EP3310536A1 - Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets - Google Patents

Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets

Info

Publication number
EP3310536A1
EP3310536A1 EP16731036.6A EP16731036A EP3310536A1 EP 3310536 A1 EP3310536 A1 EP 3310536A1 EP 16731036 A EP16731036 A EP 16731036A EP 3310536 A1 EP3310536 A1 EP 3310536A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
calibration
manipulator
reference point
parameter set
point residual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16731036.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Groll
Markus Hager
Sebastian Kaderk
Robert Miller
Ralf Mittmann
Thomas Purrucker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Roboter GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Roboter GmbH filed Critical KUKA Roboter GmbH
Publication of EP3310536A1 publication Critical patent/EP3310536A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692Calibration of manipulator
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39192Compensate thermal effects, expansion of links
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40527Modeling, identification of link parameters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49207Compensate thermal displacement using measured distance

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a manipulator and a corresponding robot system.
  • Robots and in particular industrial robots, are automatically controlled, freely programmable multipurpose manipulators. They are designed for use in industrial environments and can thus be used in different areas of a production plant.
  • an industrial robot can be used to measure one or more measuring points of a component in a processing station or surveying station, or to run a specific path program on a workpiece while processing the workpiece or component by means of, for example, a folding tool.
  • the industrial robot Before use, the industrial robot usually needs to be calibrated to obtain a complete kinematic model of the robot. For this purpose, different parameters of the robot mechanics must be determined in order to finally obtain a complete robot model. In addition, the robot must be aligned with respect to the component to be measured or machined: In this case, a reference from the coordinate system of the robot to the coordinate system of the
  • reference points can be approached, which represent a fixed point in space.
  • a reference point may e.g. be read optically, or manually from one
  • Robots are approached. Because the position of a reference point in the
  • World coordinate system is defined by detecting the reference point, for example, the exact position of an end effector of the robot using
  • Waste heat of electrical components changes the temperature of the
  • Robot mechanics This can lead to a change in size of the individual elements, as well as a change in the viscosity of liquids and changes in the
  • Reference body or reference body, with known or measured positions measurable.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method and a robot system, which minimize the disadvantages listed above - at least partially. It is a further object of the present invention to increase the precision of a robot or manipulator.
  • the present invention includes a method for controlling a manipulator.
  • the manipulator can be differently pronounced and is controlled based on a manipulator or robot parameter set.
  • the method according to the invention comprises providing a calibration, which is preferably a temperature-dependent calibration.
  • the providing may include creating the calibration.
  • the calibration has the following steps: Repeated start of at least one reference point, and in particular two or M reference points, until a temperature criterion of
  • Manipulator is satisfied, and determined, after each start, a calibration set comprising at least one comparison reference point residual drift and a manipulator parameter set.
  • the approach of a reference point means a detection of the reference point, which can be done, for example, optically or by touch.
  • Reference point has a well-known position.
  • the reference points are in the vicinity of the measuring points,
  • Processing points or component points on the component can also be arranged directly on the component.
  • a residual drift with respect to the approached reference point is determined.
  • At least two reference points are approached repeatedly, and after each approach of the two reference points, a calibration set is determined which comprises at least one comparison reference point residual drift and a manipulator parameter set.
  • one of the reference points is preferably one
  • Component point which is to be approached in the operating mode of the manipulator or robot. Further preferably, one of the reference points is not
  • the calibration set preferably comprises a comparison reference point residual drift with respect to this
  • each calibration set comprises a manipulator parameter set which has been created on the basis of the residual drifts in relation to at least one comparison reference point residual drift at the reference point.
  • the temperature criterion is selected such that the starting and determining is repeated until the temperature of the robot is in a stable state and changes only marginally.
  • the calibration is preferably performed while the robot is heating.
  • the temperature of the robot changes rapidly and reaches a constant value after a certain time. During this time, preferably the calibration or
  • the method according to the invention for controlling a manipulator also has a start-up of, in particular exactly one or N, reference points (s). This Start-up is in normal operation of the manipulator, or also
  • the method comprises determining a current reference point residual drift. Consequently, in the productive mode, the instantaneous reference point residual drift with respect to the
  • the method according to the invention comprises calculating a
  • At least the manipulator parameter set from the calibration is used to calculate the correction parameter set. It is the
  • Correction parameter set are determined, with a suitable value or
  • Manipulator parameter set can be selected from the calibration based on the determined instantaneous reference point residual drift.
  • the method according to the invention comprises controlling the manipulator based on the calculated correction parameter set.
  • the current robot model can be updated using the correction parameter set, or even be replaced by this.
  • control 25 not only the robot model can be optimized, but also track points can be adapted from a path planning.
  • control preferably comprises measuring with the aid of the manipulator below
  • a distance measurement can be carried out by means of the manipulator, wherein the
  • Manipulator preferably its suitable device, such. has a laser.
  • control may also include moving the manipulator in consideration of the correction parameter.
  • the "reference point” can thus be any point in the environment of the
  • Manipulator may for example be a component point, ie a point on a component or workpiece.
  • the term “comparison reference point residual drift” may describe a residual drift at a reference point which is determined in the course of the calibration.
  • the term “instantaneous reference point residual drift” may describe a residual drift at a reference point, which is determined in the course of the operating mode
  • a “calibration set” may be a dataset that includes a plurality of values, such as a comparative reference point residual drift and a manipulator parameter set
  • One, several, or all calibration sets determined during calibration may be provided in a controller of the manipulator or separately “Restdrift” itself does not have to be corrected, so it can only be a "drift”.
  • providing the calibration includes creating the calibration.
  • the calibration is carried out before the production operation of the manipulator, so that the calibration already exists during the working operation or measuring operation of the manipulator.
  • the correction parameter sets can be determined directly based on the calibration, so that the manipulator can be controlled precisely based on the correction parameter set.
  • the repeated starting comprises a repeated approach of two reference points, wherein preferably one of the reference points is a component point.
  • the model parameters or robot parameters can be optimized efficiently with respect to the points approached in the production mode.
  • the model parameters or robot parameters can be optimized efficiently with respect to the points approached in the production mode.
  • the determined calibration sets comprise two comparison reference point residual drifts and one manipulator parameter set.
  • calculating the calibration set comprises the steps of: selecting a calibration set based on the determined instantaneous reference point residual drift such that the comparative reference point residual drift of the selected one Calibration set is closest to the determined instantaneous reference point residual drift, and creating the correction parameter set based on the selected calibration set.
  • a best fit calibration set is selected so that the difference between the determined instantaneous reference point residual drift and the comparative reference point residual drift of the selected calibration set is minimal.
  • the calibration set may include creating a correction parameter set based on the manipulator parameter set of the selected calibration set.
  • a calibration set is selected, wherein the comparison reference point residual drift from the calibration with the instantaneous reference point residual drift from the productive operation is closest, so that in the
  • Correction parameter set and consequently for controlling the manipulator, such as the start or measurement of a component point can be used.
  • calculating the correction parameter set comprises the steps of: selecting at least two different calibration sets based on the determined instantaneous reference point residual drift so that the comparison reference point residual drifts of the selected calibration sets are closest to the determined instantaneous reference point residual drift and creating of
  • the person skilled in the art understands that more than two calibration sets can also be selected based on the instantaneous reference point residual drift determined in the production mode and can be used for the calculation of the correction parameter set. Thus, for example, if three calibration sets have been selected, a correction parameter set can be calculated based on a spline interpolation of the calibration sets or the corresponding manipulator parameter sets.
  • the method according to the invention can also be combined with other methods for the compensation of different drifts. In particular, the method according to the invention is suitable for minimizing residual drift or the effect of residual drift.
  • a calibration is thus carried out in which a great many (temperature-dependent) states of the robot are detected.
  • a suitable manipulator parameter set from the calibration can thus be used for the instantaneous state of the manipulator.
  • the present invention allows the
  • Positioning accuracy of a robot or manipulator to improve In this case, for example, a high accuracy of better than + 0.15 mm can be achieved.
  • the present invention further comprises a robot system having means for carrying out the method according to the invention.
  • the means include in particular a robot controller.
  • the present invention includes a computer-readable medium containing instructions that, when executed by a processing system, perform steps to control a manipulator according to the inventive method for controlling a manipulator.
  • Fig. 1 shows the sequence of the calibration according to the present invention
  • Fig. 2 shows an inventive method for controlling a manipulator.
  • FIG. 1 schematically shows the sequence or process 10 of a (temperature-dependent) calibration according to the present invention.
  • the process 10 begins in step n.
  • a reference point is approached by the manipulator. This reference point is preferably not on the component, but is provided independently of the component.
  • a comparison reference point residual drift with respect to the approached in step 12 reference point is determined.
  • step 14 a component point is approached, i. a point on that too
  • a comparison component residual drift is determined, ie the residual drift between the manipulator and the approached component point.
  • a correction parameter set is created.
  • a manipulator parameter set or model parameter set is determined on the basis of at least the comparison reference point residual drift determined in step 13 and / or the comparison component residual drift determined in step 15.
  • this manipulator parameter set is linked to the comparison reference point residual drift determined in step 13. Subsequently, this correction parameter set is stored in a corresponding calibration database.
  • step 17 it is checked whether the temperature of the manipulator has exceeded a predefined limit value. Alternatively, in decision 17 it can also be checked whether the temperature of the manipulator has reached a constant value. If the decision 17 is negative, a new calibration set is determined by continuing the process at step 12. If the decision 17 is positive, the calibration ends in step 18.
  • each calibration set is determined with the calibration, wherein in each calibration set a comparison reference point residual drift is associated with a manipulator parameter set.
  • Each calibration set was thereby at a determined different temperature of the manipulator. Only when the temperature of the manipulator is preferably approximately stable, the calibration is terminated.
  • FIG. 2 schematically shows the sequence 20 of a method according to the invention for controlling a manipulator. This method is preferably used in
  • step 21 a (temperature dependent) calibration is provided.
  • the calibration has been performed according to the process illustrated in FIG. 1 and provides appropriate calibration sets.
  • step 23 a reference point is approached by the manipulator. This reference point is identical to the reference point which was approached or measured during the calibration.
  • step 24 an instantaneous reference point residual drift is determined, ie the residual drift between the manipulator and the approached reference point.
  • step 25 two calibration sets are selected from the calibration.
  • Calibration sets are calculated by comparing the determined in step 24 instantaneous reference point residual drift and the comparison reference point residual drift of
  • Calibration sets of calibration selected.
  • the comparison determines which comparison reference point residual drifts of the calibration sets of calibration are closest to the instantaneous reference point residual drift determined in step 24. Accordingly, then two calibration sets with the nearest
  • step 26 the manipulator parameter sets of the selected calibration sets associated with the two comparison reference point residual drifts are interpolated for the calibration, and a correction parameter set is calculated on the basis of the interpolation.
  • step 27 the manipulator is based on at least the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for controlling a manipulator. Said method consisting of providing a temperature-dependent calibration, using said calibration a correction parameter set is calculated which is based on determined reference point residual drift values. Subsequently, the manipulator is controlled by taking into account the correction parameter set.

Description

Verbesserung der Temperaturdriftkompensation durch  Improvement of the temperature drift compensation by
Kalibrierung am Bauteil und Einlernen der Parametersätze l. Technischer Bereich  Calibration on the component and teaching the parameter sets l. Technical part
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Manipulators und ein entsprechendes Robotersystem. 2. Technischer Hintergrund The present invention relates to a method for controlling a manipulator and a corresponding robot system. 2. Technical background
Roboter, und insbesondere Industrieroboter sind automatisch gesteuerte, frei programmierbare Mehrzweck-Manipulatoren. Sie sind dabei für den Einsatz im industriellen Umfeld konzipiert und können so in unterschiedlichen Bereichen einer Fertigungsanlage eingesetzt werden. So kann ein Industrieroboter beispielsweise eingesetzt werden, um in einer Bearbeitungsstation oder Vermessungsstation ein oder mehrere Messpunkte eines Bauteils zu vermessen, oder an einem Werkstück ein bestimmtes Bahnprogramm abzufahren und dabei das Werkstück bzw. Bauteil mittels beispielsweise eines Falzwerkzeugs zu bearbeiten. Robots, and in particular industrial robots, are automatically controlled, freely programmable multipurpose manipulators. They are designed for use in industrial environments and can thus be used in different areas of a production plant. For example, an industrial robot can be used to measure one or more measuring points of a component in a processing station or surveying station, or to run a specific path program on a workpiece while processing the workpiece or component by means of, for example, a folding tool.
Vor dem Einsatz muss der Industrieroboter üblicherweise kalibriert werden, um ein vollständiges kinematisches Modell des Roboters zu erhalten. Hierzu müssen verschiedene Parameter der Robotermechanik ermittelt werden, um letztendlich ein vollständiges Robotermodell zu erhalten. Außerdem muss der Roboter in Bezug auf das zu vermessende oder zu bearbeitende Bauteil ausgerichtet werden: Dabei muss ein Bezug von dem Koordinatensystem des Roboters zum Koordinatensystem der Before use, the industrial robot usually needs to be calibrated to obtain a complete kinematic model of the robot. For this purpose, different parameters of the robot mechanics must be determined in order to finally obtain a complete robot model. In addition, the robot must be aligned with respect to the component to be measured or machined: In this case, a reference from the coordinate system of the robot to the coordinate system of the
Arbeitsstation bzw. dem Bauteil hergestellt werden. Hierzu können beispielsweise Referenzpunkte angefahren werden, die einen festen Punkt im Raum darstellen. Ein Referenzpunkt kann z.B. optisch gelesen werden, oder auch manuell von einem Workstation or the component are manufactured. For this example, reference points can be approached, which represent a fixed point in space. A reference point may e.g. be read optically, or manually from one
Roboter angefahren werden. Da die Position eines Referenzpunktes im Robots are approached. Because the position of a reference point in the
Weltkoordinatensystem definiert ist, kann durch Erfassen des Referenzpunktes beispielsweise die genaue Position eines Endeffektors des Roboters mittels  World coordinate system is defined by detecting the reference point, for example, the exact position of an end effector of the robot using
entsprechender Transformationen zwischen dem Roboter-Koordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem bestimmt werden. corresponding transformations between the robot coordinate system and the world coordinate system are determined.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Durch Reibung in den mechanischen Elementen eines Roboters und durch die CONFIRMATION COPY By friction in the mechanical elements of a robot and by the
Abwärme elektrischer Komponenten verändert sich die Temperatur der Waste heat of electrical components changes the temperature of the
Robotermechanik. Dies kann zu einer Größenänderung der einzelnen Elemente führen, als auch eine Änderung der Viskosität von Flüssigkeiten und Änderungen der Robot mechanics. This can lead to a change in size of the individual elements, as well as a change in the viscosity of liquids and changes in the
Elastizität von Elementen, wie beispielsweise dem Getriebe, mit sich bringen. Wenn die Parameter des Robotermodells nicht zyklisch aktualisiert werden, ergibt sich eine sogenannte Drift in der Positionierung des Roboters, welche die Wiederhol- und Absolutgenauigkeit des Roboters überlagert. Diese Drift ist an einem festen  Elasticity of elements, such as the transmission, bring with it. If the parameters of the robot model are not updated cyclically, there is a so-called drift in the positioning of the robot, which superimposes the repetition and absolute accuracy of the robot. This drift is stuck on a
Bezugskörper, oder Referenzkörper, mit bekannten bzw. vermessenen Positionen messbar. Reference body, or reference body, with known or measured positions measurable.
Aus einem betriebsinternen Verfahren ist bekannt, bei der Kalibrierung einen optimierten Modellparametersatz zu ermitteln. Der Modellparametersatz bzw. das parametrisierbare mathematische Robotermodell wird dabei für die Steuerung des Manipulators verwendet. Um den optimierten Modellparametersatz zu ermitteln werden Abweichungen der Positionierung des Roboters an einem temperaturstabilen Kalibrierkörper gemessen. Die Optimierung erfolgt dann mittels Minimierung des Restfehlers der Positionierung. Da sich der Effekt der Temperaturdrift an From an in-house method is known to determine an optimized model parameter set during calibration. The model parameter set or the parameterizable mathematical robot model is used for the control of the manipulator. In order to determine the optimized model parameter set, deviations of the positioning of the robot on a temperature-stable calibration body are measured. The optimization then takes place by minimizing the residual error of the positioning. As the effect of temperature drift on
unterschiedlichen Posen unterschiedlich stark auswirkt, wird versucht, über Different poses will affect each other differently, it will try over
Extremposen des Manipulators möglichst stark variierende und einen großen Extreme poses of the manipulator as widely varying as possible and a large one
Achsbereich abdeckende Achsstellung zu bestimmen. Allerdings werden so nur die Effekte kompensiert, die sich bei den Messungen an dem Kalibierkörper ergeben. Axis position covering axle area to determine. However, only the effects resulting from the measurements on the calibration body are compensated for.
Effekte, die durch die Temperaturänderung der Kinematik hervorgerufen werden, können allerdings nicht durch die Roboterposen am Kalibrierkörper abgebildet werden und werden somit nicht kompensiert. However, effects that are caused by the temperature change of the kinematics can not be mapped by the robot poses on the calibration body and are therefore not compensated.
Im Laufe eines typischen Messzyklus wird ein Bauteil in eine Messzelle eingeschleust, vermessen und anschließend wieder ausgeschleust. Hierbei erwärmt sich der Roboter. Folglich passen die zu Beginn des Zyklus bestimmten Parameter des Robotermodells im Laufe des Zyklus immer schlechter zur tatsächlichen Positionierung des Roboters. Folglich ist spät im Zyklus eine höhere Restdrift an den gemessenen Punkten zu erwarten. Die Gültigkeit des optimierten Parametersatzes für den gesamten Arbeitsraum basiert auf der Annahme, dass eine Auswahl von Extremposen alle Temperatureffekte aufzeigt. Diese Herangehensweise birgt allerdings die Gefahr, dass Teile des Arbeitsraums nicht mit abgedeckt sind oder temperaturabhängige Effekte generell nicht berücksichtigt werden. Dies führt zu einer sichtbaren Restdrift an den Bauteilpunkten. Diese Restdrift am Bauteil setzt sich dabei aus nicht kompensierten, temperaturabhängigen Einflüssen auf die Positionierung als auch eine Temperaturdrift durch Erwärmung der Kinematik seit der letzten Kalibrierung zusammen. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Robotersystem bereitzustellen, welche die oben aufgeführten Nachteile - zumindest teilweise - minimieren. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Präzision eines Roboters oder Manipulators zu erhöhen. Diese und weitere Aufgaben werden durch den Gegenstand der Hauptansprüche gelöst. During a typical measuring cycle, a component is introduced into a measuring cell, measured and then discharged again. This heats the robot. Consequently, the parameters of the robot model determined at the beginning of the cycle are becoming increasingly poorer in the actual positioning of the robot during the course of the cycle. Consequently, a higher residual drift at the measured points is to be expected late in the cycle. The validity of the optimized parameter set for the entire workspace is based on the assumption that a selection of extreme poses shows all temperature effects. However, this approach involves the risk that parts of the working space are not covered or that temperature-dependent effects are generally not taken into account. This leads to a visible residual drift at the component points. This residual drift on the component is composed of uncompensated, temperature-dependent influences on the positioning as well as a temperature drift due to heating of the kinematics since the last calibration. The present invention is therefore based on the object to provide a method and a robot system, which minimize the disadvantages listed above - at least partially. It is a further object of the present invention to increase the precision of a robot or manipulator. These and other objects are achieved by the subject of the main claims.
3. Inhalt der Erfindung 3. Content of the invention
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Manipulators. Der Manipulator kann dabei unterschiedlich ausgeprägt sein und wird basierend auf einem Manipulator- bzw. Roboterparametersatz gesteuert. The present invention includes a method for controlling a manipulator. The manipulator can be differently pronounced and is controlled based on a manipulator or robot parameter set.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist ein Bereitstellen einer Kalibrierung auf, welche vorzugsweise eine temperaturabhängige Kalibrierung ist. Vorzugsweise kann das Bereitstellen ein Erstellen der Kalibrierung umfassen. Die Kalibrierung weist dabei folgende Schritte auf: Wiederholtes Anfahren zumindest eines Referenzpunktes, und insbesondere zwei oder M Referenzpunkte, bis ein Temperaturkriterium des The method according to the invention comprises providing a calibration, which is preferably a temperature-dependent calibration. Preferably, the providing may include creating the calibration. The calibration has the following steps: Repeated start of at least one reference point, and in particular two or M reference points, until a temperature criterion of
Manipulators erfüllt ist, und Ermitteln, nach jedem Anfahren, eines Kalibriersatzes umfassend zumindest eine Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift und einen Manipulator- Parametersatz. Manipulator is satisfied, and determined, after each start, a calibration set comprising at least one comparison reference point residual drift and a manipulator parameter set.
Das Anfahren eines Referenzpunktes bedeutet dabei ein Erfassen des Referenzpunktes, welches beispielsweise optisch oder durch Berührung erfolgen kann. Der The approach of a reference point means a detection of the reference point, which can be done, for example, optically or by touch. Of the
Referenzpunkt hat eine genau bekannte Position. Somit ist eine Zuordnung zum Welt- Koordinatensystem als auch zum Basis- Koordinatensystem des Messroboters bekannt. Vorzugsweise befinden sich die Referenzpunkte in der Nähe der Messpunkte, Reference point has a well-known position. Thus, an assignment to the world Coordinate system as well as the basic coordinate system of the measuring robot known. Preferably, the reference points are in the vicinity of the measuring points,
Bearbeitungspunkte oder auch Bauteilpunkte am Bauteil, und können auch direkt auf dem Bauteil angeordnet sein. Beim Ermitteln des Kalibriersatzes wird eine Restdrift bezüglich des angefahrenen Referenzpunktes ermittelt. Processing points or component points on the component, and can also be arranged directly on the component. When determining the calibration rate, a residual drift with respect to the approached reference point is determined.
Vorzugsweise werden zumindest zwei Referenzpunkte wiederholt angefahren, und nach jedem Anfahren der zwei Referenzpunkte ein Kalibriersatz ermittelt, der zumindest eine Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift und einen Manipulator- Parametersatz umfasst. Dabei ist vorzugsweise einer der Referenzpunkte ein Preferably, at least two reference points are approached repeatedly, and after each approach of the two reference points, a calibration set is determined which comprises at least one comparison reference point residual drift and a manipulator parameter set. In this case, one of the reference points is preferably one
Bauteilpunkt, welcher auch im Betriebsmodus von dem Manipulator bzw. Roboter angefahren werden soll. Weiter vorzugsweise ist einer der Referenzpunkte kein  Component point, which is to be approached in the operating mode of the manipulator or robot. Further preferably, one of the reference points is not
Bauteilpunkt, und wird auch im normalen Arbeitsbetrieb bzw. während eines normalen Betriebszyklus von dem Roboter angefahren. Der Kalibriersatz umfasst dabei vorzugsweise eine Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift, die bezüglich dieses Component point, and is also approached during normal operation or during a normal operating cycle of the robot. The calibration set preferably comprises a comparison reference point residual drift with respect to this
Referenzpunktes bestimmt wurde. Die Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrifte werden dabei zur Kalibrierung bzw. Optimierung des Modellparametersatzes verwendet. Dieser Modellparametersatz wird dann als Manipulator-Parametersatz in dem Kalibiersatz bereitgestellt. Somit umfasst jeder Kalibriersatz einen Manipulator- Parametersatz, welcher anhand der Restdrifte erstellt wurde, in Bezug zu zumindest einer Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift an dem Referenzpunkt.  Reference point was determined. The comparison reference point residual drifts are used to calibrate or optimize the model parameter set. This model parameter set is then provided as a manipulator parameter set in the calibration set. Thus, each calibration set comprises a manipulator parameter set which has been created on the basis of the residual drifts in relation to at least one comparison reference point residual drift at the reference point.
Vorzugsweise ist das Temperaturkriterium derart gewählt, dass das Anfahren und Ermitteln so oft wiederholt wird, bis die Temperatur des Roboters in einem stabilen Zustand ist und sich nur noch marginal verändert. Somit wird die Kalibrierung vorzugsweise durchgeführt, während sich der Roboter erwärmt. Insbesondere nach dem Aktivieren oder Einschalten eines Roboters bzw. Manipulators verändert sich die Temperatur des Roboters rapide und erreicht nach einer gewissen Zeit einen konstanten Wert. Während dieser Zeit wird vorzugsweise die Kalibrierung bzw. Preferably, the temperature criterion is selected such that the starting and determining is repeated until the temperature of the robot is in a stable state and changes only marginally. Thus, the calibration is preferably performed while the robot is heating. In particular, after activating or switching on a robot or manipulator, the temperature of the robot changes rapidly and reaches a constant value after a certain time. During this time, preferably the calibration or
temperaturabhängige Kalibrierung durchgeführt, um vorteilhaft alle Temperature-dependent calibration performed to advantage all
temperaturabhängigen Effekte zu erfassen. to detect temperature-dependent effects.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Manipulators weist ferner ein Anfahren eines, insbesondere genau eines oder N, Referenzpunkte(s) auf. Dieses Anfahren wird dabei im normalen Arbeitsbetrieb des Manipulators, oder auch The method according to the invention for controlling a manipulator also has a start-up of, in particular exactly one or N, reference points (s). This Start-up is in normal operation of the manipulator, or also
Betriebsmodus, durchgeführt, und nicht während der Kalibrierung. Ferner umfasst das Verfahren ein Bestimmen einer Momentan-Referenzpunkt-Restdrift. Folglich wird im produktiven Betrieb die Momentan-Referenzpunkt-Restdrift bezüglich des  Operating mode, performed, and not during calibration. Furthermore, the method comprises determining a current reference point residual drift. Consequently, in the productive mode, the instantaneous reference point residual drift with respect to the
5 angefahrenen Referenzpunktes bestimmt. Vorzugsweise ist die Anzahl der  5 approached reference point determined. Preferably, the number of
Referenzpunkte N kleiner als die Anzahl der Referenzpunkte M. Somit kann eine präzise Korrektur für verschiedene Manipulatoraktionen gewährt werden.  Reference points N smaller than the number of reference points M. Thus, a precise correction for various manipulator actions can be granted.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Berechnen eines Furthermore, the method according to the invention comprises calculating a
l o Korrekturparametersatzes basierend auf der bestimmen Momentan-Ref erenzpunkt- Restdrift und basierend auf zumindest einem der Kalibriersätze. Somit wird l o Correction parameter set based on the determined instantaneous reference point residual drift and based on at least one of the calibration sets. Thus, will
vorzugsweise zumindest der Manipulator-Parametersatz von der Kalibrierung herangezogen, um den Korrekturparametersatz zu berechnen. Dabei wird der  Preferably, at least the manipulator parameter set from the calibration is used to calculate the correction parameter set. It is the
Kalibriersatz der Kalibrierung, aus dem der Manipulator- Parametersatz verwendet 15 werden soll, basierend auf der im Betriebsmodus bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift gewählt. Somit kann vorteilhaft ein passender  Calibration set of the calibration from which the manipulator parameter set is to be used, based on the instantaneous reference point residual drift determined in the operating mode. Thus, advantageously, a suitable
Korrekturparametersatz ermittelt werden, wobei ein geeigneter Wert bzw.  Correction parameter set are determined, with a suitable value or
Manipulator-Parametersatz aus der Kalibrierung anhand der bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift gewählt werden kann. Manipulator parameter set can be selected from the calibration based on the determined instantaneous reference point residual drift.
0  0
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Steuern des Manipulators basierend auf dem berechneten Korrekturparametersatz. Dabei kann beispielsweise das momentane Robotermodell anhand des Korrekturparametersatzes aktualisiert werden, oder auch durch diesen ersetzt werden. Der Fachmann versteht, dass mittels der Furthermore, the method according to the invention comprises controlling the manipulator based on the calculated correction parameter set. In this case, for example, the current robot model can be updated using the correction parameter set, or even be replaced by this. The skilled person understands that by means of
25 vorliegenden Erfindung nicht nur das Robotermodell optimiert werden kann, sondern auch Bahnpunkte aus einer Bahnplanung angepasst werden können. Vorzugsweise umfasst das Steuern dabei ein Messen mit Hilfe des Manipulators unter 25 not only the robot model can be optimized, but also track points can be adapted from a path planning. In this case, the control preferably comprises measuring with the aid of the manipulator below
Berücksichtigung des Korrekturparameters umfasst. Es kann beispielsweise eine Abstandsmessung mittels des Manipulators durchgeführt werden, wobei der Consideration of the correction parameter includes. For example, a distance measurement can be carried out by means of the manipulator, wherein the
0 Manipulator vorzugsweise seine geeignete Vorrichtung, wie z.B. einen Laser aufweist.  0 Manipulator preferably its suitable device, such. has a laser.
Ferner kann das Steuern auch ein Bewegen des Manipulators unter Berücksichtigung des Korrekturparameters umfassen. Der„Referenzpunkt" kann somit ein beliebiger Punkt in der Umgebung des Furthermore, the control may also include moving the manipulator in consideration of the correction parameter. The "reference point" can thus be any point in the environment of the
Manipulators sein, und kann beispielsweise ein Bauteilpunkt, also ein Punkt auf einem Bauteil oder Werkstück, sein. Der Begriff„Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift" kann eine Restdrift an einem Referenzpunkt beschreiben, welche im Zuge der Kalibrierung bestimmt wird. Analog kann der Begriff„Momentan-Referenzpunkt-Restdrift" eine Restdrift an einem Referenzpunkt beschreiben, welche im Zuge des Betriebsmodus bestimmt wird. Ein„Kalibriersatz" wiederum kann ein Datensatz sein, welcher mehrere Werte, wie eine Vergleichs-Referenzpunkt- Restdrift und einen Manipulator- Parametersatz umfasst. Ein, mehrere oder alle während einer Kalibrierung ermittelten Kalibriersätze können in einer Steuerung des Manipulators oder separat bereitgestellt sein. Eine„Restdrift" selber muss dabei nicht bereits korrigiert sein, kann also lediglich eine„Drift" sein. Manipulator, and may for example be a component point, ie a point on a component or workpiece. The term "comparison reference point residual drift" may describe a residual drift at a reference point which is determined in the course of the calibration.A analogously, the term "instantaneous reference point residual drift" may describe a residual drift at a reference point, which is determined in the course of the operating mode , In turn, a "calibration set" may be a dataset that includes a plurality of values, such as a comparative reference point residual drift and a manipulator parameter set One, several, or all calibration sets determined during calibration may be provided in a controller of the manipulator or separately "Restdrift" itself does not have to be corrected, so it can only be a "drift".
Vorzugsweise umfasst das Bereitstellen der Kalibrierung ein Erstellen der Kalibrierung. Vorzugsweise wird die Kalibrierung vor dem Produktionsbetrieb des Manipulators durchgeführt, so dass die Kalibrierung bereits während des Arbeitsbetriebs oder Messbetriebs des Manipulators vorliegt. Somit können die Korrekturparametersätze direkt basierend auf der Kalibrierung ermittelt werden, so dass der Manipulator präzise anhand des Korrekturparametersatzes gesteuert werden kann. Preferably, providing the calibration includes creating the calibration. Preferably, the calibration is carried out before the production operation of the manipulator, so that the calibration already exists during the working operation or measuring operation of the manipulator. Thus, the correction parameter sets can be determined directly based on the calibration, so that the manipulator can be controlled precisely based on the correction parameter set.
Vorzugsweise umfasst das wiederholte Anfahren ein wiederholtes Anfahren von zwei Referenzpunkten, wobei vorzugsweise einer der Referenzpunkt ein Bauteilpunkt ist. Somit können mittels des Kalibriersatzes die Modellparameter bzw. Roboterparameter effizient in Bezug auf der im Produktionsmodus angefahrenen Punkte optimiert werden. Vorzugsweise wird nach jedem wiederholten Anfahren während der Preferably, the repeated starting comprises a repeated approach of two reference points, wherein preferably one of the reference points is a component point. Thus, by means of the calibration set, the model parameters or robot parameters can be optimized efficiently with respect to the points approached in the production mode. Preferably, after each repeated start during the
Kalibrierung zu einer Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift ein Parametersatz abgelegt und in dem Kalibriersatz aufgenommen.  Calibration for a comparison reference point residual drift a parameter set is stored and recorded in the calibration record.
Vorzugsweise umfassen die ermittelten Kalibriersätze zwei Vergleichs-Referenzpunkt- Restdrifte und einen Manipulator-Parametersatz. Preferably, the determined calibration sets comprise two comparison reference point residual drifts and one manipulator parameter set.
Vorzugsweise weist das Berechnen des Kalibriersatzes folgende Schritte auf: Auswählen von einem Kalibriersatz basierend auf der bestimmten Momentan-Referenzpunkt- Restdrift, so dass die Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift des ausgewählten Kalibriersatzes nächstliegend zu der bestimmten Momentan-Referenzpunkt-Restdrift ist, und Erstellen des Korrekturparametersatzes basierend auf dem ausgewählten Kalibriersatz. Somit wird ein bestmöglich passender Kalibriersatz ausgewählt, so dass die Differenz zwischen dem bestimmten Momentan-Referenzpunkt- Restdrift und der Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift des ausgewählten Kalibriersatzes minimal ist.Preferably, calculating the calibration set comprises the steps of: selecting a calibration set based on the determined instantaneous reference point residual drift such that the comparative reference point residual drift of the selected one Calibration set is closest to the determined instantaneous reference point residual drift, and creating the correction parameter set based on the selected calibration set. Thus, a best fit calibration set is selected so that the difference between the determined instantaneous reference point residual drift and the comparative reference point residual drift of the selected calibration set is minimal.
Dadurch wird gegeben, dass der Kalibriersatz aus der Kalibrierung bestmöglich zu dem momentanen Zustand des Manipulators passt. This ensures that the calibration set from the calibration best matches the instantaneous state of the manipulator.
Das Erstellen des Korrekturparametersatzes basierend auf dem ausgewählten Creating the correction parameter set based on the selected one
Kalibriersatz kann beispielsweise ein Erstellen eines Korrekturparametersatzes basierend auf dem Manipulator-Parametersatz des ausgewählten Kalibriersatzes umfassen. Vorzugsweise wird ein Kalibriersatz ausgewählt, wobei die Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift aus der Kalibrierung mit der Momentan-Referenzpunkt- Restdrift aus dem produktiven Betrieb nächstliegend ist, so dass der in der For example, the calibration set may include creating a correction parameter set based on the manipulator parameter set of the selected calibration set. Preferably, a calibration set is selected, wherein the comparison reference point residual drift from the calibration with the instantaneous reference point residual drift from the productive operation is closest, so that in the
Kalibrierung ermittelte Manipulator-Parametersatz bestmöglich zu dem momentanen Zustand des Manipulators passt und somit für die Berechnung des Calibration determined manipulator parameter set best fits the current state of the manipulator and thus for the calculation of the
Korrekturparametersatzes und folglich für das Steuern des Manipulators, wie etwa das Anfahren oder Vermessen eines Bauteilpunktes, herangezogen werden kann. Vorzugsweise weist das Berechnen des Korrekturparametersatzes folgende Schritte auf: Auswählen von zumindest zwei verschiedenen Kalibriersätzen basierend auf der bestimmten Momentan-Referenzpunkt-Restdrift, so dass die Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrifte der ausgewählten Kalibriersätze nächstliegend zu der bestimmten Momentan-Referenzpunkt- Restdrift sind, und Erstellen des Correction parameter set and consequently for controlling the manipulator, such as the start or measurement of a component point, can be used. Preferably, calculating the correction parameter set comprises the steps of: selecting at least two different calibration sets based on the determined instantaneous reference point residual drift so that the comparison reference point residual drifts of the selected calibration sets are closest to the determined instantaneous reference point residual drift and creating of
Korrekturparametersatzes basierend auf einer Interpolation der ausgewählten Correction parameter set based on an interpolation of the selected
Kalibriersätze. Somit werden zwei Kalibriersätze herangezogen, die bestmöglich den momentanen Zustand des Manipulators widerspiegeln. Der Korrekturparametersatz wird dann basierend auf einer Interpolation dieser beiden Kalibriersätze erstellt bzw. basierend auf einer Interpolation der Manipulator-Parametersätze der ausgewählten Kalibriersätze. Es ist somit möglich, einen Korrekturparametersatz aus der  Calibration kits. Thus, two calibration sets are used, which best reflect the current state of the manipulator. The correction parameter set is then created based on an interpolation of these two calibration sets or based on an interpolation of the manipulator parameter sets of the selected calibration sets. It is thus possible to obtain a correction parameter set from the
Kalibrierung zu erhalten, der bestmöglich zu dem aktuellen Zustand des Manipulators passt. Der Fachmann versteht, dass auch mehr als zwei Kalibriersätze basierend auf der im Produktionsbetrieb bestimmten Momentan-Referenzpunkt-Restdrift ausgewählt werden können und für die Berechnung des Korrekturparametersatzes herangezogen werden können. So kann beispielsweise, wenn drei Kalibriersätze ausgewählt wurden, ein Korrekturparametersatz basierend auf einer Spline-Interpolation der Kalibriersätze bzw. der entsprechenden Manipulator-Parametersätze berechnet werden. Ferner versteht der Fachmann, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit anderen Verfahren zur Kompensation verschiedener Drifte kombiniert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dabei insbesondere, eine verbleibende Restdrift bzw. den Effekt einer verbleibenden Restdrift zu minimieren. Get calibration that best fits the current state of the manipulator. The person skilled in the art understands that more than two calibration sets can also be selected based on the instantaneous reference point residual drift determined in the production mode and can be used for the calculation of the correction parameter set. Thus, for example, if three calibration sets have been selected, a correction parameter set can be calculated based on a spline interpolation of the calibration sets or the corresponding manipulator parameter sets. Furthermore, the person skilled in the art understands that the method according to the invention can also be combined with other methods for the compensation of different drifts. In particular, the method according to the invention is suitable for minimizing residual drift or the effect of residual drift.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit eine Kalibrierung durchgeführt, in der sehr viele (temperaturabhängige) Zustände des Roboters erfasst werden. Durch den Vergleich einer Momentan-Referenzpunkt-Restdrift mit einer Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift aus der Kalibrierung kann somit ein passender Manipulator- Parametersatz aus der Kalibrierung für den momentanen Zustand des Manipulators herangezogen werden. Dabei erlaubt es die vorliegende Erfindung, die With the present invention, a calibration is thus carried out in which a great many (temperature-dependent) states of the robot are detected. By comparing a momentary reference point residual drift with a comparison reference point residual drift from the calibration, a suitable manipulator parameter set from the calibration can thus be used for the instantaneous state of the manipulator. In this case, the present invention allows the
Positioniergenauigkeit eines Roboters bzw. Manipulators zu verbessern. Dabei kann beispielsweise eine hohe Genauigkeit von besser als + 0,15 mm erreicht werden. Positioning accuracy of a robot or manipulator to improve. In this case, for example, a high accuracy of better than + 0.15 mm can be achieved.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Robotersystem, welches Mittel aufweist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Mittel umfassen dabei insbesondere eine Robotersteuerung. Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Medium, welches Instruktionen enthält, welche, wenn durch ein Verarbeitungssystem ausgeführt, Schritte zum Steuern eines Manipulators ausführen, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Manipulators. The present invention further comprises a robot system having means for carrying out the method according to the invention. The means include in particular a robot controller. Further, the present invention includes a computer-readable medium containing instructions that, when executed by a processing system, perform steps to control a manipulator according to the inventive method for controlling a manipulator.
4. Ausführungsbeispiel(e) Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt: Fourth Embodiment (e) In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 den Ablauf der Kalibrierung gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Manipulators. 1 shows the sequence of the calibration according to the present invention, and Fig. 2 shows an inventive method for controlling a manipulator.
In Fig. l ist schematisch der Ablauf bzw. Prozess 10 einer (temperaturabhängigen) Kalibrierung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Prozess 10 beginnt in Schritt n. In Schritt 12 wird ein Referenzpunkt durch den Manipulator angefahren. Dieser Referenzpunkt befindet sich vorzugsweise nicht auf dem Bauteil, sondern ist unabhängig von dem Bauteil bereitgestellt. In Schritt 13 wird eine Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift bezüglich des in Schritt 12 angefahrenen Referenzpunktes ermittelt. FIG. 1 schematically shows the sequence or process 10 of a (temperature-dependent) calibration according to the present invention. The process 10 begins in step n. In step 12, a reference point is approached by the manipulator. This reference point is preferably not on the component, but is provided independently of the component. In step 13, a comparison reference point residual drift with respect to the approached in step 12 reference point is determined.
In Schritt 14 wird ein Bauteilpunkt angefahren, d.h. ein Punkt auf dem zu In step 14, a component point is approached, i. a point on that too
vermessenden oder zu bearbeitenden Bauteil wird durch den Manipulator angefahren. Im folgenden Schritt 15 wird eine Vergleichs-Bauteil- Restdrift ermittelt, also die Restdrift zwischen dem Manipulator und dem angefahrenen Bauteilpunkt. measuring or to be machined component is approached by the manipulator. In the following step 15, a comparison component residual drift is determined, ie the residual drift between the manipulator and the approached component point.
In Schritt 16 wird ein Korrekturparametersatz erstellt. Hierfür werden anhand zumindest der in Schritt 13 ermittelten Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift und/oder der im Schritt 15 ermittelten Vergleichs-Bauteil-Restdrift ein Manipulator- Parametersatz, oder Modellparametersatz, ermittelt. In dem Korrekturparametersatz wird dieser Manipulator-Parametersatz mit der im Schritt 13 ermittelten Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift verknüpft. Anschließend wird dieser Korrekturparametersatz in einer entsprechenden Datenbank der Kalibrierung hinterlegt. In step 16, a correction parameter set is created. For this purpose, a manipulator parameter set or model parameter set is determined on the basis of at least the comparison reference point residual drift determined in step 13 and / or the comparison component residual drift determined in step 15. In the correction parameter set, this manipulator parameter set is linked to the comparison reference point residual drift determined in step 13. Subsequently, this correction parameter set is stored in a corresponding calibration database.
Bei der Entscheidung 17 wird überprüft, ob die Temperatur des Manipulators einen vordefinierten Grenzwert überschritten hat. Alternativ kann bei der Entscheidung 17 auch überprüft werden, ob die Temperatur des Manipulators einen konstanten Wert erreicht hat. Falls die Entscheidung 17 negativ ausfällt, wird ein neuer Kalibriersatz ermittelt, indem das Verfahren bei Schritt 12 fortgeführt wird. Falls die Entscheidung 17 positiv ausfällt, endet die Kalibrierung im Schritt 18. In the decision 17, it is checked whether the temperature of the manipulator has exceeded a predefined limit value. Alternatively, in decision 17 it can also be checked whether the temperature of the manipulator has reached a constant value. If the decision 17 is negative, a new calibration set is determined by continuing the process at step 12. If the decision 17 is positive, the calibration ends in step 18.
Somit werden mit der Kalibrierung mehrere Kalibriersätze ermittelt, wobei in jedem Kalibriersatz eine Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift mit einem Manipulator- Parametersatz verknüpft ist. Jeder Kalibriersatz wurde dabei bei einer unterschiedlichen Temperatur des Manipulators ermittelt. Erst wenn die Temperatur des Manipulators vorzugsweise annähernd stabil ist, wird die Kalibrierung beendet. Thus, several calibration sets are determined with the calibration, wherein in each calibration set a comparison reference point residual drift is associated with a manipulator parameter set. Each calibration set was thereby at a determined different temperature of the manipulator. Only when the temperature of the manipulator is preferably approximately stable, the calibration is terminated.
In Fig. 2 ist schematisch der Ablauf 20 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Manipulators dargestellt. Dieses Verfahren wird vorzugsweise imFIG. 2 schematically shows the sequence 20 of a method according to the invention for controlling a manipulator. This method is preferably used in
Arbeitsbetrieb oder Betriebsmodus durchgeführt. Das Verfahren beginnt in Schritt 21. In Schritt 22 wird eine (temperaturabhängige) Kalibrierung bereitgestellt. Working or operating mode performed. The process begins in step 21. In step 22, a (temperature dependent) calibration is provided.
Vorzugsweise wurde die Kalibrierung gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Prozess durchgeführt und stellt entsprechende Kalibriersätze bereit. Preferably, the calibration has been performed according to the process illustrated in FIG. 1 and provides appropriate calibration sets.
In Schritt 23 wird ein Referenzpunkt durch den Manipulator angefahren. Dieser Referenzpunkt ist dabei identisch mit dem Referenzpunkt, welcher während der Kalibrierung angefahren bzw. vermessen wurde. Im Schritt 24 wird eine Momentan- Referenzpunkt-Restdrift bestimmt, also der Restdrift zwischen dem Manipulator und dem angefahrenen Referenzpunkt. In step 23, a reference point is approached by the manipulator. This reference point is identical to the reference point which was approached or measured during the calibration. In step 24, an instantaneous reference point residual drift is determined, ie the residual drift between the manipulator and the approached reference point.
In Schritt 25 werden aus der Kalibrierung zwei Kalibriersätze ausgewählt. Die In step 25, two calibration sets are selected from the calibration. The
Kalibriersätze werden dabei durch Vergleich des in Schritt 24 bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift und der Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrifte der Calibration sets are calculated by comparing the determined in step 24 instantaneous reference point residual drift and the comparison reference point residual drift of
Kalibriersätze der Kalibrierung ausgewählt. Durch den Vergleich wird festgestellt, welche Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrifte der Kalibriersätze der Kalibrierung nächstliegend zu der in Schritt 24 bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift sind. Entsprechend werden dann zwei Kalibriersätze mit den nächstliegenden Calibration sets of calibration selected. The comparison determines which comparison reference point residual drifts of the calibration sets of calibration are closest to the instantaneous reference point residual drift determined in step 24. Accordingly, then two calibration sets with the nearest
Vergleichs-Referenzpunkt-Restdriften bzgl. der Momentan-Referenzpunkt- Restdrift ausgewählt. Comparison reference point residual drifts with regard to the instantaneous reference point residual drift selected.
In Schritt 26 werden die mit den beiden Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrifte verknüpften Manipulator-Parametersätze der ausgewählten Kalibriersätze der Kalibrierung interpoliert, und anhand der Interpolation ein Korrekturparametersatz berechnet. Im folgenden Schritt 27 wird der Manipulator anhand zumindest desIn step 26, the manipulator parameter sets of the selected calibration sets associated with the two comparison reference point residual drifts are interpolated for the calibration, and a correction parameter set is calculated on the basis of the interpolation. In the following step 27, the manipulator is based on at least the
Korrekturparametersatzes gesteuert. Anschließend endet das Verfahren in Schritt 28. Correction parameter set controlled. Subsequently, the process ends in step 28.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Steuern eines Manipulators, aufweisend: A method of controlling a manipulator, comprising:
a) Bereitstellen einer Kalibrierung, aufweisend folgende Schritte:  a) providing a calibration, comprising the following steps:
Wiederholtes Anfahren zumindest eines, insbesondere zumindest zweier oder M, Referenzpunkte(s) bis ein Temperaturkriterium des Manipulators erfüllt ist, und  Repeated start of at least one, in particular at least two or M, reference points (s) until a temperature criterion of the manipulator is met, and
Ermitteln, nach jedem Anfahren, eines Kalibriersatzes umfassend zumindest eine Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrift und einen Manipulator- Parametersatz;  Determining, after each start-up, a calibration set comprising at least one comparison reference point residual drift and a manipulator parameter set;
b) Anfahren eines, insbesondere genau eines oder N, Referenzpunkte(s);  b) approaching one, in particular exactly one or N, reference points (s);
c) Bestimmen einer Momentan-Referenzpunkt-Restdrift;  c) determining a current reference point residual drift;
d) Berechnen eines Korrekturparametersatzes basierend auf der bestimmten  d) calculating a correction parameter set based on the determined one
Momentan-Referenzpunkt- Restdrift und basierend auf zumindest einem der Kalibriersätze, und  Instantaneous reference point residual drift and based on at least one of the calibration sets, and
e) Steuern des Manipulators basierend auf dem Korrekturparametersatz.  e) controlling the manipulator based on the correction parameter set.
2. Verfahren nach Anspruch i, wobei das Steuern des Manipulator ein Messen mit Hilfe des Manipulators unter Berücksichtigung des Korrekturparametersatzes umfasst. 2. The method of claim 1, wherein controlling the manipulator comprises measuring with the aid of the manipulator taking into account the correction parameter set.
3. Verfahren nach Anspruch ι oder 2, wobei die Anzahl der Referenzpunkte N aus Schritt b) kleiner als die Anzahl der Referenzpunkte M aus Schritt a) ist. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the number of reference points N from step b) is smaller than the number of reference points M from step a).
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Bereitstellen der Kalibrierung ein Erstellen der Kalibrierung umfasst. 4. The method of claim 1, wherein providing the calibration comprises creating the calibration.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das wiederholte Anfahren ein wiederholtes Anfahren von zwei Referenzpunkten umfasst, und wobei vorzugsweise einer der Referenzpunkte ein Bauteilpunkt ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the repeated start comprises a repeated approach of two reference points, and wherein preferably one of the reference points is a component point.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die ermittelten Kalibriersätze zwei Vergleichs-Referenzpunkt-Restdrifte und einen Manipulator- Parametersatz umfassen. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the determined calibration sets comprise two comparison reference point residual drifts and a manipulator parameter set.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Berechnen folgende Schritte aufweist: A method according to any one of the preceding claims, wherein the calculating comprises the steps of:
- Auswählen eines Kalibriersatzes basierend auf der bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift, so dass die Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrift des ausgewählten Kalibriersatzes nächstliegend zu der bestimmten Momentan- Referenzpunkt-Restdrift ist, und  Selecting a calibration set based on the determined instantaneous reference point residual drift such that the comparative reference point residual drift of the selected calibration set is closest to the determined instantaneous reference point residual drift, and
Erstellen des Korrekturparametersatzes basierend auf dem ausgewählten Kalibriersatz.  Create the correction parameter set based on the selected calibration set.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Berechnen folgende Schritte aufweist: 8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the calculating comprises the steps of:
Auswählen von zumindest zwei verschiedenen Kalibriersätzen basierend auf der bestimmten Momentan-Referenzpunkt-Restdrift, so dass die Vergleichs- Referenzpunkt-Restdrifte der ausgewählten Kalibriersätze nächstliegend zu der bestimmten Momentan-Referenzpunkt-Restdrift sind, und  Selecting at least two different calibration sets based on the determined instantaneous reference point residual drift such that the comparison reference point residual drifts of the selected calibration sets are closest to the determined instantaneous reference point residual drift, and
Erstellen des Korrekturparametersatzes basierend auf einer Interpolation der ausgewählten Kalibriersätze.  Create the correction parameter set based on an interpolation of the selected calibration sets.
9. Robotersystem aufweisend Mittel zur Durchführung eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8. 9. robotic system comprising means for performing a method according to any one of claims 1-8.
EP16731036.6A 2015-06-22 2016-06-20 Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets Withdrawn EP3310536A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015211405.8A DE102015211405A1 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Improvement of the temperature drift compensation by calibration at the component and teaching of the parameter sets
PCT/EP2016/001047 WO2016206797A1 (en) 2015-06-22 2016-06-20 Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3310536A1 true EP3310536A1 (en) 2018-04-25

Family

ID=56178305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16731036.6A Withdrawn EP3310536A1 (en) 2015-06-22 2016-06-20 Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3310536A1 (en)
CN (1) CN107771118A (en)
DE (1) DE102015211405A1 (en)
WO (1) WO2016206797A1 (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19821873C2 (en) * 1998-05-15 2000-07-13 Inst Werkzeugmaschinen Und Bet Process for reducing the influence of temperature changes on industrial robots
DE10046092A1 (en) * 2000-09-18 2002-04-11 Siemens Ag Method for the compensation of static position errors and orientation errors
DE10153049B4 (en) * 2001-10-26 2007-03-08 Wiest Ag 3D coordination system
DE102007011852A1 (en) * 2007-03-03 2008-09-04 Afm Technology Gmbh Positioning system correcting method for e.g. robot, involves determining surrounding condition-dependent characteristic, and determining correct value for correcting system based on preset environment condition and characteristic
DE102007024143A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Dürr Systems GmbH Motion control for elastic robot structures
US8224607B2 (en) * 2007-08-30 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for robot calibrations with a calibrating device
DE102008060052A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Kuka Roboter Gmbh Method and device for compensating a kinematic deviation
DE102009032278B4 (en) * 2009-07-08 2021-03-04 Kuka Roboter Gmbh Method and apparatus for operating a manipulator
CN102607552B (en) * 2012-01-11 2014-12-10 南京航空航天大学 Industrial robot space grid precision compensation method based on neural network

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015211405A1 (en) 2016-12-22
WO2016206797A1 (en) 2016-12-29
CN107771118A (en) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015107436B4 (en) Trainable path control
DE112016000582B4 (en) Teaching facility, teaching method and robot system
EP3241081B1 (en) Method for compensating for a deviation of an operating point
DE112015004939B4 (en) Method for optimizing the productivity of a machining process of a CNC machine
EP1894068B1 (en) Method for quality control for an operating industrial machine
EP3165978A1 (en) Absolute robot powered positioning procedure
DE102016108077B4 (en) Method for setting load parameters and device for setting load parameters
EP3240994B1 (en) Detecting geometric movement guidance deviations in a coordinate measuring device or a machine tool
DE102017111543B4 (en) Robot control device and a method for controlling a robot
DE112010000794T5 (en) Method for controlling a robot tool
EP2500148B1 (en) Method and apparatus for controlling a robot using a virtual model of the robot
EP3227061A1 (en) Method for motion simulation of a manipulator
DE102012009010A1 (en) Method for producing motion of manipulator along motion path for performing mounting of component at holding element of motor vehicle, involves assigning force and/or torque to reference point, which belongs to position of motion path
DE102015011535A1 (en) Trajectory display device for displaying engine end and machine end trajectories
EP3037219B1 (en) Secure robot with path progress variables
DE102017112454A1 (en) Dynamic laser touch sensing with dynamic multi-robot user frame
EP1152212A2 (en) Device and procedure to calibrate the actuating arm of a robot
EP3444076B1 (en) Method for determining absolute position of a robotic device and robotic device
US7607329B2 (en) Method for free bending
DE102012022190A1 (en) Method for automatic generation of control or regulation for robot, involves determining approximate function of reverse kinematics in neighborhood of primary start location
EP3310537B1 (en) Improving the temperature drift compensation by controlled over-compensation
WO2016206796A1 (en) Improvement of temperature drift compensation by the teaching-in of the remaining drift
EP3310536A1 (en) Improving the temperature drift compensation by calibrating on the component and teaching the parameter sets
DE102012208252A1 (en) Method for performing highly accurate positioning of guide tool of robot, involves calculating deviation between desired and actual positions of guide tools of robot arms using virtual mechanical model of plant including robots
DE102013007742B4 (en) Method and device for restoring the operational readiness of a multi-axis movement device

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20171116

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: KUKA DEUTSCHLAND GMBH

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200917

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210128

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230528