EP4594055A1 - Roboterarmkalibrierung - Google Patents

Roboterarmkalibrierung

Info

Publication number
EP4594055A1
EP4594055A1 EP23768245.5A EP23768245A EP4594055A1 EP 4594055 A1 EP4594055 A1 EP 4594055A1 EP 23768245 A EP23768245 A EP 23768245A EP 4594055 A1 EP4594055 A1 EP 4594055A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
robot arm
calibration
calibration element
fixed
positions
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.)
Pending
Application number
EP23768245.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Knott
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 Deutschland 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 Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Publication of EP4594055A1 publication Critical patent/EP4594055A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692—Calibration of manipulator
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39015—With different manipulator configurations, contact known sphere, ballbar
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39021—With probe, touch reference positions

Definitions

  • the present invention relates to a method for calibrating a robot arm and to a system, computer program or computer program product for carrying out a method described here.
  • the object of the present invention is to improve calibration of a robot arm.
  • Claims 9 and 10 provide a system or computer program or.
  • a robot arm has several, preferably at least three, in particular at least six, in one embodiment at least seven, joints or (movement) axes, in one embodiment rotary joints.
  • a measuring device has at least two calibration elements, which can each be designed in one or more parts.
  • one of the calibration elements is a calibration element fixed to the robot arm and, in a further development, is arranged in a stationary manner, in one embodiment (non-destructively) detachable, in another embodiment (non-destructively) non-detachable or permanent, on the robot arm, preferably its (distal) end or tool flange or member.
  • the or another of the calibration elements is referred to in one embodiment without loss of generality as the first calibration element. In one embodiment, this is fixed relative to a rigid or mobile environment and/or base of the robot arm, in one embodiment it is detachable (non-destructively), in another Designed (non-destructive or) inseparable or permanent, attached to the environment or robot arm base.
  • the robot arm-fixed calibration element is movable relative to the first calibration element by adjusting the joints of the robot arm, the first and the robot arm-fixed calibration elements being designed such that when the robot arm-fixed calibration element is displaced relative to the first calibration element in a spatial direction, which in the present case is without limitation of generality is referred to as the first delivery direction, the robot arm-fixed calibration element from different starting positions, which are referred to here as first starting positions without limitation of generality, by the first calibration element, preferably mechanically or positively, (ultimately) in each case into the same, in particular unique, defined, preferably singular or clear, end position is (forced) guided, which is referred to here as the first end position without loss of generality.
  • a simple and at the same time preferred example is a funnel for guiding a ball: if the ball is moved into the funnel relative to the funnel, it contacts the funnel surface. During a subsequent further movement into the funnel, the funnel guides the ball inwards to a defined end position. This can preferably be achieved by a ball fixed or guided by the robot arm, but of course also by moving the funnel fixed to the robot arm relative to the ball fixed to the surroundings.
  • the method for calibrating the robot arm using the measuring device comprises the steps:
  • first joint positions in particular on the basis of the first joint positions and the known, preferably predetermined and/or measured, first end position, wherein the first end position in one embodiment is known, preferably predetermined and/or measured relative to the robot arm, in particular its base, and/or relative to an environment of the robot arm, in particular a base of the measuring device.
  • the calibration element fixed to the robot arm can advantageously be arranged reliably, precisely, quickly and/or in different guidance directions, for example also horizontally or vertically upwards or the like, in the first end position and this can be used to calibrate the robot arm.
  • the measuring device has at least one further calibration element, which is referred to as a second calibration element without restriction of generality and is also arranged on the environment or robot arm base in a stationary manner relative to the environment and/or base of the robot arm, in one embodiment detachable (non-destructively), in another embodiment (non-destructively) indetachable or permanent.
  • a second calibration element without restriction of generality and is also arranged on the environment or robot arm base in a stationary manner relative to the environment and/or base of the robot arm, in one embodiment detachable (non-destructively), in another embodiment (non-destructively) indetachable or permanent.
  • the calibration element fixed to the robot arm can also be moved relative to the second calibration element by adjusting the joints of the robot arm, in particular after it has been initially arranged in the first end position and then moved away from this again, wherein the second and the calibration element fixed to the robot arm are designed in such a way that when the calibration element fixed to the robot arm is displaced relative to the second calibration element in a spatial direction, which is referred to here without restriction of generality as the second feed direction, the calibration element fixed to the robot arm different starting positions, which are referred to here without restriction of generality as second starting positions, are each (forcedly) guided by the second calibration element, preferably mechanically or positively, into the same defined end position, which is referred to here without restriction of generality as the second end position.
  • the method with respect to the second calibration element comprises the same steps as described above with respect to the first calibration element, or the steps:
  • positions of the joints of the robot arm in the second calibration position which are referred to herein as second positions without limiting generality; wherein the robot arm is calibrated on the basis of the first and also these second joint positions, preferably also on the basis of the known second end position specified and/or measured in one embodiment, the second end position in one embodiment being relative to the robot arm, in particular its base, and / or is known, preferably predetermined and/or measured, relative to an environment of the robot arm, in particular a base of the measuring device.
  • the measuring device has at least one more
  • Calibration element which without limiting the generality as another second or third calibration element is referred to and in one version is also stationary relative to the environment and / or base of the robot arm, in one version (non-destructive) detachable, in another version (non-destructive or) non-detachable or permanent, on the Environment or robot arm base is arranged.
  • the calibration element fixed to the robot arm can also be moved relative to the third or further second calibration element by adjusting the joints of the robot arm, in particular after it has been initially arranged in the first end position, then moved away from this again and arranged in the (one) second end position and then moved away from this again, wherein this third or further second and the calibration element fixed to the robot arm are designed in such a way that when the calibration element fixed to the robot arm is displaced relative to the third or further second calibration element in a spatial direction, which is referred to here without restriction of generality as the third or further second feed direction, the calibration element fixed to the robot arm is (forced) from different starting positions, which are referred to here without restriction of generality as the third or further second starting positions, by the third or further second calibration element, preferably mechanically or positively, in each case into the same defined end position, which is referred to here without restriction of generality as the third or further second end position.
  • the method has the same steps as described above with reference to the first and (a) second calibration element or the steps:
  • Detecting positions of the joints of the robot arm in the third or further second calibration position which are referred to here without restriction of generality as third or further second positions; wherein the robot arm is calibrated on the basis of the first, the (one) second and also this third or further second joint positions, preferably also on the basis of the known, in one embodiment predetermined and/or measured, third or further second end position, wherein this third or further second end position in one embodiment is known, preferably predetermined and/or measured, relative to the robot arm, in particular its base, and/or relative to an environment of the robot arm, in particular a base of the measuring device.
  • the calibration in particular its precision, can be improved and/or more dimensions or parameters can be determined in one embodiment.
  • the method includes the steps:
  • the method in one embodiment comprises the steps:
  • different calibration or joint positions of the robot arm can be detected in the same or for the same end position and used for calibration and thereby in particular the calibration, in particular its precision, and/or a time and/or space requirement can be improved and/or more Dimensions or parameters are determined.
  • the Calibration element when adjusting the robot arm from the first calibration position to a further calibration position in which the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the first end position, when adjusting the robot arm between at least two calibration positions A, B of the robot arm, one of which can be the first calibration position or both calibration positions can be different from the first calibration position, the Calibration element is arranged in the first end position and an orientation of the calibration element fixed to the robot arm relative to the first calibration element is maintained (during this adjustment of the robot arm between the two calibration positions A, B of the robot arm), during the detection, positions of the joints of the robot arm are detected in these at least two calibration positions A, B, and the robot arm is (also) calibrated on the basis of these detected positions of the joints.
  • the robot arm when adjusting the robot arm from the or at least one of the second calibration position(s) to the or at least one of the further calibration position(s) in which the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the (respective) second end position in which it was arranged in this (respective) second calibration position, when adjusting the robot arm between at least two calibration positions A', B' of the robot arm, one of which can be the (respective) second calibration position or both calibration positions can be different from the (respective) second calibration position, the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the (respective) second end position and an orientation of the calibration element fixed to the robot arm relative to the (respective) second calibration element is maintained (when adjusting the robot arm between the two calibration positions A', B' of the robot arm), during the detection, positions of the joints of the robot arm are detected in these at least two calibration positions A', B', and the robot arm is (also) based on these detected positions of the joints calibrated.
  • the robot arm (in each case) is adjusted in such a way that it not only maintains the position but also the orientation of the calibration element fixed to the robot arm relative to the respective calibration element, or adjusts it in its corresponding zero space.
  • additional joint positions can be approached particularly advantageously for calibration, preferably with a low load on the calibration elements. Additionally or alternatively, in one embodiment, by adjusting the robot arm in this way in its corresponding zero space, additional joint positions can be used for calibration.
  • the calibration element fixed to the robot arm when adjusting the robot arm from the first calibration position to a further calibration position in which the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the first end position, in at least two calibration positions U, V of the robot arm, one of which can be the first calibration position or both calibration positions can be different from the first calibration position, the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the first end position and the calibration element fixed to the robot arm has different orientations relative to the first calibration element in these at least two calibration positions U, V or changes its orientation relative to the first calibration element during this adjustment of the robot arm between the two calibration positions U, V of the robot arm, during the detection, positions of the joints of the robot arm are detected in these at least two calibration positions U, V, and the robot arm is (also) calibrated on the basis of these detected positions of the joints.
  • the calibration element fixed to the robot arm when adjusting the robot arm from the or at least one of the second calibration position(s) to the or at least one of the further calibration position(s), in which the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the (respective) second end position in which it was arranged in this (respective) second calibration position, in at least two calibration positions LT, V' of the robot arm, one of which can be the (respective) second calibration position or both calibration positions can be different from the (respective) second calibration position, the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the (respective) second end position and the calibration element fixed to the robot arm has different orientations relative to the (respective) second calibration element in these at least two calibration positions U', V' or changes its orientation relative to the (respective) second calibration element during this adjustment of the robot arm between the two calibration positions LT, V' of the robot arm, during the detection of positions of the joints of the robot arm in these at least two calibration positions LT, V' are recorded, and the robot
  • additional joint positions for calibration can advantageously be approached more easily and/or precisely and/or additional joint positions can be used for calibration, in particular if the robot arm does not have a corresponding zero space in the corresponding initial (calibration) position having.
  • the two variants mentioned above can be combined with one another, in particular sequentially, in particular by moving the robot arm after adjusting the robot arm between two calibration positions in which the calibration element fixed to the robot arm has different orientations but the same position relative to the respective calibration element Maintaining the position and orientation is adjusted, and / or after adjusting the robot arm between two calibration positions in which the robot arm-fixed calibration element has the same position and orientation relative to the respective calibration element, the robot arm is then adjusted while maintaining the position and changing the orientation.
  • the robot arm is force-controlled in the first calibration position, in a further development when moving from the first calibration position to the further calibration position and/or at least during the detection of the joint positions in the first and/or this further calibration position, such that the calibration element fixed to the robot arm exerts a contact force on the first calibration element and is supported by the first calibration element in the first end position.
  • the robot arm is in the or at least one of the second calibration position, in a further development when adjusting the or at least one of the second calibration position(s) into the corresponding further calibration position and/or at least during the detection of the joint positions in the (respective) second and/or this further calibration position, force-controlled in such a way that the robot arm-fixed calibration element in the (respective) second end position exerts a contact force on the respective second calibration element and is supported by the respective second calibration element in the (respective) second end position.
  • the robot arm-fixed calibration element can advantageously be secured in its respective end position and thereby in particular the calibration, in particular its precision, and/or the time required can be improved.
  • the first calibration element has a guide surface with a cavity, wherein the calibration element fixed to the robot arm can be supported by the cavity in a defined support position which determines the first end position, wherein the guide surface converges towards the cavity, preferably in a funnel-like manner.
  • the or one or more of the second calibration element(s) each have a guide surface with a cavity, wherein the calibration element fixed to the robot arm can be supported by the (respective) cavity in a defined support position which determines the (respective) second end position, wherein the guide surface converges towards the cavity, preferably in a funnel-like manner.
  • the calibration element fixed to the robot arm has an at least partially spherical or (partially) spherical contact or surface for sliding on the (respective) guide surface.
  • the or one or more of the guide surfaces each have one or more guides which are designed to guide the calibration element fixed to the robot arm into the (respective) cavity along (respective) a one-dimensional, preferably at least partially straight, guide path.
  • the calibration element fixed to the robot arm has a guide surface with a cavity, wherein the first calibration element can be supported by the cavity in a defined support position which determines the first end position, wherein the guide surface converges towards the cavity, preferably in a funnel-like manner.
  • the first calibration element and, in one embodiment, also the or one or more of the second calibration elements each have an at least partially spherical or (partially) spherical contact or surface for sliding on this guide surface.
  • the guide surface has one or more guides which are designed to guide the first or (respective) second robot arm-fixed calibration element into the (respective) cavity along (respective) a one-dimensional, preferably at least partially straight, guide path.
  • the mechanical or form-fitting guidance or calibration in particular its precision, and/or time and/or space requirements can be improved.
  • the method comprises the step:
  • the procedure has the following step:
  • the or one or more of the guides (each) have at least one edge, preferably a groove, in the guide surface.
  • the (respective) guidance provides a defined direction, which can be detected by the at least two calibration positions and thus used advantageously for calibration.
  • calibration in particular its precision, and/or time and/or space requirements can be improved.
  • a system in particular hardware and/or software, in one embodiment programmatically, is set up to carry out a method described here.
  • a system has a measuring device as described here and can in particular consist thereof.
  • a or the system has a controller which, in particular in terms of hardware and/or software, in one embodiment is programmatic, for
  • Detecting the first positions of the joints of the robot arm in the first calibration position, preferably using appropriate sensors; is set up, can consist in particular of this.
  • a system in particular its control, has a calibration means for calibrating of the robot arm based on the detected first joint positions, can in particular consist of this.
  • control is, in particular hardware and/or software, in one embodiment programmatic
  • control in particular hardware and/or software, in one embodiment programmatically, the control is set up so that
  • the calibration element fixed to the robot arm in at least two calibration positions of the robot arm the calibration element fixed to the robot arm is arranged in the first end position and the calibration element fixed to the robot arm has different orientations relative to the first calibration element in these at least two calibration positions, and during the detection, positions of the joints of the robot arm are detected in these at least two calibration positions, and/or the calibration means is set up to calibrate the robot arm on the basis (also) of these detected joint positions.
  • control is, in particular hardware and/or software, in one embodiment programmatic
  • a system and/or means in the sense of the present invention can be designed in terms of hardware and/or software, in particular at least one, preferably data- or signal-connected, especially digital, processing unit, especially microprocessor unit (CPU), graphics card (GPU) or the like, and/or one or more programs or program modules, preferably with a memory and/or bus system.
  • the processing unit can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, To detect input signals from a data bus and/or to output signals to a data bus.
  • a storage system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and/or other non-volatile media.
  • the program can be designed in such a way that it embodies or is capable of carrying out the methods described here, so that the processing unit can carry out the steps of such methods and thus in particular can control and/or calibrate the robot arm. Controlling in the sense of the present invention is also understood to mean in particular regulating or commanding on the basis of a deviation between target and actual values.
  • a computer program product can have, in particular be, a storage medium, in particular a computer-readable and/or non-volatile one, for storing a program or instructions or with a program or instructions stored thereon.
  • execution of this program or these instructions by a system or a controller causes the system or the controller, in particular the computer(s), to carry out a method described here or one or more of its steps, or the program or the instructions are configured to do so.
  • one or more, in particular all, steps of the method are completely or partially implemented by computer or one or more, in particular all, steps of the method are carried out completely or partially automatically, in particular by the system or its means.
  • the system has the robot arm.
  • Calibrating a robot arm can in particular include determining parameters of a, preferably kinematic, model of the robot arm.
  • Calibrating a robot arm can in particular include determining transformations between coordinate systems fixed to the robot arm and coordinate systems fixed to the environment.
  • a pose of the calibration element fixed to the robot arm can be described on the one hand by a transformation from an environment-fixed coordinate system into a robot arm base-fixed coordinate system, from this - in particular by means of a preferably kinematic model of the robot arm depending on its joint positions - into an end flange-fixed coordinate system and the pose of the calibration element fixed to the robot arm described therein and on the other hand in the environment-fixed coordinate system and the pose of the calibration element fixed to the robot arm described therein in the respective end position.
  • the transformation between an environment-fixed coordinate system and a robot arm base-fixed coordinate system (and thus in one embodiment the pose of the robot arm or its base relative to the environment-fixed coordinate system) and/or the transformation between an end flange-fixed coordinate system and an end effector or calibration element-fixed coordinate system can be determined in a manner known per se using corresponding value pairs ⁇ X, qi ⁇ .
  • the robot arm is calibrated in one embodiment on the basis of the detected (first, further and/or second) joint positions and the known end position(s) specified and/or measured in one embodiment.
  • detection comprises a preferably sensory detection and/or storage of measured values.
  • the calibration element fixed to the robot arm exerts a contact force, in a further development a predetermined or target contact force, on the first end position as a result of the force-controlled movement.
  • a contact force in a further development a predetermined or target contact force, on the second calibration element.
  • this can improve the approach to the end position and thus the calibration, in particular its precision, and/or the time required.
  • the corresponding feed direction can advantageously deviate from a direction of gravity, for example the robot arm can also move the calibration element fixed to the robot arm horizontally, overhead or the like, into the respective end position.
  • a force-controlled movement can also include an additional position control, in particular a hybrid force-position control.
  • a force-controlled movement in a feed direction can include a position-controlled movement in the feed direction and a force-controlled movement, in particular evasion, transversely thereto.
  • a force-controlled movement in a feed direction in the sense of the present invention can, in one embodiment, have or include not only a (movement) component in this feed direction but also a (movement) component transverse to the feed direction, which is preferably effected in a form-fitting or mechanical manner by the first or second calibration element contacting the calibration element fixed to the robot arm. Accordingly, in one embodiment, when the calibration element fixed to the robot arm is displaced relative to the first or second calibration element contacting it in a feed direction, the calibration element fixed to the robot arm can, in addition to this displacement, perform a movement transverse to this feed direction relative to the calibration element contacting it, which is effected in a form-fitting or mechanical manner by the contacting or first or second calibration element.
  • the force control causes a relative movement transverse to the displacement in this feed direction, in particular mechanically and/or positively, during a (force-controlled) movement of the calibration element fixed to the robot arm relative to the first or second calibration element contacting it in the first or second feed direction, so that the calibration element fixed to the robot arm is guided into the respective end position using or utilizing a single degree of freedom, in particular the degree of freedom in the feed direction.
  • Fig. 1 a system according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 a top view of a first calibration element from Fig. 1;
  • Fig. 3 a method according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a system according to an embodiment of the present invention, which has a robot arm 1 with a robot arm base, with respect to which a coordinate system B fixed to the robot arm base is fixed, and an end flange 1.2, with respect to which a coordinate system F fixed to the end flange is fixed, as well as a controller 3 for controlling of the robot arm 1.
  • a robot arm-fixed calibration element of a measuring device of the system with a partially spherical surface or contact surface 2 is arranged on the end flange 1.2.
  • the measuring device also has a first calibration element 10 with a guide surface 10.1, which is formed by a depression in the form of a pyramid, the edges 11 of which (in the exemplary embodiment, four) form guides for guiding the spherical upper or contact surface of the calibration element 2 fixed to the robot arm along one-dimensional, straight guide paths.
  • the tip region of the pyramid-shaped depression, in which the spherical upper or contact surface of the calibration element 2 fixed to the robot arm is finally stopped in a clearly defined first position when inserted into the depression, is indicated in Fig. 1 by cross-hatching for illustration purposes and forms a cavity 12, with the guide surface 10.1 converging in a funnel-like manner towards this cavity 12.
  • the measuring device further comprises a second calibration element 20 with a guide surface 20.1, which is formed by a depression in the form of a cone, the tip area of which is analogous to the spherical surface or contact surface of the
  • a second calibration element 20 with a guide surface 20.1, which is formed by a depression in the form of a cone, the tip area of which is analogous to the spherical surface or contact surface of the
  • the controller 3 first controls it into a position in which the spherical upper or contact surface of the calibration element 2 fixed to the robot arm is roughly at least partially positioned within the recess of the first calibration element 10 (Fig. 3: step S10).
  • controller 3 moves the robot arm-fixed calibration element 2 relative to the first calibration element 10 in a first feed direction, which is vertically downward in FIG ).
  • the calibration element 2 fixed to the robot arm hits the guide surface 10.1. Then, with further force-controlled retraction into the recess, it is first retracted with the help of the robot arm 1 up to one of the edges 11 and then along this into the cavity 12 and is guided mechanically or positively by the guide surface 10.1 or edge 11.
  • the calibration element fixed to the robot arm is stopped in the cavity 12 and has a first end position S30), the calibration element fixed to the robot arm continuing to exert a force-controlled contact force on the guide surface 10.1 in the cavity 12 during this detection.
  • the positions q of the joints are recorded at least once when the robot arm 1 moves along the edge 11 in a further calibration position that is passed through during this process.
  • the robot arm 1 is adjusted from the first calibration position into at least one further calibration position, wherein the calibration element fixed to the robot arm remains arranged in the first end position or is moved by the force-controlled contact force in cooperation with the Cavity 12 maintains the first end position (Fig. 3: step S40).
  • the positions qi 2 of the joints are also recorded in this further calibration position (Fig. 3: step S50), with the calibration element fixed to the robot arm continuing to exert a force-controlled contact force on the guide surface 10.1 in the cavity 12 during this recording.
  • the orientation of the calibration element fixed to the robot arm can be changed relative to the first calibration element 10 when adjusting to the further calibration position. Then, in one embodiment, while maintaining the first end position and the orientation of the calibration element fixed to the robot arm relative to the first calibration element, the robot arm 1 can be adjusted to at least one further calibration position and the positions of the joints can also be recorded in this or these further calibration position(s).
  • the calibration element fixed to the robot arm can maintain both the first end position and its orientation relative to the first calibration element and, if necessary, the robot arm can then be adjusted to at least one further calibration position while maintaining the first end position of the calibration element fixed to the robot arm and changing its orientation relative to the first calibration element.
  • the spherical surface or contact surface of the calibration element 2 fixed to the robot arm is roughly at least partially positioned within the recess of the second calibration element 20 using the robot arm 1 (FIG. 3: step S60).
  • the controller 3 moves the calibration element fixed to the robot arm relative to the second calibration element in a second feed direction, which is also vertically downward in Fig. 1, with the aid of the robot arm 1 by moving the robot arm 1 accordingly in a force-controlled manner (Fig. 3: step S70).
  • the calibration element fixed to the robot arm hits the guide surface 20.1. Then, with further force-controlled retraction into the recess, it is guided by the robot arm 1 up to the tip area of the conical recess and is mechanically or positively guided by the guide surface 20.1.
  • the robot arm 1 is adjusted from the second calibration position into at least one further calibration position, wherein the calibration element fixed to the robot arm continues to be arranged in the second end position or maintains the second end position through the force-controlled contact force in interaction with the cavity 22 (Fig. 3: step S90).
  • the positions q 22 of the joints are also recorded in this further calibration position (Fig. 3: step S100), wherein the calibration element fixed to the robot arm continues to exert a force-controlled contact force on the guide surface 20.1 in the cavity 22 during this recording.
  • the calibration element fixed to the robot arm can have the same end position and different orientations and/or the same end position and orientation in two or more of the calibration positions.
  • a kinematic model of the robot arm 1 can be calibrated by determining, purely as an example, parameters p of the model V so that the sum of the deviation
  • an orientation of the robot tool-fixed coordinate system arranged in the first end position is also known and can be advantageously used in the calibration described above.
  • a first and a second calibration element were explained, one of which has a guide surface in the form of a pyramid-shaped depression (the edges of which form guides for guiding the calibration element fixed to the robot arm into the cavity 12 along a one-dimensional, straight guide path) and the other, in turn, has a guide surface in the form of a conical depression.
  • both calibration elements can each have the pyramid-shaped or conical depression or a different type of depression.
  • a shape of a pyramid with four edges instead of a shape of another pyramid, for example with only three edges, can be used.
  • one or more further second calibration elements can be provided or used in an analogous manner, as was illustrated purely by way of example with reference to the second guide surface 20.1.
  • one or more of the calibration elements can be oriented in a different way to the environment, for example have horizontal or upward feed directions, which can in particular improve the flexibility and/or the space requirement.
  • force-controlled movement can also include additional position control, in particular a hybrid force-position control.
  • additional position control in particular a hybrid force-position control.
  • a delivery movement in the respective delivery direction can take place in a position-controlled manner and the robot arm 1 can move transversely thereto with the robot arm-fixed calibration element 2, i.e. horizontally in the exemplary embodiment, as a result of the guidance by the respective environmentally fixed calibration element.

Landscapes

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

Abstract

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines Roboterarms mithilfe einer Messvorrichtung, die ein erstes und ein roboterarmfestes Kalibrierelement aufweist, das durch Verstellen von Gelenken des Roboterarms relativ zu dem ersten Kalibrierelement bewegbar ist, wobei das erste und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten relativ zu dem ersten Kalibrierelement in einer Zustellrichtung das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen Startpositionen durch das erste Kalibrierelement jeweils in dieselbe definierte Endposition geführt wird, umfasst die Schritte: Positionieren (S10) des roboterarmfesten relativ zu dem ersten Kalibrierelement in einer der Startpositionen; kraftgeregeltes Bewegen (S20) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das erste Kalibrierelement in die Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser eine Kalibrierstellung aufweist; Erfassen (S30) von Gelenkstellungen des Roboterarms in der Kalibrierstellung; und Kalibrieren (S110) des Roboterarms auf Basis dieser Gelenkstellungen.

Description

Beschreibung
Roboterarmkalibrierung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Roboterarms sowie ein System, Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kalibrieren eines Roboterarms zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 9 und 10 stellen ein System bzw. Computerprogramm bzw.
Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Roboterarm mehrere, vorzugsweise wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Gelenke bzw. (Bewegungs)Achsen, in einer Ausführung Drehgelenke, auf.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Messvorrichtung wenigstens zwei Kalibrierelemente auf, die jeweils ein- oder mehrteilig ausgebildet sein können.
Eines der Kalibrierelemente ist in einer Ausführung ein roboterarmfestes Kalibrierelement und in einer Weiterbildung ortsfest, in einer Ausführung (zerstörungsfrei) lösbar, in einer anderen Ausführung (nicht zerstörungsfrei bzw.) unlösbar bzw. dauerhaft, an dem Roboterarm, vorzugsweise seinem (distalen) End- bzw. Werkzeugflansch bzw. -glied, angeordnet.
Das bzw. ein anderes der Kalibrierelement(e) wird in einer Ausführung ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erstes Kalibrierelement bezeichnet. Dieses ist in einer Ausführung relativ zu einer starren oder mobilen Umgebung und/oder Basis des Roboterarms ortsfest, in einer Ausführung (zerstörungsfrei) lösbar, in einer anderen Ausführung (nicht zerstörungsfrei bzw.) unlösbar bzw. dauerhaft, an der Umgebung oder Roboterarmbasis angeordnet.
Das roboterarmfeste Kalibrierelement ist durch Verstellen der Gelenke des Roboterarms relativ zu dem ersten Kalibrierelement bewegbar, wobei das erste und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in einer Raumrichtung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Zustellrichtung bezeichnet wird, das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen Startpositionen, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Startpositionen bezeichnet werden, durch das erste Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, (schlussendlich) jeweils in dieselbe, insbesondere eindeutig, definierte, vorzugsweise singuläre bzw. eindeutige, Endposition (zwangs)geführt wird, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Endposition bezeichnet wird. Ein einfaches und zugleich bevorzugtes Beispiel ist ein Trichter zur Führung einer Kugel: wird die Kugel relativ zu dem Trichter in den Trichter hinein bewegt, kontaktiert sie die Trichteroberfläche. Bei einer anschließenden Weiterbewegung in den Trichter hinein führt der Trichter die Kugel nach innen bis in eine definierte Endposition. Dies kann vorzugsweise durch eine roboterarmfeste bzw. geführte Kugel, aber natürlich auch dadurch realisiert sein, dass der roboterarmfeste Trichter relativ zur umgebungsfesten Kugel bewegt wird.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren zum Kalibrieren des Roboterarms mithilfe der Messvorrichtung die Schritte auf:
- Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten
Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der ersten Startpositionen;
- kraftgeregeltes Bewegen, vorzugsweise mithilfe einer Impedanzregelung des Roboterarms, des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die erste Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem (kraftgeregelten) Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das erste Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, in die erste Endposition (zwangs)geführt wird und der Roboter bei dieser ersten Endposition eine Kalibrierstellung aufweist, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Kalibrierstellung bezeichnet wird; - Erfassen von Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der ersten Kalibrierstellung, in einer Ausführung mithilfe von Sensoren an den Gelenken, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Stellungen bezeichnet werden; und
- Kalibrieren des Roboterarms auf Basis dieser ersten Gelenkstellungen, insbesondere auf Basis der ersten Gelenkstellungen und der bekannten, vorzugsweise vorgegebenen und/oder vermessenen, ersten Endposition, wobei die erste Endposition in einer Ausführung relativ zum Roboterarm, insbesondere dessen Basis, und/oder relativ zu einer Umgebung des Roboterarms, insbesondere einer Basis der Messvorrichtung, bekannt, vorzugsweise vorgegeben und/oder vermessen, ist.
Durch das kraft-, in einer Ausführung impedanzgeregelte Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements mithilfe des Roboterarms in Verbindung mit der (Zwangs)Führung durch das erste Kalibrierelement kann in einer Ausführung das roboterarmfeste Kalibrierelement vorteilhaft zuverlässig, präzise, rasch und/oder in verschiedenen Führungsrichtungen, beispielsweise auch horizontal oder vertikal nach oben oder dergleichen, in der ersten Endposition angeordnet und diese zum Kalibrieren des Roboterarms verwendet werden.
In einer Ausführung weist die Messvorrichtung wenigstens ein weiteres Kalibrierelement auf, welches ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweites Kalibrierelement bezeichnet wird und in einer Ausführung ebenfalls relativ zu der Umgebung und/oder Basis des Roboterarms ortsfest, in einer Ausführung (zerstörungsfrei) lösbar, in einer anderen Ausführung (nicht zerstörungsfrei bzw.) unlösbar bzw. dauerhaft, an der Umgebung oder Roboterarmbasis angeordnet ist.
Das roboterarmfeste Kalibrierelement ist durch Verstellen der Gelenke des Roboterarms auch, insbesondere nachdem es zunächst in der ersten Endposition angeordnet und dann wieder aus dieser wegbewegt worden ist, relativ zu dem zweiten Kalibrierelement bewegbar, wobei das zweite und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in einer Raumrichtung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Zustellrichtung bezeichnet wird, das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen Startpositionen, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Startpositionen bezeichnet werden, durch das zweite Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, jeweils in dieselbe definierte Endposition (zwangs)geführt wird, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Endposition bezeichnet wird.
In einer Weiterbildung dieser Ausführung weist das Verfahren bezüglich des zweiten Kalibrierelements die gleichen Schritte wie vorstehend mit Bezug auf das erste Kalibrierelement beschrieben bzw. die Schritte auf:
- Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der zweiten Startpositionen, vorzugsweise, nachdem es zunächst mithilfe des Roboterarms in die erste Endposition bewegt, in dieser die ersten Stellungen und gegebenenfalls die weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms erfasst worden und dann das roboterarmfeste Kalibrierelement wieder aus der erste Endposition weg-, insbesondere aus dem ersten Kalibrierelement heraus, bewegt worden ist;
- kraftgeregeltes Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in die zweite Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem (kraftgeregelten) Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das zweite Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, in die zweite Endposition (zwangs)geführt wird und der Roboter bei dieser Endposition eine Kalibrierstellung aufweist, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Kalibrierstellung bezeichnet wird; und
- Erfassen von Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der zweiten Kalibrierstellung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Stellungen bezeichnet werden; wobei der Roboterarm auf Basis der ersten und auch dieser zweiten Gelenkstellungen kalibriert wird, vorzugsweise auch auf Basis der bekannten, in einer Ausführung vorgegebenen und/oder vermessenen, zweiten Endposition, wobei die zweite Endposition in einer Ausführung relativ zum Roboterarm, insbesondere dessen Basis, und/oder relativ zu einer Umgebung des Roboterarms, insbesondere einer Basis der Messvorrichtung, bekannt, vorzugsweise vorgegeben und/oder vermessen, ist.
In einer Weiterbildung weist die Messvorrichtung wenigstens ein weiteres
Kalibrierelement auf, welches ohne Beschränkung der Allgemeinheit als weiteres zweites bzw. als drittes Kalibrierelement bezeichnet wird und in einer Ausführung ebenfalls relativ zu der Umgebung und/oder Basis des Roboterarms ortsfest, in einer Ausführung (zerstörungsfrei) lösbar, in einer anderen Ausführung (nicht zerstörungsfrei bzw.) unlösbar bzw. dauerhaft, an der Umgebung oder Roboterarmbasis angeordnet ist.
Das roboterarmfeste Kalibrierelement ist durch Verstellen der Gelenke des Roboterarms auch, insbesondere nachdem es zunächst in der ersten Endposition angeordnet, dann wieder aus dieser wegbewegt und in der (einen) zweiten Endposition angeordnet und dann wieder aus dieser wegbewegt worden ist, relativ zu dem dritten bzw. weiteren zweiten Kalibrierelement bewegbar, wobei dieses dritte bzw. weitere zweite und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem dritten bzw. weiteren zweiten Kalibrierelement in einer Raumrichtung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte bzw. weitere zweite Zustellrichtung bezeichnet wird, das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen Startpositionen, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte bzw. weitere zweite Startpositionen bezeichnet werden, durch das dritte bzw. weitere zweite Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, jeweils in dieselbe definierte Endposition (zwangs)geführt wird, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte bzw. weitere zweite Endposition bezeichnet wird.
In einer Weiterbildung dieser Ausführung weist das Verfahren die gleichen Schritte wie vorstehend mit Bezug auf das erste und (eine) zweite Kalibrierelement beschrieben bzw. die Schritte auf:
- Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem dritten bzw. weiteren zweiten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der dritten bzw. weiteren zweiten Startpositionen, vorzugsweise, nachdem es zunächst mithilfe des Roboterarms in die erste Endposition bewegt, in dieser die ersten Stellungen und gegebenenfalls die weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms erfasst worden und dann das roboterarmfeste Kalibrierelement wieder aus der erste Endposition weg-, insbesondere aus dem ersten Kalibrierelement heraus, bewegt und dann mithilfe des Roboterarms in die (eine) zweite Endposition bewegt, in dieser die (einen) zweiten Stellungen und gegebenenfalls weitere Stellungen der Gelenke des Roboterarms erfasst worden und dann das roboterarmfeste Kalibrierelement wieder aus der (einen) zweiten Endposition weg-, insbesondere aus dem (einen) zweiten Kalibrierelement heraus, bewegt worden ist;
- kraftgeregeltes Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem dritten bzw. weiteren zweiten Kalibrierelement in die dritte bzw. weitere zweite Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem (kraftgeregelten) Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das dritte bzw. weitere zweite Kalibrierelement, vorzugsweise mechanisch bzw. formschlüssig, in die dritte bzw. weitere zweite Endposition (zwangs)geführt wird und der Roboter bei dieser Endposition eine Kalibrierstellung aufweist, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte bzw. weitere zweite Kalibrierstellung bezeichnet wird; und
- Erfassen von Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der dritten bzw. weiteren zweiten Kalibrierstellung, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte bzw. weitere zweite Stellungen bezeichnet werden; wobei der Roboterarm auf Basis der ersten, der (einen) zweiten und auch dieser dritten bzw. weiteren zweiten Gelenkstellungen kalibriert wird, vorzugsweise auch auf Basis der bekannten, in einer Ausführung vorgegebenen und/oder vermessenen, dritten bzw. weiteren zweiten Endposition, wobei diese dritte bzw. weitere zweite Endposition in einer Ausführung relativ zum Roboterarm, insbesondere dessen Basis, und/oder relativ zu einer Umgebung des Roboterarms, insbesondere einer Basis der Messvorrichtung, bekannt, vorzugsweise vorgegeben und/oder vermessen, ist.
Durch ein oder mehrere zweite Kalibrierelemente, die vorzugsweise voneinander und/oder dem ersten Kalibrierelement beanstandet (angeordnet) sind, können in einer Ausführung das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, verbessert und/oder mehr Dimensionen bzw. Parameter bestimmt werden.
In einer Ausführung umfasst das Verfahren die Schritte:
- Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement (ebenfalls) in der ersten Endposition angeordnet ist, wobei vorzugsweise das roboterarmfeste Kalibrierelement bei diesem Verstellen mithilfe des hierzu kraftgeregelten Roboterarms in der ersten Endposition angeordnet bleibt oder durch das erste Kalibrierelement bei kraftgeregeltem Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die erste Zustellrichtung wieder in die erste Endposition geführt wird; und
- Erfassen von weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms in dieser weiteren Kalibrierstellung; wobei der Roboterarm auf Basis der ersten und dieser weiteren Gelenkstellungen kalibriert wird.
Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren in einer Ausführung die Schritte:
- Verstellen des Roboterarms aus der bzw. wenigstens einer der zweiten Kalibrierstellung(en) in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der zweiten Endposition, in der es in dieser zweiten Kalibrierstellung angeordnet war, angeordnet ist, wobei vorzugsweise das roboterarmfeste Kalibrierelement bei diesem Verstellen mithilfe des hierzu kraftgeregelten Roboterarms in dieser zweiten Endposition angeordnet bleibt oder durch das entsprechende zweite Kalibrierelement bei kraftgeregeltem Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu diesem zweiten Kalibrierelement in die (jeweilige) zweite Zustellrichtung wieder in die (jeweilige) zweite Endposition geführt wird; und
- Erfassen von weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms in dieser weiteren Kalibrierstellung; wobei der Roboterarm auf Basis auch dieser weiteren Gelenkstellungen kalibriert wird.
Hierdurch können in einer Ausführung in derselben bzw. für dieselbe Endposition unterschiedliche Kalibrier- bzw. Gelenkstellungen des Roboterarms erfasst und zum Kalibrieren verwendet und dadurch insbesondere das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, und/oder ein Zeit- und/oder Raumbedarf verbessert und/oder mehr Dimensionen bzw. Parameter bestimmt werden.
In einer Ausführung ist bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, beim Verstellen des Roboterarms zwischen wenigstens zwei Kalibrierstellungen A, B des Roboterarms, von denen eine die erste Kalibrierstellung sein kann oder beide Kalibrierstellungen von der ersten Kalibrierstellung verschieden sein können, das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet und eine Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement wird (bei diesem Verstellen des Roboterarms zwischen den zwei Kalibrierstellungen A, B des Roboterarms) beibehalten, bei dem Erfassen werden Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen A, B erfasst, und der Roboterarm wird (auch) auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert.
Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung bei dem Verstellen des Roboterarms aus der bzw. wenigstens einer der zweiten Kalibrierstellung(en) in die bzw. wenigstens eine der weitere Kalibrierstellung(en), in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition, in der es in dieser (jeweiligen) zweiten Kalibrierstellung angeordnet war, angeordnet ist, beim Verstellen des Roboterarms zwischen wenigstens zwei Kalibrierstellungen A‘, B‘ des Roboterarms, von denen eine die (jeweilige) zweite Kalibrierstellung sein kann oder beide Kalibrierstellungen von der (jeweiligen) zweiten Kalibrierstellung verschieden sein können, das roboterarmfeste Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition angeordnet und eine Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem (jeweiligen) zweiten Kalibrierelement wird (bei diesem Verstellen des Roboterarms zwischen den zwei Kalibrierstellungen A‘, B‘ des Roboterarms) beibehalten, bei dem Erfassen werden Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen A‘, B‘ erfasst, und der Roboterarm wird (auch) auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert.
Somit wird in einer Ausführung der Roboterarm (jeweils) so, dass er nicht nur die Position, sondern auch die Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement beibehält, bzw. in seinem entsprechenden Nullraum verstellt.
Dadurch können in einer Ausführung weitere Gelenkstellungen zum Kalibrieren besonders vorteilhaft angefahren werden, vorzugsweise unter geringer(er) Belastung der Kalibrierelemente. Zusätzlich oder alternativ können in einer Ausführung durch ein solchen Verstellen des Roboterarms in seinem entsprechenden Nullraum zusätzliche Gelenkstellungen zum Kalibrieren genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, in wenigstens zwei Kalibrierstellungen U, V des Roboterarms, von denen eine die erste Kalibrierstellung sein kann oder beide Kalibrierstellungen von der ersten Kalibrierstellung verschieden sein können, das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet und das roboterarmfeste Kalibrierelement weist relativ zu dem ersten Kalibrierelement in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen U, V unterschiedliche Orientierungen relativ zu dem ersten Kalibrierelement auf bzw. ändert bei diesem Verstellen des Roboterarms zwischen den zwei Kalibrierstellungen U, V des Roboterarms seine Orientierung relativ zu dem ersten Kalibrierelement, bei dem Erfassen werden Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen U, V erfasst, und der Roboterarm wird (auch) auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert.
Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung bei dem Verstellen des Roboterarms aus der bzw. wenigstens einer der zweiten Kalibrierstellung(en) in die bzw. wenigstens eine der weitere Kalibrierstellung(en), in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition, in der es in dieser (jeweiligen) zweiten Kalibrierstellung angeordnet war, angeordnet ist, in wenigstens zwei Kalibrierstellungen LT, V‘ des Roboterarms, von denen eine die (jeweilige) zweite Kalibrierstellung sein kann oder beide Kalibrierstellungen von der (jeweiligen) zweiten Kalibrierstellung verschieden sein können, das roboterarmfeste Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition angeordnet und das roboterarmfeste Kalibrierelement weist relativ zu dem (jeweiligen) zweiten Kalibrierelement in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen U‘, V‘ unterschiedliche Orientierungen relativ zu dem (jeweiligen) zweiten Kalibrierelement auf bzw. ändert bei diesem Verstellen des Roboterarms zwischen den zwei Kalibrierstellungen LT, V‘ des Roboterarms seine Orientierung relativ zu dem (jeweiligen) zweiten Kalibrierelement, bei dem Erfassen werden Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen LT, V‘ erfasst, und der Roboterarm wird (auch) auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert. Somit wird in einer Ausführung nur die Position des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement beibehalten, aber seine Orientierung relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement verändert.
Dadurch können in einer Ausführung vorteilhaft weitere Gelenkstellungen zum Kalibrieren einfach(er) und/oder präzise(r) angefahren werden und/oder zusätzliche Gelenkstellungen zum Kalibrieren genutzt werden, insbesondere auch, wenn der Roboterarm in der entsprechenden Ausgangs(kalibrier)stellung keinen entsprechenden Nullraum aufweist.
Besonders vorteilhaft können die beiden oben genannten Varianten miteinander, insbesondere sequentiell, kombiniert werden, insbesondere, indem nach einem Verstellen des Roboterarms zwischen zwei Kalibrierstellungen, in denen das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement unterschiedliche Orientierungen, aber dieselbe Position aufweist, der Roboterarm danach unter Beibehaltung der Position und Orientierung verstellt wird, und/oder nach einem Verstellen des Roboterarms zwischen zwei Kalibrierstellungen, in denen das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement dieselbe Position und Orientierung aufweist, der Roboterarm danach unter Beibehaltung der Position und Veränderung der Orientierung verstellt wird.
Dadurch können besonders vorteilhaft zusätzliche Gelenkstellungen zum Kalibrieren genutzt und dadurch das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision und/oder Geschwindigkeit, verbessert, werden. Besonders vorteilhaft kann es sein, unter Beibehaltung der Position und Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelement relativ zu dem jeweiligen Kalibrierelement mehr als zwei Kalibrierstellungen anzufahren und die in diesen Kalibrierstellungen erfassten Gelenkstellungen zum Kalibrieren zu nutzen.
In einer Ausführung wird der Roboterarm in der ersten Kalibrierstellung, in einer Weiterbildung bei einem Verstellen von der ersten Kalibrierstellung in die weitere Kalibrierstellung und/oder wenigstens während des Erfassens der Gelenkstellungen in der ersten und/oder dieser weiteren Kalibrierstellung, derart kraftgeregelt, dass das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition eine Kontaktkraft auf das erste Kalibrierelement ausübt und durch das erste Kalibrierelement in der ersten Endposition abgestützt wird.
Zusätzlich oder alternativ wird der Roboterarm in der bzw. wenigstens einer der zweiten Kalibrierstellung, in einer Weiterbildung bei einem Verstellen von der bzw. wenigstens einer der zweiten Kalibrierstellung(en) in die entsprechende weitere Kalibrierstellung und/oder wenigstens während des Erfassens der Gelenkstellungen in der (jeweiligen) zweiten und/oder dieser weiteren Kalibrierstellung, derart kraftgeregelt, dass das roboterarmfeste Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition eine Kontaktkraft auf das jeweilige zweite Kalibrierelement ausübt und durch das jeweilige zweite Kalibrierelement in der (jeweiligen) zweiten Endposition abgestützt wird.
Hierdurch können in einer Ausführung das roboterarmfeste Kalibrierelement vorteilhaft in seiner jeweiligen Endposition gesichert und dadurch insbesondere das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, und/oder ein Zeitbedarf verbessert werden.
In einer Ausführung weist das erste Kalibrierelement eine Führungsfläche mit einer Kavität auf, wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die Kavität in einer definierten Stützposition abstützbar ist, die die erste Endposition bestimmt, wobei die Führungsfläche zu der Kavität hin, vorzugsweise trichterartig, konvergiert.
In einer Weiterbildung weist das bzw. eines oder mehrere der zweite(n) Kalibrierelement(e jeweils) eine Führungsfläche mit einer Kavität auf, wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die (jeweilige) Kavität in einer definierten Stützposition abstützbar ist, die die (jeweilige) zweite Endposition bestimmt, wobei die Führungsfläche zu der Kavität hin, vorzugsweise trichterartig, konvergiert. Zusätzlich oder alternativ weist das roboterarmfeste Kalibrierelement eine wenigstens teilweise sphärische bzw. (teil)kugelförmige Kontakt- bzw. Oberfläche zum Abgleiten auf der (jeweiligen) Führungsfläche auf. Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung die bzw. eine oder mehrere der Führungsfläche(n jeweils) eine oder mehrere Führungen auf, die dazu ausgebildet sind, das roboterarmfeste Kalibrierelement in die (jeweilige) Kavität entlang (jeweils) einer eindimensionalen, vorzugsweise wenigstens teilweise geraden, Führungsbahn zu führen. In einer anderen Ausführung weist umgekehrt das roboterarmfeste Kalibrierelement eine Führungsfläche mit einer Kavität auf, wobei das erste Kalibrierelement durch die Kavität in einer definierten Stützposition abstützbar ist, die die erste Endposition bestimmt, wobei die Führungsfläche zu der Kavität hin, vorzugsweise trichterartig, konvergiert.
In einer Weiterbildung weist das erste Kalibrierelement und in einer Ausführung auch das bzw. eines oder mehrere der zweite(n) Kalibrierelement(e jeweils) eine wenigstens teilweise sphärische bzw. (teil)kugelförmige Kontakt- bzw. Oberfläche zum Abgleiten auf dieser Führungsfläche auf. Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung die Führungsfläche eine oder mehrere Führungen auf, die dazu ausgebildet sind, das erste bzw. (jeweilige) zweite roboterarmfeste Kalibrierelement in die (jeweilige) Kavität entlang (jeweils) einer eindimensionalen, vorzugsweise wenigstens teilweise geraden, Führungsbahn zu führen.
Hierdurch können in einer Ausführung das mechanische bzw. formschlüssige Führen bzw. das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, und/oder ein Zeit- und/oder Raumbedarf verbessert werden.
In einer Ausführung weist das Verfahren den Schritt auf:
- kraftgeregeltes Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die Führung entlang der Führungsbahn geführt wird und dabei Stellungen der Gelenke des Roboterarms in wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden; wobei der Roboterarm auf Basis dieser Gelenkstellungen kalibriert wird.
In einer Weiterbildung weist das Verfahren den Schritt auf:
- kraftgeregeltes Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem bzw. einem oder mehreren der zweiten Kalibrierelement(en jeweils) mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die (jeweilige) Führung entlang der Führungsbahn geführt wird und dabei Stellungen der Gelenke des Roboterarms in wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden; wobei der Roboterarm auf Basis dieser Gelenkstellungen kalibriert wird. Die bzw. eine oder mehrere der Führungen weisen in einer Ausführung (jeweils) wenigstens eine Kante, vorzugsweise Rille, in der Führungsfläche auf.
Durch die (jeweilige) Führung wird in einer Ausführung eine definierte Richtung zur Verfügung gestellt, die durch die wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst und so vorteilhaft zum Kalibrieren genutzt werden kann. Hierdurch kann in einer Ausführung das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, und/oder ein Zeit- und/oder Raumbedarf verbessert werden.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein bzw. das System eine hier beschriebene Messvorrichtung auf, kann insbesondere hieraus bestehen.
Zusätzlich oder alternativ weist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein bzw. das System eine Steuerung auf, die, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, zum
- Steuern des Roboterarms zum Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der ersten Startpositionen;
- Steuern des Roboterarms zum kraftgeregelten Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die erste Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das erste Kalibrierelement in die erste Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser eine erste Kalibrierstellung aufweist; und
- Erfassen von ersten Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der ersten Kalibrierstellung, vorzugsweise mithilfe von entsprechenden Sensoren; eingerichtet ist, kann insbesondere hieraus bestehen.
Zusätzlich oder alternativ weist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein bzw. das System, insbesondere seine Steuerung, ein Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms auf Basis der erfassten ersten Gelenkstellungen auf, kann insbesondere hieraus bestehen.
In einer Ausführung ist, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, die Steuerung zum
- Steuern des Roboterarms zum Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der zweiten Startpositionen;
- Steuern des Roboterarms zum kraftgeregelten Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in die zweite Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das zweite Kalibrierelement in die zweite Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser Endposition eine zweite Kalibrierstellung aufweist; und
- Erfassen von zweiten Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der zweiten Kalibrierstellung, vorzugsweise mithilfe von entsprechenden Sensoren; und/oder das Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms auf Basis der ersten und zweiten Gelenkstellungen eingerichtet.
In einer Ausführung ist, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, die Steuerung zum
- Steuern des Roboterarms zum Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist; und
- Erfassen von weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms in dieser weiteren Kalibrierstellung, vorzugsweise mithilfe von entsprechenden Sensoren; und/oder das Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms auf Basis auch dieser weiteren Gelenkstellungen eingerichtet.
In einer Ausführung ist, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, die Steuerung dazu eingerichtet dass
- bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, beim Verstellen des Roboterarms zwischen wenigstens zwei Kalibrierstellungen des Roboterarms das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist und eine Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement beibehalten wird, und bei dem Erfassen Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden; und/oder
- bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, in wenigstens zwei Kalibrierstellungen des Roboterarms das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist und das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu dem ersten Kalibrierelement in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen unterschiedliche Orientierungen relativ zu dem ersten Kalibrierelement aufweist, und bei dem Erfassen Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden, und/oder das Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms auf Basis (auch) dieser erfassten Gelenkstellungen eingerichtet.
In einer Ausführung ist, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, die Steuerung zum
- Steuern des Roboterarms zum kraftgeregelten Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die Führung entlang der Führungsbahn geführt wird und dabei Stellungen der Gelenke des Roboterarms in wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden, vorzugsweise mithilfe von entsprechenden Sensoren; und/oder das Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms dieser Gelenkstellungen eingerichtet.
Ein System und/oder ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboterarm steuern und/oder kalibrieren kann. Unter einem Steuern im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere auch ein Regeln bzw. Kommandieren auf Basis einer Abweichung zwischen Soll- und Ist-Werten verstanden. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere computerlesbares und/oder nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. von Anweisungen bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm bzw. mit darauf gespeicherten Anweisungen aufweisen, insbesondere sein. In einer Ausführung veranlasst ein Ausführen dieses Programms bzw. dieser Anweisungen durch ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer oder eine Anordnung von mehreren Computern, das System bzw. die Steuerung, insbesondere den bzw. die Computer, dazu, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen, bzw. sind das Programm bzw. die Anweisungen hierzu eingerichtet.
In einer Ausführung sind ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise computerimplementiert bzw. werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel.
In einer Ausführung weist das System den Roboterarm auf.
Ein Kalibrieren eines Roboterarms kann insbesondere das Bestimmen von Parametern eines, vorzugsweise kinematischen, Modells des Roboterarms umfassen.
Ein solches Modell bildet in einer Ausführung Stellungen q der Gelenke des Roboterarms und Posen X einer roboterfesten Referenz, vorzugsweise eines Endflanschs, Endeffektors, TCPs oder dergleichen, aufeinander ab und hängt von Parametern p ab, wobei eine Pose in fachüblicher Weise eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Orientierung beschreiben kann (Vorwärtskinematik: X= V(q p) bzw.
Rückwärtskinematik q = V(X, p‘)). Durch entsprechende Wertepaare {X, qi} können die Parameter in an sich bekannter Weise bestimmt werden, beispielsweise mithilfe der Minimierung der Messfehler E| - V(qh p)| oder dergleichen.
Ein Kalibrieren eines Roboterarms kann insbesondere das Bestimmen von Transformationen zwischen roboterarmfesten Koordinatensystemen und umgebungsfesten Koordinatensystemen umfassen.
Eine Pose des roboterarmfesten Kalibrierelements kann in einer Ausführung einerseits durch eine Transformation von einem umgebungsfesten Koordinatensystem in ein roboterarmbasisfestes Koordinatensystem, von diesem - insbesondere mittels eines, vorzugsweise kinematischen, Modells des Roboterarms in Abhängigkeit von dessen Gelenkstellungen - in ein endflanschfestes Koordinatensystem und die darin beschriebene Pose des roboterarmfesten Kalibrierelements und andererseits in dem umgebungsfesten Koordinatensystem und die darin beschriebene Pose des roboterarmfesten Kalibrierelements in der jeweiligen Endposition beschrieben werden. Entsprechend können durch entsprechende Wertepaare {X, qi} in an sich bekannter Weise die Transformation zwischen einem umgebungsfesten Koordinatensystem und einem roboterarmbasisfesten Koordinatensystem (und damit in einer Ausführung die Pose des Roboterarms bzw. seiner Basis relativ zu dem umgebungsfesten Koordinatensystem) und/oder die Transformation zwischen einem endflanschfesten Koordinatensystem und einem endeffektor- bzw. kalibrierelementfesten Koordinatensystem bestimmt werden.
Allgemein erfolgt das Kalibrieren des Roboterarms in einer Ausführung auf Basis der erfassten (ersten, weiteren und/oder zweiten) Gelenkstellungen und der bekannten, in einer Ausführung vorgegebenen und/oder vermessenen, Endposition(en).
Ein Erfassen umfasst in einer Ausführung ein, vorzugsweise sensorisches, Erfassen und/oder ein Abspeichern von Messwerten.
In einer Ausführung übt das roboterarmfeste Kalibrierelement infolge des kraftgeregelten Bewegens beim Bewegen in die erste Endposition eine Kontaktkraft, in einer Weiterbildung eine vorgegebene bzw. Soll-Kontaktkraft, auf das erste Kalibrierelement und/oder beim Bewegen in die zweite Endposition eine Kontaktkraft, in einer Weiterbildung eine vorgegebene bzw. Soll-Kontaktkraft, auf das zweite Kalibrierelement aus. Dadurch kann in einer Ausführung das Anfahren der Endposition und damit das Kalibrieren, insbesondere seine Präzision, und/oder ein Zeitbedarf verbessert werden. Zusätzlich oder alternativ kann insbesondere hierdurch vorteilhaft die entsprechende Zustellrichtung von einer Gravitationsrichtung abweichen, beispielsweise der Roboterarm das roboterarmfeste Kalibrierelement auch horizontal, über Kopf oder dergleichen, in die jeweilige Endposition bewegen.
Ein kraftgeregeltes Bewegen kann in einer Ausführung auch eine zusätzliche Positionsregelung, insbesondere also eine hybride Kraft-Positions-Regelung umfassen. Insbesondere kann ein kraftgeregeltes Bewegen in eine Zustellrichtung ein positionsgeregeltes Bewegen in der Zustellrichtung und ein kraftgeregeltes Bewegen, insbesondere Ausweichen, quer hierzu umfassen.
Ein kraftgeregeltes Bewegen in eine Zustellrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann in einer Ausführung neben einer (Bewegungs)Komponente in dieser Zustellrichtung auch eine (Bewegungs)Komponente quer zur Zustellrichtung aufweisen bzw. umfassen, die vorzugsweise durch das das roboterarmfeste Kalibrierelement kontaktierende bzw. erste oder zweite Kalibrierelement formschlüssig bzw. mechanisch bewirkt wird. Entsprechend kann in einer Ausführung bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem dieses kontaktierenden bzw. ersten oder zweiten Kalibrierelement in einer Zustellrichtung das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu diesem es kontaktierenden Kalibrierelement zusätzlich zu dieser Verschiebung eine Bewegung quer zu dieser Zustellrichtung ausführen, die durch das kontaktierende bzw. erste oder zweite Kalibrierelement formschlüssig bzw. mechanisch bewirkt wird. Somit bewirkt die Kraftregelung in einer Ausführung bei einem bzw. dem (kraftgeregelten) Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem dieses kontaktierenden bzw. ersten oder zweiten Kalibrierelement in die erste bzw. zweite Zustellrichtung eine mit der Verschiebung in dieser Zustellrichtung, insbesondere mechanisch und/oder formschlüssig, gekoppelte Relativbewegung quer hierzu, so dass das roboterarmfeste Kalibrierelement unter Verwendung bzw. Ausnutzung eines einzigen Freiheitsgrads, insbesondere des Freiheitsgrads in der Zustellrichtung, in die jeweilige Endposition geführt wird. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : ein System nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: eine Draufsicht auf ein erstes Kalibrierelement der Fig. 1 ; und
Fig. 3: ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein System nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, das einen Roboterarm 1 mit einer Roboterarmbasis, bezüglich der ein roboterarmbasisfestes Koordinatensystem B festgelegt ist, und einem Endflansch 1.2, bezüglich dem ein endflanschfestes Koordinatensystem F festgelegt ist, sowie eine Steuerung 3 zum Steuern des Roboterarms 1 aufweist.
An dem Endflansch 1.2 ist ein roboterarmfestes Kalibrierelement einer Messvorrichtung des Systems mit einer teilweise sphärischen Ober- bzw. Kontaktfläche 2 angeordnet.
Die Messvorrichtung weist zudem ein erstes Kalibrierelement 10 mit einer Führungsfläche 10.1 auf, die durch eine Vertiefung in Form einer Pyramide gebildet wird, deren (im Ausführungsbeispiel exemplarisch vier) Kanten 11 Führungen zum Führen der sphärische Ober- bzw. Kontaktfläche des roboterarmfesten Kalibrierelements 2 entlang eindimensionaler, gerader Führungsbahnen bilden. Der Spitzenbereich der pyramidenförmigen Vertiefung, in dem die sphärische Ober- bzw. Kontaktfläche des roboterarmfesten Kalibrierelements 2 bei einem Einführen in die Vertiefung schlussendlich in einer eindeutig( definierten ersten Position formschlüssig gestoppt wird, ist in Fig. 1 zur Illustration kreuzschraffiert angedeutet und bildet eine Kavität 12, wobei die Führungsfläche 10.1 zu dieser Kavität 12 hin trichterartig konvergiert.
Die Messvorrichtung weist weiter ein zweites Kalibrierelement 20 mit einer Führungsfläche 20.1 auf, die durch eine Vertiefung in Form eines Kegels gebildet wird, dessen Spitzenbereich analog die sphärische Ober- bzw. Kontaktfläche des roboterarmfesten Kalibrierelements 2 bei einem Einführen in diese Vertiefung schlussendlich in einer eindeutig( definierten zweiten Position formschlüssig stoppt.
Zum Kalibrieren des Roboterarms 1 steuert die Steuerung 3 diesen zunächst in eine Stellung, in der die sphärische Ober- bzw. Kontaktfläche des roboterarmfesten Kalibrierelements 2 grob wenigstens teilweise innerhalb der Vertiefung des erstes Kalibrierelements 10 positioniert ist (Fig. 3: Schritt S10).
Dann bewegt die Steuerung 3 das roboterarmfeste Kalibrierelement 2 relativ zu dem ersten Kalibrierelement 10 in eine erste Zustellrichtung, die in Fig. 1 vertikal nach unten ist, mithilfe des Roboterarms 1 , indem sie den Roboterarm 1 kraftgeregelt entsprechend verfährt (Fig. 3: Schritt S20).
Bei diesem Bewegen trifft das roboterarmfeste Kalibrierelement 2 auf die Führungsfläche 10.1. Dann wird es unter weiterem kraftgeregelten Einfahren in die Vertiefung mithilfe des Roboterarms 1 zunächst bis zu einer der Kanten 11 und anschließend entlang dieser bis in die Kavität 12 eingefahren und dabei durch die Führungsfläche 10.1 bzw. Kante 11 mechanisch bzw. formschlüssig geführt.
Wenn das roboterarmfeste Kalibrierelement in der Kavität 12 gestoppt ist und eine erste Endposition X aufweist, werden in dieser ersten Kalibrierstellung des Roboterarms 1 die Stellungen qn seiner Gelenke erfasst, von denen in Fig. 1 eines exemplarisch mit 1.1 bezeichnet ist (Fig. 3: Schritt S30), wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement während dieser Erfassung weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 12 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 10.1 ausübt.
Vorher werden wenigstens einmal beim Abfahren der Kante 11 in einer dabei durchfahrenen weiteren Kalibrierstellung des Roboterarms 1 die Stellungen q der Gelenke erfasst.
Während das roboterarmfeste Kalibrierelement weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 12 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 10.1 ausübt, wird der Roboterarm 1 aus der ersten Kalibrierstellung in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung verstellt, wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement weiterhin in der ersten Endposition angeordnet bleibt bzw. durch die kraftgeregelte Kontaktkraft in Zusammenwirken mit der Kavität 12 die erste Endposition beibehält (Fig. 3: Schritt S40). Auch in dieser weiteren Kalibrierstellung werden die Stellungen qi2 der Gelenke erfasst (Fig. 3: Schritt S50), wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement während dieser Erfassung weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 12 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 10.1 ausübt.
Dabei kann in einer Ausführung beim Verstellen in die weitere Kalibrierstellung die Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement 10 verändert werden. Danach kann in einer Ausführung unter Beibehaltung der erste Endposition und der Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement der Roboterarm 1 in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung verstellt und die Stellungen der Gelenke auch in dieser bzw. diesen weitere(n) Kalibrierstellung(en) erfasst werden.
Gleichermaßen kann bereits beim Verstellen des Roboterarm 1 aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung das roboterarmfeste Kalibrierelement sowohl die erste Endposition als auch seine Orientierung relativ zu dem ersten Kalibrierelement beibehalten und gegebenenfalls danach der Roboterarm unter Beibehaltung der erste Endposition des roboterarmfesten Kalibrierelements und Änderung von dessen Orientierung relativ zu dem ersten Kalibrierelement in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung verstellt werden.
Anschließend wird in analoger Weise die sphärische Ober- bzw. Kontaktfläche des roboterarmfesten Kalibrierelements 2 mithilfe des Roboterarms 1 grob wenigstens teilweise innerhalb der Vertiefung des zweiten Kalibrierelements 20 positioniert (Fig. 3: Schritt S60).
Dann bewegt die Steuerung 3 das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in eine zweite Zustellrichtung, die in Fig. 1 ebenfalls vertikal nach unten ist, mithilfe des Roboterarms 1 , indem sie den Roboterarm 1 kraftgeregelt entsprechend verfährt (Fig. 3: Schritt S70).
Bei diesem Bewegen trifft das roboterarmfeste Kalibrierelement auf die Führungsfläche 20.1. Dann wird es unter weiterem kraftgeregelten Einfahren in die Vertiefung mithilfe des Roboterarms 1 bis in den Spitzenbereich der kegelförmigen Vertiefung eingefahren und dabei durch die Führungsfläche 20.1 mechanisch bzw. formschlüssig zwangsgeführt.
Wenn das roboterarmfeste Kalibrierelement in der durch diesen Spitzenbereich gebildeten zweiten Kavität 22 gestoppt ist und eine zweite Endposition X2 aufweist, werden in dieser zweiten Kalibrierstellung des Roboterarms 1 die Stellungen q2i seiner Gelenke erfasst (Fig. 3: Schritt S80), wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement 2 während dieser Erfassung weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 22 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 20.1 ausübt.
Während das roboterarmfeste Kalibrierelement 2 weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 22 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 20.1 ausübt, wird der Roboterarm 1 aus der zweiten Kalibrierstellung in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung verstellt, wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement weiterhin in der zweiten Endposition angeordnet bleibt bzw. durch die kraftgeregelte Kontaktkraft in Zusammenwirken mit der Kavität 22 die zweite Endposition beibehält (Fig. 3: Schritt S90). Auch in dieser weiteren Kalibrierstellung werden die Stellungen q22 der Gelenke erfasst (Fig. 3: Schritt S100), wobei das roboterarmfeste Kalibrierelement während dieser Erfassung weiterhin kraftgeregelt in der Kavität 22 eine Kontaktkraft auf die Führungsfläche 20.1 ausübt. Wie vorstehend mit Bezug auf das erste Kalibrierelement erläutert, kann dabei in zwei oder mehr der Kalibrierstellungen das roboterarmfeste Kalibrierelement dieselbe Endposition und unterschiedliche Orientierungen und/oder dieselbe Endposition und Orientierung aufweisen.
Die Endpositionen sind in einem umgebungsfesten Koordinatensystem W bekannt, beispielsweise auf Basis von Messungen vorgegeben. Dann kann in einem Schritt S110 ein kinematisches Modell des Roboterarms 1 kalibriert werden, indem rein beispielhaft Parameter p des Modells V so bestimmt werden, dass die Summe der Abweichung |X - V (qi2, p)| + |Xi - V(q22, p)| + |X2 - V(q2i, p)| + |X2 - V (q22, p)| minimal wird.
Zusätzlich oder alternativ können in Schritt S110 eine Transformation zwischen dem umgebungsfesten Koordinatensystem W und dem roboterarmbasisfesten Koordinatensystem B und/oder zwischen dem endflanschfesten Koordinatensystem F und einem roboterwerkzeugfesten Koordinatensystem T in an sich bekannter Weise, beispielsweise auf Basis des Zusammenhangs F7T • eTF(q) - WTB = w F, ermittelt werden, wobei WTB die (gesuchte) Transformation von dem umgebungsfesten Koordinatensystem W in das roboterarmbasisfeste Koordinatensystem B (die die Pose der Roboterbasis relativ zur Umgebung bzw. dem umgebungsfesten Koordinatensystem W bestimmt), BTF die von den Gelenkstellungen q abhängige, mithilfe des bzw. eines kinematischen Modells ermittelte Transformation von dem roboterarmbasisfesten Koordinatensystem B in das endflanschfeste Koordinatensystem F, F7T die (gesuchte) T ransformation von dem endflanschfesten Koordinatensystem F in das roboterwerkzeugfeste Koordinatensystem T (die die Pose des Roboterwerkzeugs relativ zum Endflansch bestimmt), und B7T die Transformation von dem umgebungsfesten Koordinatensystem W in das in der jeweiligen Endposition angeordnete roboterwerkzeugfeste Koordinatensystem bezeichnet, die auf Basis einer Vermessung der Kavitäten 12, 22 relativ zu W ermittelt werden können. Bei diesem Kalibrieren werden wiederum die verschiedenen erfassten Gelenkstellungen und die jeweiligen, bekannten Endpositionen genutzt.
Zusätzlich ist durch die beiden Stellungen q , qn entlang der Kante 11 , deren Orientierung relativ zu W auf Basis einer Vermessung der Führungsfläche 10.1 bekannt, neben der Position auch eine Orientierung des in der ersten Endposition angeordneten roboterwerkzeugfesten Koordinatensystems bekannt und kann vorteilhaft bei der vorstehend beschriebenen Kalibrierung verwendet werden.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So wurden rein beispielhaft ein erstes und ein zweites Kalibrierelement erläutert, von denen eines rein beispielhaft eine Führungsfläche in Form einer pyramidenförmigen Vertiefung (deren Kanten Führungen zum Führen des roboterarmfesten Kalibrierelements in die Kavität 12 entlang einer eindimensionalen, geraden Führungsbahn bilden) und das andere wiederum rein beispielhaft eine Führungsfläche in Form einer kegelförmigen Vertiefung aufweist. Natürlich können auch beide Kalibrierelemente jeweils die pyramidenförmige oder kegelförmige Vertiefung oder eine andersartige Vertiefung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann statt einer Form einer Pyramide mit vier Kanten eine Form einer anderen Pyramide, beispielsweise mit nur drei Kanten, verwendet werden Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere weitere zweite Kalibrierelemente in analoger Weise vorgesehen bzw. verwendet werden, wie dies mit Bezug auf die zweite Führungsfläche 20.1 rein beispielhaft illustriert wurde. Zusätzlich oder alternativ können eines oder mehrere der Kalibrierelemente in anderer Weise zur Umgebung orientiert sein, beispielsweise horizontale oder nach oben gerichtete Zustellrichtungen aufweisen, was insbesondere die Flexibilität und/oder den Raumbedarf verbessern kann.
We bereits erwähnt, kann ein kraftgeregeltes Bewegen auch eine zusätzliche Positionsregelung, insbesondere also eine hybride Kraft-Positions-Regelung umfassen. Rein beispielhaft kann in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Zustellbewegung in die jeweilige Zustellrichtung in der Zustellrichtung positionsgeregelt erfolgen und der Roboterarm 1 dabei mit dem roboterarmfesten Kalibrierelement 2 quer hierzu, also im Ausführungsbeispiel horizontal, infolge der Führung durch das jeweilige umgebungsfeste Kalibrierelement kraftgeregelt ausweichen.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezuqszeichenliste
1 Roboterarm
1.1 Gelenk
1.2 Endflansch
2 roboterarmfestes Kalibrierelement
3 Roboterarmsteuerung
10 erstes Kalibrierelement
10.1 Führungsfläche
11 Kante
12 Kavität
20 zweites Kalibrierelement
20.1 Führungsfläche
22 Kavität
B roboterarmbasisfestes Koordinatensystem
F endflanschfestes Koordinatensystem
T roboterwerkzeugfestes Koordinatensystem
W umgebungsfestes Koordinatensystem

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Kalibrieren eines Roboterarms (1), der mehrere Gelenke (1.1) aufweist, mithilfe einer Messvorrichtung, die ein erstes Kalibrierelement (10) und ein roboterarmfestes Kalibrierelement (2) aufweist, das durch Verstellen der Gelenke des Roboterarms relativ zu dem ersten Kalibrierelement bewegbar ist, wobei das erste und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in einer ersten Zustellrichtung das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen ersten Startpositionen durch das erste Kalibrierelement jeweils in dieselbe definierte erste Endposition geführt wird; wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- Positionieren (S10) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der ersten Startpositionen;
- kraftgeregeltes Bewegen (S20) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die erste Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das erste Kalibrierelement in die erste Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser Endposition eine erste Kalibrierstellung aufweist;
- Erfassen (S30) von ersten Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der ersten Kalibrierstellung; und
- Kalibrieren (S110) des Roboterarms auf Basis dieser ersten Gelenkstellungen. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung wenigstens ein zweites Kalibrierelement (20) aufweist, wobei das zweite und das roboterarmfeste Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in einer zweiten Zustellrichtung das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen zweiten Startposition durch das zweite Kalibrierelement jeweils in dieselbe definierte zweite Endposition geführt wird; wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Positionieren (S60) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der zweiten Startpositionen;
- kraftgeregeltes Bewegen (S70) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem zweiten Kalibrierelement in die zweite Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das zweite Kalibrierelement in die zweite Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser Endposition eine zweite Kalibrierstellung aufweist; und
- Erfassen (S80) von zweiten Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der zweiten Kalibrierstellung; wobei der Roboterarm auf Basis der ersten und dieser zweiten Gelenkstellungen kalibriert wird (S110). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Verstellen (S40) des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in wenigstens eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist; und
- Erfassen (S50) von weiteren Stellungen der Gelenke des Roboterarms in dieser weiteren Kalibrierstellung; wobei der Roboterarm auf Basis der ersten und dieser weiteren Gelenkstellungen kalibriert wird (S110). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, beim Verstellen des Roboterarms zwischen wenigstens zwei Kalibrierstellungen des Roboterarms das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist und eine Orientierung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement beibehalten wird, bei dem Erfassen Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden, und der Roboterarm auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert wird; und/oder - bei dem Verstellen des Roboterarms aus der ersten Kalibrierstellung in eine weitere Kalibrierstellung, in der das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist, in wenigstens zwei Kalibrierstellungen des Roboterarms das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition angeordnet ist und das roboterarmfeste Kalibrierelement relativ zu dem ersten Kalibrierelement in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen unterschiedliche Orientierungen relativ zu dem ersten Kalibrierelement aufweist, bei dem Erfassen Stellungen der Gelenke des Roboterarms in diesen wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden, und der Roboterarm auf Basis dieser erfassten Stellungen der Gelenke kalibriert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm in der ersten Kalibrierstellung, insbesondere bei einem Verstellen von der ersten Kalibrierstellung in die weitere Kalibrierstellung, derart kraftgeregelt wird, dass das roboterarmfeste Kalibrierelement in der ersten Endposition eine Kontaktkraft auf das erste Kalibrierelement ausübt und durch das erste Kalibrierelement in der ersten Endposition abgestützt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine von dem ersten und dem roboterarmfesten Kalibrierelement eine Führungsfläche (10.1) mit einer Kavität (12) aufweist, wobei das andere von dem ersten und dem roboterarmfesten Kalibrierelement durch die Kavität in einer definierten Stützposition abstützbar ist, die die erste Endposition bestimmt, wobei die Führungsfläche zu der Kavität hin konvergiert. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche wenigstens eine Führung (11) zum Führen des anderen von dem ersten und dem roboterarmfesten Kalibrierelement in die Kavität entlang einer eindimensionalen Führungsbahn aufweist. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch den Schritt:
- kraftgeregeltes Bewegen (S20) des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch die Führung entlang der Führungsbahn geführt wird und dabei Stellungen der Gelenke des Roboterarms in wenigstens zwei Kalibrierstellungen erfasst werden (S20, S30); wobei der Roboterarm auf Basis dieser Gelenkstellungen kalibriert wird (S110). System zum Kalibrieren eines Roboterarms (1), der mehrere Gelenke (1.1) aufweist, das zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder aufweist: eine Messvorrichtung, die ein erstes Kalibrierelement (10) und ein an dem Roboterarm anordenbares Kalibrierelement (2) aufweist, wobei das erste und das an dem Roboterarm anordenbare Kalibrierelement derart ausgebildet sind, dass, wenn das an dem Roboterarm anordenbare Kalibrierelement an dem Roboterarm angeordent ist, dieses roboterarmfeste Kalibrierelement durch Verstellen der Gelenke des Roboterarms relativ zu dem ersten Kalibrierelement bewegbar ist und bei einer Verschiebung des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in einer ersten Zustellrichtung das roboterarmfeste Kalibrierelement aus verschiedenen ersten Startpositionen durch das erste Kalibrierelement jeweils in dieselbe definierte erste Endposition geführt wird; und/oder eine Steuerung (3) zum
Steuern des Roboterarms zum Positionieren des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement mithilfe des Roboterarms in einer der ersten Startpositionen;
Steuern des Roboterarms zum kraftgeregelten Bewegen des roboterarmfesten Kalibrierelements relativ zu dem ersten Kalibrierelement in die erste Zustellrichtung mithilfe des Roboterarms, wobei bei diesem Bewegen das roboterarmfeste Kalibrierelement durch das erste Kalibrierelement in die erste Endposition geführt wird und der Roboter bei dieser eine erste Kalibrierstellung aufweist; und
Erfassen von ersten Stellungen der Gelenke des Roboterarms in der ersten Kalibrierstellung; und/oder ein Kalibriermittel zum Kalibrieren des Roboterarms auf Basis dieser ersten Gelenkstellungen. Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren und/oder nicht-flüchtigen Speichermedium gespeicherte, Anweisungen enthält, die bei der Ausführung durch einen oder mehrere Computer oder ein System nach Anspruch 9 den oder die Computer oder das System dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
EP23768245.5A 2022-09-28 2023-09-07 Roboterarmkalibrierung Pending EP4594055A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022210253.3A DE102022210253A1 (de) 2022-09-28 2022-09-28 Roboterarmkalibrierung
PCT/EP2023/074534 WO2024068221A1 (de) 2022-09-28 2023-09-07 Roboterarmkalibrierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4594055A1 true EP4594055A1 (de) 2025-08-06

Family

ID=88016389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23768245.5A Pending EP4594055A1 (de) 2022-09-28 2023-09-07 Roboterarmkalibrierung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4594055A1 (de)
CN (1) CN119907733A (de)
DE (1) DE102022210253A1 (de)
WO (1) WO2024068221A1 (de)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE532610T1 (de) * 2008-04-30 2011-11-15 Abb Technology Ab Verfahren und system zur bestimmung der beziehung zwischen einem roboterkoordinatensystem und einem lokalen koordinatensystem, das im arbeitsbereich des roboters positioniert ist
JP2011011326A (ja) * 2009-07-06 2011-01-20 Ihi Corp ロボットのツール位置較正治具と方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024068221A1 (de) 2024-04-04
CN119907733A (zh) 2025-04-29
DE102022210253A1 (de) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3402632B1 (de) Bestimmung einer orientierung eines roboters relativ zur gravitationsrichtung
EP2331907B1 (de) Verfahren zum vermessen eines werkstücks und koordinatenmessgerät
EP2492635B1 (de) Kalibrierverfahren für einen kugelförmigen Messtaster
WO2017008898A1 (de) Ermitteln eines eingabebefehls für einen roboter, der durch manuelles ausüben einer kraft auf den roboter eingegeben wird
DE102015004481B4 (de) Robotersteuervorrichtung zum Steuern eines gemäß einer ausgeübten Kraft bewegten Roboters
WO2016150919A1 (de) Kalibrierung einer an einem beweglichen teil eines koordinatenmessgeräts angebrachten drehvorrichtung
DE10351669A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Handhabungsgeräts relativ zu einem Objekt
EP2835702B1 (de) Verfahren zur Vermessung wenigstens einer Rundachse einer Werkzeugmaschine
DE102017003993B4 (de) Kalibrierung eines Roboters
DE102016013891A1 (de) Vermessen einer Bewegungsachse eines Roboters
DE102005043776A1 (de) Verfahren zur Positionierung eines Ultraschallprüfkopfes
EP4235325B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von messpunkten einer angepassten messbahn zur vermessung eines messobjekts durch eine koordinatenmesseinrichtung sowie programm
DE102016214307A1 (de) Einspannvorrichtung für ein Werkstück
EP4594055A1 (de) Roboterarmkalibrierung
DE102021128336A1 (de) System und Verfahren zum Kalibrieren und/oder Regeln einer beweglichen Mehrgelenkkinematik
EP1459855A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit eines Arbeitsroboters
EP4323160B1 (de) Automatisierte kalibrierung einer fertigungsmaschine
WO2020161037A1 (de) Kombinieren zweier einzelner robotermanipulatoren zu einem robotersystem durch kalibrieren
DE102009034938B4 (de) Verfahren zur Kommandierung eines Bewegungssystems mit einer Messeinrichtung
DE102019131401B3 (de) Kalibrierung einer Impedanzregelung eines Robotermanipulators
DE212018000329U1 (de) Roboterarm
DE102019205042B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Positionierung eines Sensors oder Sensorteils
AT13530U1 (de) Vorrichtung zum einlernen einer greifeinrichtung
DE102017010244A1 (de) Verfahren und Steuermittel zum Steuern einer Roboteranordnung
DE102022213568B3 (de) Kalibrieren einer Steuerung

Legal Events

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

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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: 20241216

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 ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

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

Free format text: CASE NUMBER: UPC_APP_4853_4594055/2025

Effective date: 20250827

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)