nur wenn die Differenz zwischen den mechanischen Parametern, die den jeweiligen Kalibrierungsergebnissen entsprechen, die vorbestimmte Schwelle überschreitet, die neue Messregion zwischen den Messregionen eingerichtet oder vorgegeben werden, und die Kalibrierung kann ferner in der neuen Messregion durchgeführt werden. Wenn der Roboter daher das Bewegungsprogramm durchführt, das die Lernpunkte für den Roboter umfasst, kann er unter Verwendung des mechanischen Parameters, der dem Kalibrierungsergebnis in der Messregion entspricht, die jedem Lernpunkt am nächsten ist, mit hoher Positionierungsgenauigkeit bewegt werden. Entsprechend kann bei der vorliegenden Offenbarung die Positionsgenauigkeit im Vergleich dazu, wenn nur eine Messregion vorgegeben ist, verbessert werden. Zudem kann bei der vorliegenden Offenbarung im Vergleich dazu, wenn drei oder mehrere Messregionen zuvor vorbereitet werden, vermieden werden, dass eine unnötige Messregion (die wenig zu der Positionierungsgenauigkeit beiträgt) vorgegeben wird.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Positionierungsgenauigkeit des Roboters effektiv mit möglichst kleinen Messregionen verbessert werden.
