EP4676693A1 - Verfahren zum kalibrieren eines lichtschnittsensors und zugehöriges robotersystem - Google Patents

Verfahren zum kalibrieren eines lichtschnittsensors und zugehöriges robotersystem

Info

Publication number
EP4676693A1
EP4676693A1 EP24706035.3A EP24706035A EP4676693A1 EP 4676693 A1 EP4676693 A1 EP 4676693A1 EP 24706035 A EP24706035 A EP 24706035A EP 4676693 A1 EP4676693 A1 EP 4676693A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light section
section sensor
calibration object
line feature
line
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
EP24706035.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Elter
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 EP4676693A1 publication Critical patent/EP4676693A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G05B2219/39058—Sensor, calibration of sensor, potentiometer

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a light section sensor with respect to a member of a robot kinematics that can be controlled by a robot control device and has several members and joints that connect the members to one another in an adjustable manner, the light section sensor being attached to one member.
  • the invention also relates to an associated robot system.
  • EP 1 931 503 B1 describes a method for determining the position of a virtual tool center point with respect to a known coordinate system of a robot with a robot arm, wherein first the position difference between a feature of a reference component and the virtual tool center point is determined, then the robot arm is moved until the coordinates of the feature of the reference component and the virtual tool center point match, and then the position of the virtual tool center point in the robot coordinate system is determined by determining the robot axis positions for this position of the virtual tool center point.
  • the object of the invention is to provide a method for calibrating a light section sensor which can automatically determine a sufficient number of positions from which a transformation matrix can be determined in order to be able to automatically convert position values between a sensor coordinate system of the light section sensor and a reference coordinate system of the robot kinematics.
  • the object is achieved by a method for calibrating a light section sensor with respect to a member of a robot kinematics controllable by a robot control device with several members and joints that adjustably connect the members to one another, wherein the light section sensor is attached to one member, comprising the steps:
  • Robot systems are used in automated production in order to be able to carry out a large number of different production processes automatically.
  • Robot systems consist of at least one robot kinematics, such as a robot arm, which is automatically controlled by a robot control device, i.e. the joint positions of the robot kinematics can be automatically adjusted.
  • a robot control device i.e. the joint positions of the robot kinematics can be automatically adjusted.
  • weld seams can be created, adhesive beads can be applied, or sealing compounds can be applied to a workpiece via a nozzle guided by the robot kinematics.
  • the desired path along which a reference point of a tool guided by the robot kinematics, such as a welding gun tip, a glue nozzle or an application nozzle, is to move automatically can be stored in the robot controller.
  • a robot program can call up the stored path in order to use the robot controller to automatically guide the corresponding tool along the desired path by automatically adjusting the joints of the robot kinematics.
  • seam tracking comprises an optical sensor that is preferably attached to a flange of the robot kinematics and which, while the tool is moving along the desired path, optically detects a feature of the workpiece associated with the path so that this can be evaluated by the robot control device.
  • the feature on the workpiece can, for example, be the joint between two components that are to be joined by means of a weld seam.
  • the feature on the workpiece can also be, for example, a groove or an edge on a workpiece along which a bead of adhesive or a bead of sealing is to be applied.
  • the optical sensor detects the feature on the workpiece at every moment of the tool's movement along the target path and detects any deviations in the pose of the tool with respect to the feature on the workpiece.
  • the robot control device is designed and set up to automatically move the tool guided by the robot kinematics on an actual path that deviates from the target path due to deviations that occur and are detected by the optical sensor. In such a case, the actual path is then modified from the stored target path in accordance with the deviations present in the individual case of a workpiece and the tool is automatically moved accordingly by the robot kinematics.
  • the property according to which the robot control device is designed means that the robot control device is constructed in this specific way.
  • the property according to which the robot control device is set up means that the robot control device is programmed in this specific way in terms of control technology by means of a program or software.
  • a light section sensor usually comprises a laser light source and an optic that expands the generated laser light into a flat fan beam or, using a beam deflection unit, continuously deflects a laser beam within a predetermined angular range in order to repeatedly cover this angular range. This allows an optical line to be projected onto the respective workpiece.
  • the projected line can be captured and evaluated by an optical camera.
  • the optical camera is usually combined with the laser light source in a common device of the light section sensor.
  • the light section sensor as an independent sensor device can be connected to a link in the robot kinematics, in particular a
  • the sensor values i.e. the recorded position values of the light section sensor
  • the path that the tool is to follow, automatically guided by the robot kinematics, is usually in the form of support points that are available or stored as position values in a robot coordinate system.
  • the robot coordinate system can generally be placed anywhere in the robot kinematics.
  • a basic robot coordinate system is usually placed in the proximal base member, such as the base frame of the robot kinematics. This means that the position and orientation of the robot coordinate system remains the same in all possible axis positions or poses of the robot kinematics.
  • This robot coordinate system can also be referred to as the base coordinate system.
  • the light section sensor is generally attached to the last, distal end member of the robot kinematics. This distal end member of the robot kinematics can also be referred to as the flange or tool flange. Since the tool to be handled by the robot kinematics, such as a welding tool, is usually attached there, it is also advisable to attach the light section sensor there.
  • Attaching the light section sensor to this member is usually advisable, but the light section sensor can generally also be attached to any other member of the robot kinematics. In both cases, it is also useful to place a separate reference coordinate system in the link to which the light section sensor is attached. is to be or is attached. This reference coordinate system can then also be referred to as a flange coordinate system or a hand coordinate system, depending on the case.
  • the reference coordinate system selected in each specific case should be determined in such a way that when the light section sensor is attached, its position and orientation in relation to the sensor coordinate system no longer changes, i.e. it is fixed, even if the joints of the robot kinematics are adjusted, i.e. the robot kinematics are moved.
  • the sensor values recorded by the guided light section sensor In order for the sensor values recorded by the guided light section sensor to be correctly evaluated, they must be converted from the sensor coordinate system in which they are present into the specific reference coordinate system. Such a conversion can be carried out using a transformation matrix, for example.
  • the transformation matrix depends on the exact position and location (pose) of the light section sensor, i.e. of the sensor device in relation to the member of the robot kinematics to which the light section sensor or the sensor device is attached.
  • the light section sensor After the light section sensor has been mounted for the first time on the relevant part of the robot kinematics, the light section sensor must be calibrated with respect to the robot kinematics.
  • At least three different positions of the light section sensor must be taken in relation to a calibration object and the corresponding position values must be recorded in each of these positions. From the at least three position values obtained, a transformation matrix can be calculated, which enables a computational transformation between the sensor coordinate system of the light section sensor and the reference coordinate system of the robot kinematics. According to the invention, the detection of such at least three different positions for calibration should be able to take place automatically, so that no manual intervention by a person is necessary.
  • the calibration object can be a body of largely any design, provided it has at least a first line feature and a second line feature.
  • the first line feature and the second line feature can be formed, for example, by outer edges, inner edges, shoulders, scribe lines, grooves and/or channels on the calibration body.
  • the calibration object can be placed on a flat surface of a machining table.
  • the machining table can, for example, comprise clamping devices which are designed to hold a workpiece firmly during its machining by the robot system.
  • the calibration body itself can be calibrated in its assumed position before the start of the further process steps, i.e. the position and orientation of the calibration body with respect to the robot coordinate system is known to the robot system.
  • position and orientation values of the calibration body can be stored in the robot control device of the robot system.
  • intersection point of the first line feature and the second line feature is recorded using a teach-in procedure and the position of the intersection point is stored in the robot coordinate system in the robot control device.
  • the light section sensor must of course be attached to the link of the robot kinematics before starting the further process steps.
  • the light section sensor is moved in particular in a central alignment along the first line feature, automatically controlled by the robot kinematics and the robot control device, in a second direction.
  • the second direction is aligned perpendicular to the light fan stretched by the laser light emitted by the light section sensor.
  • the light section sensor is moved in this second direction until the projected line of the light section sensor hits the second line feature of the calibration object.
  • the current position of the light section sensor is stored in the form of position values in the robot coordinate system as a position in the second direction in the robot control device. This stored second position then forms a second calibration position. This second calibration position is also automatically determined, as is the case with the first calibration position.
  • the procedure for automatically determining the third calibration position can essentially correspond to the procedure for automatically determining the first calibration position or the second calibration position, whereby the automatic determination takes place, for example, at a second altitude of the light section sensor that differs from the first altitude.
  • the automatic movement of the light section sensor in the first height position along the first path parallel to the first line feature towards the second line feature of the calibration object can be carried out starting from a first starting position which is obtained by the following steps:
  • the automatic movement of the light section sensor along the second path parallel to the first line feature towards the second line feature of the calibration object can be carried out starting from a second starting position which is obtained by the following steps:
  • the pre-positioning of the light section sensor with respect to the calibration object at a first height with respect to the calibration object by controlled adjustment of the joints of the robot kinematics controlled by the robot control device can be carried out in such a way that a line projected by the light section sensor initially lies outside the first line feature of the calibration object.
  • Pre-positioning can be carried out by a person controlling and moving the robot kinematics, for example by means of a robot handheld control device, in such a way that the light section sensor assumes a corresponding position and orientation.
  • a main optical axis of the light section sensor can, for example, be aligned perpendicular to the plane of the surface of the processing table and/or perpendicular to a surface of the calibration object.
  • the light section sensor projects a line onto the surface of the processing table or, later, onto the surface of the calibration object. The projected line then corresponds to the measuring field or the measuring line along which the optical detection device of the light section sensor can record the reflections of the emitted laser light.
  • the light section sensor is now moved parallel to the projected line or in the direction of the projected line automatically towards the calibration object by the robot control device automatically adjusting the joints of the robot kinematics in order to move the guided light section sensor accordingly.
  • the height of the light section sensor with respect to the surface of the processing table and/or the calibration object i.e. the distance of the light section sensor in height from the surface of the machining table and/or the calibration object remains constant.
  • the automatic movement of the light section sensor along the third path parallel to the first line feature towards the second line feature of the calibration object can be carried out starting from a third starting position which is obtained by the following steps:
  • a further altitude which can in particular be a third altitude different from the first altitude and the second altitude, with respect to the calibration object by controlled adjustment of the joints of the robot kinematics controlled by the robot control device such that a line projected by the light section sensor lies outside the first line feature of the calibration object
  • the light section sensor is automatically moved at a first height in a first direction parallel to the projected line towards the first line feature of the calibration object until the projected line meets the first line feature of the calibration object.
  • the current position of the light section sensor is stored at that moment in the form of position values in the robot coordinate system as a first position in the first direction in the robot control device.
  • the light section sensor is automatically moved in the first direction parallel to the projected line over the first line feature of the calibration object, under Maintaining the first elevation until the projected line leaves the first line feature of the calibration object again.
  • the current position of the light section sensor is stored at that moment in the form of position values in the robot coordinate system as a second position in the first direction in the robot controller.
  • the stored position values of the first position and the stored position values of the second position are both in the robot coordinate system.
  • an intermediate position can be determined that lies on a distance between these two positions.
  • the intermediate position should preferably lie near the planned working point of the tool.
  • the working point can be, for example, a center point of a welding gun tip, an adhesive nozzle or an application nozzle.
  • the intermediate position is stored as a first calibration position in the first direction in the robot control device.
  • the automatic determination of the first intermediate position in the first direction, which lies between the stored first position and the stored second position can be carried out by determining as the first intermediate position the point which lies halfway along the path which the light section sensor travels in the first direction when the light section sensor moves from the first position to the second position, and/or the automatic determination of the second intermediate position in the first direction, which lies between the stored first Position and the stored second position can be achieved by determining as the second intermediate position the point which lies halfway along the distance that the light section sensor travels in the first direction when the light section sensor moves from the third position to the fourth position, and/or the automatic determination of the third intermediate position in the first direction, which lies between the stored fifth position and the stored sixth position, can be achieved by determining as the third intermediate position the point which lies halfway along the distance that the light section sensor travels in the first direction when the light section sensor moves from the fifth position to the sixth position.
  • the automatic determination of the first intermediate position in the first direction, which lies between the stored first position and the stored second position can be carried out by determining as the first intermediate position the point which, when the light section sensor moves from the first position to the second position, lies on a route point which deviates from half the route which the light section sensor travels in the first direction
  • the automatic determination of the second intermediate position in the first direction, which lies between the stored third position and the stored fourth position can be carried out by determining as the second intermediate position the point which, when the light section sensor moves from the third position to the fourth position, lies on a route point which deviates from half the route which the light section sensor travels in the first direction
  • the automatic determination the third intermediate position in the first direction, which lies between the stored fifth position and the stored sixth position can be achieved by determining as the third intermediate position the point which, when the light section sensor moves from the fifth position to the sixth position, lies on a route point deviating from the halfway point which the light section sensor travels in the first direction
  • a supplementary fourth calibration position or an alternative further calibration position can be obtained automatically by the further step:
  • a mathematical transformation matrix can be automatically determined which is designed for automatic, computational transformation between a sensor coordinate system of the light section sensor and a reference coordinate system, in particular a flange coordinate system or a hand coordinate system, of the robot kinematics.
  • an intersection point of the first line feature and the second line feature can be recorded by means of a teach-in method and stored in the robot control device.
  • the first line feature of the calibration object intersects the second line feature of the calibration object at the intersection point.
  • the intersection point can be formed, for example, by a corner of the cuboid.
  • the intersection point can also be another outer edge, inner edge or inner corner of a calibration body.
  • a cuboid with a known length, width and height stored in the robot control device can be used as the calibration object, wherein a first edge of the cuboid forms the first line feature and a second edge of the cuboid, which abuts the same corner of the cuboid as the first edge, forms the second line feature.
  • a robot system comprising a robot control device and a robot kinematics with a plurality of links and joints which connect the plurality of links to one another in an adjustable manner and which comprise electric drives which can be automatically driven by the robot control device, wherein the robot control device is designed and is arranged to automatically carry out a method according to one of the described embodiments.
  • Fig. 1 is a flow chart of the steps in the basic inventive
  • Fig. 2 is a partial representation of an exemplary configuration of a robot system according to the invention with a light section sensor and a calibration object,
  • Fig . 3 is a schematic representation of the
  • Fig. 4 is a schematic representation of the automatic movement of the
  • Fig. 5 is a schematic representation of the automatic movement of the light section sensor until the projected line leaves the first line feature again,
  • Fig. 6 to 8 show a schematic representation of the third step of the method for determining the first calibration position
  • Fig. 9 to 11 a schematic representation of the fourth step of the method for determining the second calibration position with a different
  • Fig. 12 is a side view of an exemplary configuration of a robot system according to the invention.
  • Fig. 1 shows the method for automatically calibrating a light section sensor 1 with respect to a member 2 of a robot kinematics 4 that can be controlled by a robot control device 3 and has a plurality of members 2 and joints 5 that adjustably connect the members 2 to one another, wherein the light section sensor 1 is attached to one member 2, which in the case of the present embodiment is a tool flange 2a of the robot kinematics 4.
  • Fig. 1 shows the method for automatically calibrating a light section sensor 1 with respect to a member 2 of a robot kinematics 4 that can be controlled by a robot control device 3 and has a plurality of members 2 and joints 5 that adjustably connect the members 2 to one another, wherein the light section sensor 1 is attached to one member 2, which in the case of the present embodiment is a tool flange 2a of the robot kinematics 4.
  • Fig. 1 shows the method for automatically calibrating a light section sensor 1 with respect to a member 2 of a robot kinematics 4 that can
  • FIG. 12 shows an exemplary configuration of a robot system 6, comprising the robot control device 3 and the robot kinematics 4, which in the present embodiment is designed as an articulated arm robot 4a, with the multiple links 2 and joints 5 adjustably connecting the multiple links 2 to one another, which comprise electric drives 7 which can be automatically driven by the robot control device 3, wherein the robot control device 3 is designed and set up to automatically carry out a method according to the invention.
  • the method comprises the following steps as shown in Fig. l:
  • the calibration object 8 is designed as a cuboid with a known length, width and height stored in the robot control device 3, wherein a first edge of the cuboid forms the first line feature LI and a second edge of the cuboid, which abuts the same corner 11a of the cuboid as the first edge, forms the second line feature L2.
  • an intersection point 11 of the first line feature LI and second line feature L2 can be recorded by means of a teach-in method and stored in the robot coordinate system in the robot control device 3.
  • the intersection point 11 is accordingly formed by the corner 11a of the cuboid.
  • a third step S3 the light section sensor 1 is automatically moved in the first height position along a first path parallel to the first line feature LI towards the second line feature L2 of the calibration object 8 until the projected line 10 meets the second line feature L2 of the calibration object 8, and the current position of a predetermined reference point of the robot kinematics 4 is stored in the robot coordinate system R as a first calibration position. This is also illustrated in particular in Figs. 6 to 8.
  • a fourth step S4 the light section sensor 1 is automatically moved along a second path parallel to the first line feature LI, which is different from the first path, towards the second line feature L2 of the calibration object 8 until the projected line 10 meets the second line feature L2 of the calibration object 8, and the current position is saved.
  • the predetermined reference point of the robot kinematics 4 in the robot coordinate system R as a second calibration position. This is particularly illustrated in Fig. 9 to 11.
  • a fifth step S5 the light section sensor 1 is automatically moved at a second altitude different from the first altitude along a third path parallel to the first line feature LI, which is different from the first path and the second path, towards the second line feature L2 of the calibration object 8 until the projected line 10 meets the second line feature L2 of the calibration object 8, and the current position of the predetermined reference point of the robot kinematics 4 is stored in the robot coordinate system R as a third calibration position.
  • the automatic movement of the light section sensor 1 in the first height position can take place along the first path parallel to the first line feature LI towards the second line feature L2 of the calibration object 8, starting from a first starting position which is obtained by the following steps.
  • the light section sensor 1 is pre-positioned with respect to the calibration object 8 in the first height position with respect to the calibration object 8 by controlled adjustment of the joints 5 of the robot kinematics 4 controlled by the robot control device 3 such that a line 10 projected by the light section sensor 1 lies outside the first line feature LI of the calibration object 8,
  • the light section sensor 1 is automatically moved in the first height position in a first direction RI parallel to the projected line 10 to the first line feature LI of the calibration object 8 until the projected line 10 meets the first line feature LI of the calibration object 8, and storing the current position of the predetermined reference point of the robot kinematics 4 in the robot coordinate system R as a first position in the first direction RI,
  • the light section sensor 1 is automatically moved further in the first direction RI parallel to the projected line 10 over the first line feature 10 of the calibration object 8 while maintaining the first height until the projected line 10 leaves the first line feature LI of the calibration object 8 again, and the current position of the predetermined reference point of the robot kinematics 4 is stored in the robot coordinate system R as a second position in the first direction RI,
  • a first intermediate position in the first direction RI which lies between the stored first position and the stored second position, is automatically determined and the first intermediate position is used as the first starting position.
  • the automatic movement of the light section sensor 1 along the second path parallel to the first line feature LI toward the second line feature L2 of the calibration object 8 can take place starting from a second starting position which is obtained by the following steps:
  • the automatic movement of the light section sensor 1 along the third path parallel to the first line feature LI toward the second line feature L2 of the calibration object 8 can take place starting from a third starting position, which is obtained by the following steps:
  • the automatic determination of the intermediate position in the first direction RI takes place in that the point which, when the light section sensor 1 moves from the first position to the second position, lies halfway along the path which the light section sensor 1 travels in the first direction RI is determined as the intermediate position (Fig. 3 to Fig. 5), and/or the automatic determination of a second intermediate position in the first direction RI, which lies between the stored third position and the stored fourth position, takes place in that the point which, when the light section sensor 1 moves from the third position to the fourth position, lies halfway along the path which the light section sensor 1 travels in the first direction RI is determined as the second intermediate position.
  • the automatic determination of the intermediate position in the first direction RI, which lies between the stored first position and the stored second position is carried out by determining as the intermediate position the point which, during the movement of the light section sensor 1, is separated from the first position to the second position lies on a route point which deviates from the halfway point which the light section sensor moves along in the first direction (Fig. 3 to Fig.
  • the intermediate position can be on a route point on the projected line 10 which divides the projected line 10, as shown, into partial routes of, for example, three quarters and one quarter.
  • a mathematical transformation matrix can be automatically determined, which is designed for automatic, computational transformation between a sensor coordinate system S (Fig. 12) of the light section sensor 1 and a robot coordinate system R of the robot kinematics 4.
  • the calibration object 8 can be assigned its own calibration object coordinate system K.
  • the pose of the calibration object coordinate system K can be known with respect to the robot coordinate system R of the robot control device R.
  • a further world coordinate system W can optionally be defined, which has a common Reference point with respect to the poses of the robot coordinate system R, the calibration object coordinate system K and the sensor coordinate system S.
  • the third calibration position can be obtained, for example, by repeating the method as illustrated in Fig. 3 to Fig. 5, or the method as illustrated in Fig. 6 to Fig. 8 or as illustrated in Fig. 9 to Fig. 11, this time not at the first altitude, but at a second altitude that differs from the first altitude.
  • the light section sensor 1 can be automatically moved in a height direction that is oriented perpendicular to the first direction RI and perpendicular to the second direction R2, in particular that runs perpendicular to the projected line 10 of the light section sensor 1, from the first height position to a second height position until the light section sensor 1 has a higher height position with respect to the calibration object 8.
  • the light section sensor 1 can be pre-positioned with respect to the calibration object 8 in the second height position with respect to the calibration object 8 by controlled adjustment of the joints 5 of the robot kinematics 4 controlled by the robot control device 3 such that a line 10 projected by the light section sensor 1 lies outside the first line feature LI of the calibration object 8.
  • the light section sensor 1 can then be automatically moved further in the first direction RI parallel to the projected line 10 over the first line feature LI of the calibration object 8 while maintaining the second height until the projected line 10 leaves the first line feature LI of the calibration object 8 again, wherein the current position of the light section sensor 1 is stored in the robot coordinate system R as a second position in the first direction RI.
  • a second intermediate position in the first direction RI can be automatically determined, which lies between the stored first position and the stored second position, wherein the second intermediate position is also stored as a third calibration position in the first direction RI.
  • the light section sensor 1 can be automatically moved in a height direction that is oriented perpendicular to the first direction RI and perpendicular to the second direction R2, which in particular runs perpendicular to the projected line 10 of the light section sensor 1, from the first height position to the second height position until the light section sensor 1 has a higher height position with respect to the calibration object 8.
  • the light section sensor 1 can then be automatically moved at the second height in the second direction R2 perpendicular to the projected line 10 towards the second line feature L2 of the calibration object 8 until the projected line 10 meets the second line feature L2 of the calibration object 8, wherein the current position of the light section sensor 1 is stored in a robot coordinate system R as a further position in the second direction R2.
  • the further position can thus in particular form a third or further calibration position in the second direction R2.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Lichtschnittsensors (1) bezüglich eines Glieds (2) einer von einer Robotersteuervorrichtung (3) ansteuerbaren Roboterkinematik (4) mit mehreren Gliedern (2) und die Glieder (2) verstellbar miteinander verbindenden Gelenken (5), wobei an dem einen Glied (2) der Lichtschnittsensor (1) befestigt ist. Das Verfahren umfasst unter anderem ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in einer ersten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal (L1) parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft, ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) entlang einer zum ersten Linienmerkmal (L1) parallelen zweiten Strecke, die von der ersten Strecke verschieden ist, auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in einer von der ersten Höhenlage verschiedenen zweiten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal (L1) parallelen dritten Strecke, die von der ersten Strecke und der zweiten Strecke verschieden ist, auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges Robotersystem (6).

Description

Verfahren zum Kalibrieren eines Lichtschnittsensors und zugehöriges Robotersystem
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Lichtschnittsensors bezüglich eines Glieds einer von einer Robotersteuervorrichtung ansteuerbaren Roboterkinematik mit mehreren Gliedern und die Glieder verstellbar miteinander verbindenden Gelenken, wobei an dem einen Glied der Lichtschnittsensor befestigt ist . Die Erfindung betri fft außerdem ein zugehöriges Robotersystem .
Die EP 1 931 503 Bl beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen der Lage eines virtuellen Tool-Center-Points bezügl ich eines bekannten Koordinatensystems eines Roboters mit einem Roboterarm, wobei zunächst der Lageunterschied zwischen einem Merkmal eines Referenzbauteils und dem virtuellen Tool- Center-Point bestimmt wird, anschließend der Roboterarm bewegt wird, bis die Koordinaten des Merkmals des Referenzbauteils und des virtuellen Tool-Center-Points übereinstimmen, und dann durch Ermittlung der Roboterachsstellungen für diese Lage des virtuellen Tool- Center-Points die Lage des virtuellen Tool-Center-Points im Roboterkoordinatensystem bestimmt wird .
Aufgabe der Erfindung ist es , ein Verfahren zum Kal ibrieren eines Lichtschnittsensors zu schaf fen, das eine ausreichende Anzahl von Positionen automatisch bestimmen kann, aus denen eine Trans formationsmatrix bestimmt werden kann, um Positionswerte zwischen einem Sensorkoordinatensystem des Lichtschnittsensors und einem Bezugskoordinatensystem der Roboterkinematik automatisch umrechnen zu können . Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Kal ibrieren eines Lichtschnittsensors bezüglich eines Glieds einer von einer Robotersteuervorrichtung ansteuerbaren Roboterkinematik mit mehreren Gliedern und die Glieder verstellbar miteinander verbindenden Gelenken, wobei an dem einen Glied der Lichtschnittsensor befestigt ist , aufweisend die Schritte :
- Bereitstellen eines Kalibrierobj ekts mit einem ersten Linienmerkmal und einem vom ersten Linienmerkmal verschiedenen zweiten Linienmerkmal auf einer Basis fläche in einer der Robotersteuervorrichtung bekannten Pose ,
- Aufnehmen eines Schnittpunkts des ersten Linienmerkmals und zweiten Linienmerkmals mittels eines Teach- In-Verf ährens und Speichern der Position des Schnittpunkts im Roboterkoordinatensystem in der Robot er Steuervorrichtung,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in einer ersten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierob ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position eines vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem al s eine erste Kalibrierposition,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen zweiten Strecke , die von der ersten Strecke verschieden ist , auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierob ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine zweite Kalibrierposition, und
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in einer von der ersten Höhenlage verschiedenen zweiten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen dritten Strecke , die von der ersten Strecke und der zweiten Strecke verschieden ist , auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine dritte Kalibrierposition .
In der automatisierten Fertigung werden Robotersysteme eingesetzt , um eine Viel zahl von verschiedenen Fertigungsvorgänge automatisch durchführen zu können . Robotersysteme bestehen zumindest aus einer Roboterkinematik, wie beispielsweise einem Roboterarm, die von einer Robotersteuervorrichtung automatisch angesteuert , d . h . in den Gelenkstellungen der Roboterkinematik automatisch verstellt werden kann . Mit solchen Robotersystemen und j eweil s spezi fisch zugehörigen Werkzeugen, die von der Roboterkinematik automatisch geführt werden, können beispielsweise Schweißnähte erzeugt werden, Kleberaupen aufgebracht werden oder Dichtungsmassen über eine von der Roboterkinematik geführte Düse auf ein Werkstück aufgetragen werden . Der gewünschte Pfad, auf den sich ein Bezugspunkt eines von der Roboterkinematik geführten Werkzeugs , wie beispielsweise eine Schweißpistolenspitze , eine Klebedüse oder eine Auftragsdüse , automatisch bewegen soll , kann in der Robotersteuerung gespeichert sein . Ein Roboterprogramm kann den gespeicherten Pfad aufrufen, um mittels der Robotersteuervorrichtung das entsprechende Werkzeug durch automatisches Verstellen der Gelenke der Roboterkinematik automatisch entlang des gewünschten Pfades zu führen .
Da j edes einzelne Werkstück gewisse Abweichungen in seiner konkreten Gestalt von seiner idealen Gestalt aufwei sen kann, ist es oftmals nicht ausreichend, dass der gespeicherte Pfad, der einen Soll-Pfad darstellt , in identischer Weise bei j edem einzelnen Werkstück gleichermaßen abgefahren wird . Deshalb wird eine sogenannte Nahtverfolgung realisiert , die einen optischen Sensor umfasst , der vorzugsweise an einem Flansch der Roboterkinematik befestigt ist und der während einer Bewegung des Werkzeugs entlang des gewünschten Pfades ein dem Pfad zugeordnetes Merkmal des Werkstücks optisch erfasst , so dass dieses von der Robotersteuervorrichtung ausgewertet werden kann . Das Merkmal am Werkstück kann beispiel sweise der Stoß an zwei aneinandergefügter Bauteile sein, die mittels einer Schweißnaht verbunden werden sollen . Das Merkmal am Werkstück kann beispielsweise auch eine Nut oder eine Kante an einem Werkstück sein entlang der eine Kleberaupe oder ein Dichtungswulst aufgetragen werden soll .
Der optische Sensor erfasst dabei in j edem Moment der Bewegung des Werkzeugs entlang des Soll-Pfades das Merkmal am Werkstück und erfasst gegebenenfalls auftretende Abweichungen der Pose des Werkzeugs bezüglich des Merkmals am Werkstück . Die Robotersteuervorrichtung ist dabei ausgebildet und eingerichtet , das von der Roboterkinematik geführte Werkzeug aufgrund von auftretenden Abweichungen, die durch den optischen Sensor erfasst wurden, auf einem vom Soll-Pfad abweichenden I st-Pfad automatisch zu bewegen . Der I st-Pfad wird in einem solchen Fall dann von dem gespeicherten Soll- Pfad entsprechend der im Einzel fall eines Werkstücks vorliegenden Abweichungen abgeändert und das Werkzeug dementsprechend abweichend automatisch von der Roboterkinematik bewegt .
Die Eigenschaft , wonach die Robotersteuervorrichtung ausgebildet ist , bedeutet , dass die Robotersteuervorrichtung in dieser bestimmten Weise konstruktiv auf gebaut ist . Die Eigenschaft , wonach die Robotersteuervorrichtung eingerichtet ist , bedeutet , dass die Robotersteuervorrichtung steuerungstechnisch mittels eines Programms oder eine Software in dieser bestimmten Weise programmiert ist .
Der optische Sensor, der im Zusammenhang einer solchen Nahtverfolgung geeignet ist , wird auch als Lichtschnittsensor bezeichnet . Ein Lichtschnittsensor umfasst üblicherweise eine Laserlichtquelle und ein Optik, welche das erzeugte Laserlicht in einen ebenen Strahlenfächer aufweitet bzw . mittels einer Strahlumlenkeinheit einen Laserstrahl innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs fortlaufend ablenkt, um diesen Winkelbereich wiederholt zu überstreichen . Damit lässt sich eine optische Linie auf dem j eweiligen Werkstück pro i zieren .
Die proj i zierte Linie kann von einer optischen Kamera erfasst und ausgewertet werden . Die optischen Kamera ist üblicherweise zusammen mit der Laserlichtquelle in einem gemeinsamen Gerät des Lichtschnittsensors vereinigt . Der Lichtschnittsensor als ein eigenständiges Sensorgerät kann an einem Glied der Roboterkinematik, insbesondere an einem
Werkzeugflansch der Roboterkinematik, befestigt sein .
Üblicherweise werden die Sensorwerte , d . h . die erfassten Positionswerte des Lichtschnittsensors bezogen auf ein Sensorkoordinatensystem bereitgestellt . Der Pfad, welcher von dem Werkzeug, automatisch geführt durch die Roboterkinematik, abgefahren werden soll , liegt üblicherweise in Form von Stützpunkten vor, die als Positionswerte in einem Roboterkoordinatensystem vorliegen bzw . gespeichert sind .
Das Roboterkoordinatensystem kann im Allgemeinen an eine beliebige Stelle der Roboterkinematik gelegt werden .
Üblicherweise wird ein grundlegendes Roboterkoordinatensystem in das proximale Basisglied, wie beispielsweise in das Grundgestellt der Roboterkinematik gelegt . So bleibt in allen möglichen Achsstellungen bzw . Posen der Roboterkinematik die Position und Lage des Roboterkoordinatensystem gleich . Dieses Roboterkoordinatensystem kann auch als Basiskoordinatensystem bezeichnet werden . Der Lichtschnittsensor wird im Allgemeinen am letzten, distalen Endglied der Roboterkinematik befestigt sein . Dieses distale Endglied der Roboterkinematik kann auch als Flansch oder Werkzeugflansch bezeichnet werden . Da dort üblicherweise auch das von der Roboterkinematik handzuhabende Werkzeug, wie beispielsweise ein Schweißwerkzeug be festigt sein wird, ist es dann auch zweckmäßig dort den Lichtschnittsensor zu befestigen . Eine Befestigung des Lichtschnittsensors an diesem Glied ist meist zweckmäßig, allerdings kann der Lichtschnittsensor im Allgemeinen aber auch an einem beliebig anderen Glied der Roboterkinematik befestigt sein . In beiden Fällen ist es dann außerdem sinnvoll , ein eigenes Bezugskoordinatensystem in dasj enige Glied zu legen, an dem der Lichtschnittsensor befestigt werden soll bzw . befestigt ist . Dieses Bezugskoordinatensystem kann dann auch, j e nachdem, als Flanschkoordinatensystem oder Handkoordinatensystem bezeichnet werden . Das im j eweiligen konkreten Einzel fall gewählte Bezugskoordinatensystem sollte so bestimmt sein, dass es bei befestigtem Lichtschnittsensor seine Position und Orientierung bezüglich des Sensorkoordinatensystems nicht mehr ändert , also festgelegt ist , selbst dann, wenn die Gelenke der Roboterkinematik verstellt werden, d . h . die Roboterkinematik bewegt wird .
Damit die von dem geführten Lichtschnittsensor erfassten Sensorwerte richtig ausgewertet werden können, müssen diese aus dem Sensorkoordinatensystem in dem sie vorliegen, in das bestimmte Bezugskoordinatensystem umgerechnet werden . Eine solche Umrechnung kann beispielsweise anhand einer Trans formationsmatrix erfolgen . Die Trans formationsmatrix ist j edoch abhängig von der genauen Position und Lage ( Pose ) des Lichtschnittsensors , d . h . des Sensorgeräts zu dem Glied der Roboterkinematik, an dem der Lichtschnittsensor bzw . das Sensorgerät befestigt ist .
Daher muss nach einer erstmaligen Montage des Lichtschnittsensors an dem betref fenden Glied der Roboterkinematik der Lichtschnittsensor bezüglich der Roboterkinematik kalibriert werden .
Dazu müssen mindestens drei verschiedene Positionen des Lichtschnittsensors bezüglich eines Kalibierobj ekts eingenommen werden und in j eder dieser Positionen die zugehörigen Positionswerte erfasst werden . Aus den erlangten wenigstens drei Positionswerten kann eine Trans formationsmatrix berechnet werden, die eine rechnerische Trans formation zwischen dem Sensorkoordinatensystem des Lichtschnittsensors und dem Bezugskoordinatensystem der Roboterkinematik erlaubt . Die Erfassung solcher wenigstens drei verschiedenen Positionen zur Kalibrierung sollen erfindungsgemäß automatisch erfolgen können, so das s kein manuelles Vorgehen durch eine Person notwendig ist .
Die eingangs genannte Aufgabe wird demgemäß gelöst durch :
- Bereitstellen eines Kalibrierobj ekts mit einem ersten Linienmerkmal und einem vom ersten Linienmerkmal verschiedenen zweiten Linienmerkmal auf einer Basis fläche in einer der Robotersteuervorrichtung bekannten Pose ,
- Aufnehmen eines Schnittpunkts des ersten Linienmerkmals und zweiten Linienmerkmals mittels eines Teach- In-Verf ährens und Speichern der Position des Schnittpunkts im Roboterkoordinatensystem in der Robot er Steuervorrichtung,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in einer ersten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierob ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position eines vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem al s eine erste Kalibrierposition,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen zweiten Strecke , die von der ersten Strecke verschieden ist , auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine zweite Kalibrierposition, und
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in einer von der ersten Höhenlage verschiedenen zweiten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal parallelen dritten Strecke , die von der ersten Strecke und der zweiten Strecke verschieden ist , auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine dritte Kalibrierposition .
Im Hinblick auf die Bereitstellung des Kalibierobj ekts kann das Kalibierobj ekt ein weitgehend beliebig gestalteter Körper sein, sofern er zumindest ein erstes Linienmerkmal und ein zweites Linienmerkmal aufweist . Das erstes Linienmerkmal und das zweites Linienmerkmal können beispielsweise von Außenkanten, Innenkanten, Absätzen, Anrisslinien, Nuten und/oder Rillen an dem Kalibierkörper gebildet werden . Das Kalibierobj ekt kann auf einer ebenen Fläche eines Bearbeitungstisches aufgesetzt werden . Der Bearbeitungstisch kann beispielsweise Spanneinrichtungen umfassen, die ausgebildet sind, ein Werkstück während seiner Bearbeitung durch das Robotersystem fest zuhalten . Der Kalibierkörper selbst kann in seiner eingenommen Position vor Beginn der weiteren Verfahrensschritte eingemes sen sein, d . h . die Position und Lage des Kalibierkörpers bezüglich des Roboterkoordinatensystems ist dem Robotersystem bekannt . Beispielsweise können Positions- und Lagewerte des Kalibierkörpers in der Robotersteuervorrichtung des Robotersystems gespeichert sein .
Anschließend erfolgt das Aufnehmen des Schnittpunkts des ersten Linienmerkmals und zweiten Linienmerkmals mittels eines Teach- In-Verf ährens und Speichern der Position des Schnittpunkts im Roboterkoordinatensystem in der Robot er Steuervorrichtung .
Hier sein noch erwähnt , dass selbstverständlich der Lichtschnittsensor vor Beginn der weiteren Verfahrensschritte an dem Glied der Roboterkinematik befestigt sein muss .
Der Lichtschnittsensor wird insbesondere in einer mittigen Ausrichtung entlang dem ersten Linienmerkmal bewegt , automatisch angesteuert durch die Roboterkinematik und der Robotersteuervorrichtung, und zwar in einer zweiten Richtung . Die zweite Richtung ist insoweit senkrecht zum dem vom ausgesandten Laserlicht des Lichtschnittsensors auf gespannten Lichtfächers ausgerichtet . Der Lichtschnittsensor wird in dieser zweiten Richtung so lange fortbewegt , bis die proj i zierte Linie des Lichtschnittsensor auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierob ekts tri f ft . In diesem Moment wird die aktuelle Position des Lichtschnittsensors in Form von Positionswerten im Roboterkoordinatensystem als eine Position in der zweiten Richtung in der Robotersteuervorrichtung gespeichert . Diese gespeicherte zweite Position bildet dann eine zweite Kalibierpos ition . Diese zweite Kalibierposition wird insoweit auch automatisch bestimmt , wie es bei der ersten Kalibierposition der Fall ist .
Das Vorgehen zur automatischen Bestimmung der dritten Kalibrierposition kann im Wesentlichen dem Vorgehen zur automatischen Bestimmung der ersten Kalibrierposition bzw . der zweiten Kalibrierposition entsprechen, wobei die automatische Bestimmung beispielsweise in einer von der ersten Höhenlage abweichenden zweiten Höhenlage des Lichtschnittsensors stattfindet .
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors in der ersten Höhenlage entlang der zum ersten Linienmerkmal parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, ausgehend von einer erster Startposition erfolgen, die durch die folgenden Schritte erhalten ist :
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors bezüglich des Kalibrierob ekts in der ersten Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts durch angesteuertes Verstellen der Gelenke der Roboterkinematik angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung derart , dass eine vom Lichtschnittsensor proj i zierte Linie außerhalb des ersten Linienmerkmals des Kalibrierobj ekts liegt ,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in der ersten Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik im Roboterkoordinatensystem als eine erste Position in der ersten Richtung,
- Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors in der zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung über das erste Linienmerkmal des Kalibrierob ekts hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine zweite Position in der ersten Richtung,
- Automatisches Bestimmen einer ersten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , und Verwenden der ersten Zwischenposition als die erste Startposition .
In einer alternativen und ergänzenden Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors entlang der zum ersten Linienmerkmal parallelen zweiten Strecke auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, ausgehend von einer zweiten Startposition erfolgen, die durch die folgenden Schritte erhalten ist :
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors bezüglich des Kalibrierobj ekts in einer spezi fischen Höhenlage , welche insbesondere die erste Höhenlage sein kann oder die zweite Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierobj ekts durch angesteuertes Verstellen der Gelenke der Roboterkinematik angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung derart , dass eine vom Lichtschnittsensor proj i zierte Linie außerhalb des ersten Linienmerkmals des Kalibrierobj ekts liegt ,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in der spezi fischen Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik im Roboterkoordinatensystem als eine dritte Position in der ersten Richtung,
- Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors in der zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung über das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine vierte Position in der ersten Richtung,
- Automatisches Bestimmen einer zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt , und Verwenden der zweiten Zwischenposition als die zweite Startposition . Das Vorpositionieren des Lichtschnittsensors bezügl ich des Kalibrierobj ekts in einer ersten Höhenlage bezüglich des Kalibrierob ekts durch angesteuertes Verstellen der Gelenke der Roboterkinematik angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung kann derart erfolgen, dass eine vom Lichtschnittsensor proj i zierte Linie zunächst außerhalb des ersten Linienmerkmals des Kalibrierobj ekts liegt .
Das Vorpositionieren kann erfolgen, indem eine Person die Roboterkinematik, beispielsweise mittels eines Roboterhandbediengeräts , derart ansteuert und bewegt , dass der Lichtschnittsensor eine entsprechende Position und Lage einnimmt .
Eine optische Hauptachse des Lichtschnittsensors kann dabei beispielsweise senkrecht zur Ebene der Fläche des Bearbeitungstisches und/oder senkrecht auf eine Oberfläche des Kalibrierobj ekts ausgerichtet sein . Dabei proj i ziert der Lichtschnittsensors eine Linie auf der Oberfläche des Bearbeitungstisches , bzw . später dann auch auf der Oberfläche des Kalibrierobj ekts . Die proj i zierte Linie entspricht dann auch dem Mess feld bzw . der Messlinie entlang der die optische Erfassungseinrichtung des Lichtschnittsensors die Reflektionen des ausgesandten Laserlichts aufnehmen kann .
Der Lichtschnittsensor wird nun parallel zur proj i z ierten Linie bzw . in Richtung der proj i zierten Linie automatisch auf das Kalibrierobj ekt zubewegt , indem die Robotersteuervorrichtung die Gelenke der Roboterkinematik entsprechend automatisch angesteuert verstellt , um den geführten Lichtschnittsensor entsprechend zu bewegen . Die Höhenlage des Lichtschnittsensors bezüglich der Fläche des Bearbeitungstisches und/oder dem Kalibrierobj ekt , d . h . der Abstand des Lichtschnittsensors in der Höhe von der Fläche des Bearbeitungstisches und/oder von dem Kalibrierobj ekt bleibt dabei konstant .
In einer weiteren, alternativen und ergänzenden Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors entlang der zum ersten Linienmerkmal parallelen dritten Strecke auf das zweite Linienmerkmal des Kalibrierob ekts zu, ausgehend von einer dritten Startposition erfolgen, die durch die folgenden Schritte erhalten ist :
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors bezüglich des Kalibrierobj ekts in einer weiteren Höhenlage , welche insbesondere eine von der ersten Höhenlage und der zweiten Höhenlage verschiedene dritte Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierobj ekts durch angesteuertes Verstellen der Gelenke der Roboterkinematik angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung derart , dass eine vom Lichtschnittsensor proj i zierte Linie außerhalb des ersten Linienmerkmals des Kalibrierobj ekts liegt ,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in der weiteren Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik im Roboterkoordinatensystem als eine fünfte Position in der ersten Richtung, - Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors in der zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung über das erste Linienmerkmal des Kalibrierob ekts hinweg unter Beibehalten der weiteren Höhenlage , bis die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik in dem Roboterkoordinatensystem als eine sechste Position in der ersten Richtung,
- Automatisches Bestimmen einer dritten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten fünften Position und der gespeicherten sechsten Position liegt , und Verwenden der dritten Zwischenposition als die dritte Startposition .
Demgemäß erfolgt das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors auf einer ersten Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft . Sobald die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , wird in diesem Moment die aktuellen Position des Lichtschnittsensors in Form von Positionswerten im Roboterkoordinatensystem als eine erste Position in der ersten Richtung in der Robotersteuervorrichtung gespeichert .
Nun wird der Lichtschnittsensor automatisches in der zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung über das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts hinweg weiterbewegt, unter Beibehalten der ersten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal des Kalibrierob ekts wieder verlässt . Sobald die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts verlassen hat , wird in diesem Moment die aktuellen Position des Lichtschnittsensors in Form von Positionswerten im Roboterkoordinatensystem als eine zweite Position in der ersten Richtung in der Robotersteuervorrichtung gespeichert .
Die gespeicherten Positionswerte der ersten Position und die gespeicherten Positionswerte der zweiten Position l iegen beide im Roboterkoordinatensystem vor .
Nun kann aus dem gespeicherten Positionswert der ersten Position und dem gespeicherten Positionswert der zweiten Position eine Zwischenposition bestimmt werden, die auf einer Strecke zwischen diesen beiden Positionen liegt . Die Zwischenposition soll vorzugsweise in der Nähe des geplanten Arbeitspunktes des Werkzeugs liegen . Der Arbeitspunkte kann beispielsweise ein Zentrumspunkt einer Schweißpistolenspitze , einer Klebedüse oder einer Auftragsdüse sein . Die Zwischenposition wird als eine erste Kalibrierposition in der ersten Richtung in der Robotersteuervorrichtung gespeichert .
Das automatische Bestimmen der ersten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , kann dadurch erfolgen, dass als erste Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der ersten Position in die zweite Position auf der halben Strecke liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt , und/oder das automatische Bestimmen der zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , kann dadurch erfolgen, dass als zweite Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der dritten Position in die vierte Position auf der halben Strecke liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt , und/oder das automatische Bestimmen der dritten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten fünften Position und der gespeicherten sechsten Position liegt, kann dadurch erfolgen, dass als dritte Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der fünften Position in die sechste Position auf der halben Strecke liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt .
Alternativ kann das automatische Bestimmen der ersten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , dadurch erfolgen, dass als erste Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der ersten Pos ition in die zweite Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt , und/oder das automatische Bestimmen der zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt , kann dadurch erfolgen, dass als zweite Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der dritten Position in die vierte Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt , und/oder das automatische Bestimmen der dritten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten fünften Position und der gespeicherten sechsten Position liegt , kann dadurch erfolgen, dass als dritte Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors von der fünften Position in die sechste Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt
Eine ergänzende vierte Kalibrierposition oder eine alternative weitere Kalibrierposition kann automati sch erlangt werden durch den weiteren Schritt :
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors in einer Höhenrichtung, die senkrecht zu der ersten Richtung und senkrecht zu der zweiten Richtung, insbesondere senkrecht zur proj i zierten Linie des Lichtschnittsensors verläuft , orientiert ist , aus der ersten Höhenlage in die zweite Höhenlage bis der Lichtschnittsensor eine höhere Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts aufweist .
Auf Grundlage von mindestens drei verschiedenen gespeicherten Kalibrierpositionen aus der Gruppe von Kalibrierpos itionen umfassend die erste Kalibrierposition, die zweite Kalibrierposition, die dritte Kalibrierposition und die weitere Kalibrierposition, kann eine mathematische Trans formationsmatrix automatisch bestimmt werden, welche zum automatischen, rechnerischen Trans formieren zwischen einem Sensorkoordinatensystem des Lichtschnittsensors und einem Bezugskoordinatensystem, insbesondere einem Flanschkoordinatensystem oder einem Handkoordinatensystem, der Roboterkinematik ausgebildet ist . Nach dem Bereitstellen des Kalibrierobj ekts mit dem ersten Linienmerkmal und dem vom ersten Linienmerkmal verschiedenen zweiten Linienmerkmal auf einer Basis fläche in einer der Robotersteuervorrichtung bekannten Pose und vor dem automatischen Bewegen des Lichtschnittsensors auf der ersten Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie parallelen ersten Richtung auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts zu, bis die proj i zierte Linie auf das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts tri f ft , kann ein Schnittpunkt von erstem Linienmerkmal und zweitem Linienmerkmal mittels eines Teach- In-Verf ährens aufgenommen und in der Robotersteuervorrichtung gespeichert werden .
Das erste Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts schneidet das zweite Linienmerkmal des Kalibrierobj ekts im Schnittpunkt . Im Falle eines Quaders als Kalibrierobj ekt kann der Schnittpunkt beispielsweise durch eine Ecke des Quaders gebildet werden . Der Schnittpunkt kann aber auch eine andere Außenkante, Innenkante oder Innenecke eines Kalibrierkörpers sein .
Als Kalibrierobj ekt kann insbesondere ein Quader mit einer in der Robotersteuervorrichtung gespeicherten, bekannten Länge , Breite und Höhe verwendet werden, wobei eine erste Kante des Quaders das erste Linienmerkmal bildet und eine zweite Kante des Quaders , die an dieselbe Ecke des Quaders stößt wie die erste Kante , das zweite Linienmerkmal bildet .
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Robotersystem, aufweisend eine Robotersteuerungsvorrichtung und eine Roboterkinematik mit mehreren Gliedern und die mehreren Glieder verstellbar miteinander verbindende Gelenke , die elektrische Antriebe umfassen, welche von der Robotersteuerungsvorrichtung automatisch antreibbar sind, wobei die Robotersteuerungsvorrichtung ausgebildet und eingerichtet ist , ein Verfahren nach einem der beschriebenen Aus führungs formen automatisch durchzuführen .
Ein konkretes Aus führungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieses exemplarischen Aus führungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet , allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen .
Es zeigen :
Fig . 1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen
Verfahren,
Fig . 2 eine Teildarstellung einer beispielhaften Konfiguration eines erfindungsgemäßen Robotersystems mit einem Lichtschnittsensor und einem Kalibierobj ekt ,
Fig . 3 eine schematische Darstellung des
Vorpositionierens des
Lichtschnittsensors derart , das s die proj i zierte Linie außerhalb des ersten Linienmerkmals liegt ,
Fig . 4 eine schematische Darstellung des automatischen Bewegens des
Lichtschnittsensors , bis die proj i zierte Linie auf das erste
Linienmerkmal tri f ft ,
Fig . 5 eine schematische Darstellung des automatischen Weiterbewegens des Lichtschnittsensors , bis die proj i zierte Linie das erste Linienmerkmal wieder verlässt ,
Fig . 6 bis 8 eine schematische Darstellung des dritten Schritts des Verfahrens zur Bestimmung der ersten Kalibierposition,
Fig . 9 bis 11 eine schematische Darstellung des vierten Schritts des Verfahrens zur Bestimmung der zweiten Kalibierposition mit einer abweichenden
Zwischenposition, und
Fig . 12 eine Seitenansicht auf eine beispielhafte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Robotersystems .
In der Fig . 1 ist das Verfahren zum automatischen Kalibrieren eines Lichtschnittsensors 1 bezüglich eines Glieds 2 einer von einer Robotersteuervorrichtung 3 ansteuerbaren Roboterkinematik 4 mit mehreren Gliedern 2 und die Glieder 2 verstellbar miteinander verbindenden Gelenken 5 aufgezeigt , wobei an dem einen Glied 2 , welches im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels ein Werkzeugflansch 2a der Roboterkinematik 4 ist , der Lichtschnittsensor 1 be festigt ist . In der Fig . 12 ist eine beispielhafte Konfiguration eines Robotersystems 6 dargestellt , aufweisend die Robotersteuerungsvorrichtung 3 und die Roboterkinematik 4 , die im vorliegenden Aus führungsbeispiel als ein Knickarmroboter 4a ausgebildet ist , mit den mehreren Gliedern 2 und die mehreren Glieder 2 verstellbar miteinander verbindende Gelenke 5 , die elektrische Antriebe 7 umfassen, welche von der Robotersteuerungsvorrichtung 3 automatisch antreibbar sind, wobei die Robotersteuerungsvorrichtung 3 ausgebildet und eingerichtet ist , ein erfindungsgemäßes Verfahren automatisch durchzuführen .
Das Verfahren weist , wie in Fig . l aufgezeigt ist , die folgenden Schritte auf :
In einem ersten Schritt S 1 erfolgt ein Bereitstellen eines Kalibrierobj ekts 8 mit einem ersten Linienmerkmal LI und einem vom ersten Linienmerkmal LI verschiedenen zweiten Linienmerkmal L2 auf einer Basis fläche 9 in einer der Robotersteuervorrichtung 3 bekannten Pose . Das Kalibrierob ekt 8 , das erste Linienmerkmal LI , das zweite Linienmerkmal LI und die Basis fläche 9 sind in Fig . 2 und Fig . 12 aufgezeigt .
Im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels ist das Kalibrierobj ekt 8 als ein Quader mit einer in der Robotersteuervorrichtung 3 gespeicherten, bekannten Länge , Breite und Höhe ausgebildet , wobei eine erste Kante des Quaders das erste Linienmerkmal LI bildet und eine zweite Kante des Quaders , die an dieselbe Ecke 11a des Quaders stößt wie die erste Kante , das zweite Linienmerkmal L2 bi ldet .
Nach einem Bereitstellen des Kalibrierobj ekts 8 mit dem ersten Linienmerkmal LI und dem vom ersten Linienmerkmal LI verschiedenen zweiten Linienmerkmal L2 auf der Basi s fläche 9 in einer der Robotersteuervorrichtung 3 bekannten Pose und vor einem automatischen Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der ersten Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierob ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 tri fft , kann in einem zweiten Schritt S2 ein Schnittpunkt 11 des ersten Linienmerkmals LI und zweiten Linienmerkmals L2 mittels eines Teach- In-Verf ährens aufgenommen und im Roboterkoordinatensystem in der Robotersteuervorrichtung 3 gespeichert werden . Im Falle des vorliegenden Aus führungsbeispiels wird der Schnittpunkt 11 demgemäß von der Ecke 11a des Quaders gebildet .
In einem dritten Schritt S3 erfolgt ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der ersten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal LI parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , und es erfolgt ein Speichern der aktuellen Position eines vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine erste Kalibrierposition . Dies wird insbesondere auch in Fig . 6 bis 8 veranschaulicht .
In einem vierten Schritt S4 erfolgt ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 entlang einer zum ersten Linienmerkmal LI parallelen zweiten Strecke , die von der ersten Strecke verschieden ist , auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , und es erfolgt ein Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinemati k 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine zweite Kalibrierposition . Dies wird insbesondere auch in Fig . 9 bis 11 veranschaulicht .
In einem fünften Schritt S5 erfolgt ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in einer von der ersten Höhenlage verschiedenen zweiten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal LI parallelen dritten Strecke , die von der ersten Strecke und der zweiten Strecke verschieden ist, auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , und Speichern der aktuel len Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine dritte Kalibrierposition .
In einer ersten Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der ersten Höhenlage entlang der zum ersten Linienmerkmal LI parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu erfolgen, ausgehend von einer erster Startposition, die durch die folgenden Schritte erhalten ist .
In einem ersten Schritt erfolgt ein Vorpositionieren des Lichtschnittsensors 1 bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 in der ersten Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 durch angesteuertes Verstellen der Gelenke 5 der Roboterkinematik 4 angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung 3 derart , dass eine vom Lichtschnittsensor 1 proj i zierte Linie 10 außerhalb des ersten Linienmerkmals LI des Kalibrierobj ekts 8 liegt ,
In einem zweiten Schritt erfolgt ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der ersten Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , und Speichern der aktuel len Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 im Roboterkoordinatensystem R als eine erste Position in der ersten Richtung RI ,
In einem dritten Schritt erfolgt ein automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors 1 in der zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI über das erste Linienmerkmal 10 des Kalibrierobj ekts 8 hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie 10 das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine zweite Position in der ersten Richtung RI ,
Und in einem vierten Schritt erfolgt ein automatisches Bestimmen einer ersten Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , und Verwenden der ersten Zwischenposition als die erste Startposition .
In einer alternativen oder ergänzenden Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors 1 entlang der zum ersten Linienmerkmal LI parallelen zweiten Strecke auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu, ausgehend von einer zweiten Startposition erfolgen, die durch die folgenden Schritte erhalten ist :
Vorpositionieren des Lichtschnittsensors 1 bezüglich des
Kalibrierobj ekts 8 in einer spezi fischen Höhenlage , welche insbesondere die erste Höhenlage sein kann oder die zweite Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 durch angesteuertes Verstellen der Gelenke 5 der Roboterkinematik 4 angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung 3 derart , dass eine vom Lichtschnittsensor 1 proj i zierte Linie 10 außerhalb des ersten Linienmerkmals LI des Kalibrierobj ekts 8 liegt ,
Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der spezi fischen Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 tri fft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 im Roboterkoordinatensystem R als eine dritte Position in der ersten Richtung RI ,
Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors 1 in der zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI über das erste Linienmerkmal 10 des Kalibrierobj ekts 8 hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie 10 das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine vierte Position in der ersten Richtung RI ,
Automatisches Bestimmen einer zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt , und Verwenden der zweiten Zwischenposition als die zweite Startposition . In einer weiteren, alternativen oder ergänzenden Weiterbildung des Verfahrens kann das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors 1 entlang der zum ersten Linienmerkmal LI parallelen dritten Strecke auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 zu, ausgehend von einer dritten Startposition erfolgen, die durch die folgenden Schritte erhalten ist :
Vorpositionieren des Lichtschnittsensors 1 bezüglich des Kalibrierob ekts 8 in einer weiteren Höhenlage , welche insbesondere eine von der ersten Höhenlage und der zweiten Höhenlage verschiedene dritte Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 durch angesteuertes Verstellen der Gelenke 5 der Roboterkinematik 4 angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung 3 derart , dass eine vom Lichtschnittsensor 1 proj i zierte Linie 10 außerhalb des ersten Linienmerkmals LI des Kalibrierobj ekts 8 liegt ,
Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in der weiteren Höhenlage in einer zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 tri fft , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 im Roboterkoordinatensystem R als eine fünfte Position in der ersten Richtung RI ,
Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors 1 in der zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI über das erste Linienmerkmal 10 des Kalibrierobj ekts 8 hinweg unter Beibehalten der weiteren Höhenlage , bis die proj i zierte Linie 10 das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 wieder verlässt , und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik 4 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine sechste Position in der ersten Richtung RI ,
Automatisches Bestimmen einer dritten Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten fünften Position und der gespeicherten sechsten Position liegt, und Verwenden der dritten Zwischenposition als die dritte Startposition .
Im Falle der Schritte gemäß Fig . 6 bis Fig . 8 erfolgt das automatische Bestimmen der Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , dadurch, dass als Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors 1 von der ersten Position in die zweite Position auf der halben Strecke liegt , welche der Lichtschnittsensor 1 in der ersten Richtung RI abfährt ( Fig . 3 bis Fig . 5 ) , und/oder das automatische Bestimmen einer zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt , erfolgt dadurch, dass als zweite Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors 1 von der dritten Position in die vierte Position auf der halben Strecke liegt , welche der Lichtschnittsensor 1 in der ersten Richtung RI abfährt .
Im Falle der Schritte gemäß Fig . 9 bis Fig . 11 hingegen erfolgt das automatische Bestimmen der Zwischenposition in der ersten Richtung RI , die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , dadurch, dass als Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors 1 von der ersten Position in die zweite Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt , welche der Lichtschnittsensor in der ersten Richtung abfährt ( Fig . 3 bis Fig . 5 ) , und/oder das automatische Bestimmen der zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung, die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt , erfolgt dadurch, dass als zweite Zwischenposition derj enige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors 1 von der dritten Position in die vierte Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt , welche der Lichtschnittsensor 1 in der ersten Richtung RI abfährt . In der Aus führungs form gemäß Fig . 9 bis Fig . 11 kann s ich die Zwischenposition auf der einer Streckenstelle der proj i zierten Linie 10 befinden, welche die proj i zierte Linie 10 , wie dargestellt , in Teilstrecken von beispielsweise drei Viertel und ein Viertel aufteilt .
Auf Grundlage von mindestens drei verschiedenen gespeicherten Kalibrierpositionen aus der Gruppe von Kalibrierpos itionen umfassend die erste Kalibrierposition, die zweite Kalibrierposition, die dritte Kalibrierposition und die weitere Kalibrierposition, kann eine mathematische Trans formationsmatrix automatisch bestimmt werden, welche zum automatischen, rechnerischen Trans formieren zwischen einem Sensorkoordinatensystem S ( Fig . 12 ) des Lichtschnittsensors 1 und einem Roboterkoordinatensystem R der Roboterkinematik 4 ausgebildet ist . Dem Kalibierobj ekt 8 kann ein eigenes Kalibierobj ekt-Koordinatensystem K zugeordnet sein . Die Pose des Kalibierobj ekt-Koordinatensystem K kann bezüglich des Roboterkoordinatensystem R der Robotersteuervorrichtung R bekannt sein . Darüber hinaus kann gegebenenfalls ein weiteres Weltkoordinatensystem W definiert sein, das einen gemeinsamen Bezugspunkt hinsichtlich der Posen des Roboterkoordinatensystems R, des Kalibierobj ekt- Koordinatensystem K und des Sensorkoordinatensystem S bilden kann .
Die dritte Kalibrierposition kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass das Verfahren, wie in Fig . 3 bis Fig . 5 veranschaulicht , oder das Verfahren, wie in Fig . 6 bis Fig . 8 veranschaulicht bzw . wie in Fig . 9 bis Fig . 11 veranschaulicht nochmals durchgeführt wird, und zwar diesmal nicht in der ersten Höhenlage , sondern in einer von der ersten Höhenlage abweichenden zweiten Höhenlage durchgeführt wird .
Demgemäß kann ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in einer Höhenrichtung erfolgen, die senkrecht zu der ersten Richtung RI und senkrecht zu der zweiten Richtung R2 , insbesondere die senkrecht zur proj i zierten Linie 10 des Lichtschnittsensors 1 verläuft , orientiert ist , aus der ersten Höhenlage in eine zweite Höhenlage bis der Lichtschnittsensor 1 eine höhere Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 aufweist .
Anschließend kann ein Vorpositionieren des Lichtschnittsensors 1 bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 in der zweiten Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 durch angesteuertes Verstellen der Gelenke 5 der Roboterkinematik 4 angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung 3 derart erfolgen, dass eine vom Lichtschnittsensor 1 proj i z ierte Linie 10 außerhalb des ersten Linienmerkmals LI des Kalibrierobj ekts 8 liegt .
Sodann kann ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors
1 auf der zweiten Höhenlage erfolgen, in einer zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierob ekts 8 zu, bis die proj i zierte Linie 10 auf das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , wobei auch ein Speichern der aktuellen Position des Lichtschnittsensors 1 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine erste Position in der ersten Richtung RI erfolgt .
Danach kann ein automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors 1 erfolgen, in der zur proj i zierten Linie 10 parallelen ersten Richtung RI über das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 hinweg unter Beibehalten der zweiten Höhenlage , bis die proj i zierte Linie 10 das erste Linienmerkmal LI des Kalibrierobj ekts 8 wieder verlässt , wobei ein Speichern der aktuellen Position des Lichtschnittsensors 1 in dem Roboterkoordinatensystem R als eine zweite Position in der ersten Richtung RI erfolgt .
Abschließen kann ein automatisches Bestimmen einer zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung RI erfolgen, die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt , wobei auch ein Speichern der zweiten Zwischenposition als eine dritte Kalibrierposition in der ersten Richtung RI erfolgt .
Alternativ kann ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 in einer Höhenrichtung, die senkrecht zu der ersten Richtung RI und senkrecht zu der zweiten Richtung R2 , die insbesondere senkrecht zur proj i zierten Linie 10 des Lichtschnittsensors 1 verläuft , orientiert ist , aus der ersten Höhenlage in die zweite Höhenlage erfolgen, bis der Lichtschnittsensor 1 eine höhere Höhenlage bezüglich des Kalibrierobj ekts 8 aufweist . Sodann kann ein automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors 1 auf der zweiten Höhenlage in der zur proj i zierten Linie 10 senkrechten zweiten Richtung R2 auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierob ekts 8 zu erfolgen, bis die proj i zierte Linie 10 auf das zweite Linienmerkmal L2 des Kalibrierobj ekts 8 tri f ft , wobei ein Speichern der aktuellen Position des Lichtschnittsensors 1 in einem Roboterkoordinatensystem R als eine weitere Position in der zweiten Richtung R2 erfolgt . Die weitere Position kann somit insbesondere eine dritte oder weitere Kalibrierposition in der zweiten Richtung R2 bilden .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Kalibrieren eines Lichtschnittsensors (1) bezüglich eines Glieds (2) einer von einer Robotersteuervorrichtung (3) ansteuerbaren Roboterkinematik (4) mit mehreren Gliedern (2) und die Glieder (2) verstellbar miteinander verbindenden Gelenken (5) , wobei an dem einen Glied (2) der Lichtschnittsensor (1) befestigt ist, aufweisend die Schritte :
- Bereitstellen eines Kalibrierobjekts (8) mit einem ersten Linienmerkmal (LI) und einem vom ersten Linienmerkmal (LI) verschiedenen zweiten Linienmerkmal (L2) auf einer Basisfläche (9) in einer der Robotersteuervorrichtung (3) bekannten Pose,
- Aufnehmen eines Schnittpunkts (11) des ersten Linienmerkmals (LI) und zweiten Linienmerkmals (L2) mittels eines Teach-In-Verf ährens und Speichern der Position des Schnittpunkts (11) im Roboterkoordinatensystem (R) in der Robotersteuervorrichtung (3) ,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in einer ersten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierob ekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position eines vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem Roboterkoordinatensystem (R) als eine erste
Kalibrierposition,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) entlang einer zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen zweiten Strecke, die von der ersten Strecke verschieden ist, auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem Roboterkoordinatensystem (R) als eine zweite Kalibrierposition, und
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in einer von der ersten Höhenlage verschiedenen zweiten Höhenlage entlang einer zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen dritten Strecke, die von der ersten Strecke und der zweiten Strecke verschieden ist, auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts
(8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem Roboterkoordinatensystem (R) als eine dritte Kalibrierposition .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in der ersten Höhenlage entlang der zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen ersten Strecke auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, ausgehend von einer erster Startposition erfolgt, die durch die folgenden Schritte erhalten ist:
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors (1) bezüglich des Kalibrierobjekts (8) in der ersten Höhenlage bezüglich des Kalibrierob ekts (8) durch angesteuertes Verstellen der Gelenke (5) der Roboterkinematik (4) angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung (3) derart, dass eine vom Lichtschnittsensor (1) projizierte Linie (10) außerhalb des ersten Linienmerkmals (LI) des Kalibrierobjekts (8) liegt,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in der ersten Höhenlage in einer zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) im Roboterkoordinatensystem (R) als eine erste Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors
(1) in der zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) über das erste Linienmerkmal (10) des Kalibrierobjekts (8) hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage, bis die projizierte Linie (10) das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) wieder verlässt, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem Roboterkoordinatensystem (R) als eine zweite Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Bestimmen einer ersten Zwischenposition in der ersten Richtung (RI) , die zwischen der gespeicherten ersten Position und der gespeicherten zweiten Position liegt, und Verwenden der ersten Zwischenposition als die erste Startposition.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors (1) entlang der zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen zweiten Strecke auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, ausgehend von einer zweiten Startposition erfolgt, die durch die folgenden Schritte erhalten ist:
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors (1) bezüglich des Kalibrierob ekts (8) in einer spezifischen Höhenlage, welche insbesondere die erste Höhenlage sein kann oder die zweite Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierobjekts (8) durch angesteuertes Verstellen der Gelenke (5) der Roboterkinematik (4) angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung (3) derart, dass eine vom Lichtschnittsensor (1) projizierte Linie (10) außerhalb des ersten Linienmerkmals (LI) des Kalibrierobjekts (8) liegt,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in der spezifischen Höhenlage in einer zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) im Roboterkoordinatensystem (R) als eine dritte Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors
(1) in der zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) über das erste Linienmerkmal (10) des Kalibrierobjekts (8) hinweg unter Beibehalten der ersten Höhenlage, bis die projizierte Linie (10) das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) wieder verlässt, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem
Roboterkoordinatensystem (R) als eine vierte Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Bestimmen einer zweiten Zwischenposition in der ersten Richtung (RI) , die zwischen der gespeicherten dritten Position und der gespeicherten vierten Position liegt, und Verwenden der zweiten Zwischenposition als die zweite Startposition .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Bewegen des Lichtschnittsensors (1) entlang der zum ersten Linienmerkmal (LI) parallelen dritten Strecke auf das zweite Linienmerkmal (L2) des Kalibrierobjekts (8) zu, ausgehend von einer dritten Startposition erfolgt, die durch die folgenden Schritte erhalten ist:
- Vorpositionieren des Lichtschnittsensors (1) bezüglich des Kalibrierobjekts (8) in einer weiteren Höhenlage, welche insbesondere eine von der ersten Höhenlage und der zweiten Höhenlage verschiedene dritte Höhenlage sein kann, bezüglich des Kalibrierob ekts (8) durch angesteuertes Verstellen der Gelenke (5) der Roboterkinematik (4) angesteuert durch die Robotersteuervorrichtung (3) derart, dass eine vom Lichtschnittsensor (1) projizierte Linie (10) außerhalb des ersten Linienmerkmals (LI) des Kalibrierobjekts (8) liegt,
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in der weiteren Höhenlage in einer zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) zu, bis die projizierte Linie (10) auf das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) trifft, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) im Roboterkoordinatensystem (R) als eine fünfte Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Weiterbewegen des Lichtschnittsensors
(1) in der zur projizierten Linie (10) parallelen ersten Richtung (RI) über das erste Linienmerkmal (10) des Kalibrierobjekts (8) hinweg unter Beibehalten der weiteren Höhenlage, bis die projizierte Linie (10) das erste Linienmerkmal (LI) des Kalibrierobjekts (8) wieder verlässt, und Speichern der aktuellen Position des vorbestimmten Bezugspunktes der Roboterkinematik (4) in dem Roboterkoordinatensystem (R) als eine sechste Position in der ersten Richtung (RI) ,
- Automatisches Bestimmen einer dritten Zwischenposition in der ersten Richtung (RI) , die zwischen der gespeicherten fünften Position und der gespeicherten sechsten Position liegt, und Verwenden der dritten Zwischenposition als die dritte Startposition .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der ersten Position in die zweite Position auf der halben Strecke liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt, und/oder als zweite Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der dritten Position in die vierte Position auf der halben Strecke liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt, und/oder als dritte Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der fünften Position in die sechste Position auf der halben Strecke liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der ersten Position in die zweite Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt, und/oder als zweite Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der dritten Position in die vierte Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt, und/oder als dritte Zwischenposition derjenige Punkt bestimmt wird, der bei der Bewegung des Lichtschnittsensors (1) von der fünften Position in die sechste Position auf einer von der halben Strecke abweichenden Streckenstelle liegt, welche der Lichtschnittsensor (1) in der ersten Richtung (RI) abfährt .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage von mindestens drei verschiedenen gespeicherten Kalibrierpositionen aus der Gruppe von Kalibrierpositionen umfassend die erste Kalibrierposition, die zweite Kalibrierposition, die dritte Kalibrierposition und gegebenenfalls eine weitere Kalibrierposition, eine mathematische Transformationsmatrix automatisch bestimmt wird, welche zum automatischen, rechnerischen Transformieren zwischen einem Sensorkoordinatensystem (S) des Lichtschnittsensors (1) und einem Bezugskoordinatensystem (R) , insbesondere einem Flanschkoordinatensystem oder einem Handkoordinatensystem, der Roboterkinematik (4) ausgebildet ist. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
- Automatisches Bewegen des Lichtschnittsensors (1) in einer Höhenrichtung, die senkrecht zu der ersten Richtung (RI) und senkrecht zu einer zweiten Richtung (R2) , insbesondere senkrecht zur projizierten Linie (10) des Lichtschnittsensors (1) verläuft, orientiert ist, aus der ersten Höhenlage in die zweite Höhenlage bis der Lichtschnittsensor (1) eine höhere Höhenlage bezüglich des Kalibrierob ekts (8) aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Kalibrierobjekt (8) ein Quader mit einer in der Robotersteuervorrichtung (3) gespeicherten, bekannten Länge, Breite und Höhe verwendet wird, wobei eine erste Kante des Quaders das erste Linienmerkmal (LI) bildet und eine zweite Kante des Quaders, die an dieselbe Ecke (11a) des Quaders stößt wie die erste Kante, das zweite Linienmerkmal (L2) bildet .
10. Robotersystem, aufweisend eine Robotersteuerungsvorrichtung (3) und eine Roboterkinematik (4) mit mehreren Gliedern (2) und die mehreren Glieder (2) verstellbar miteinander verbindende Gelenke (5) , die elektrische Antriebe (7) umfassen, welche von der Robotersteuerungsvorrichtung (3) automatisch antreibbar sind, wobei die Robotersteuerungsvorrichtung (3) ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 automatisch durchzuführen.
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172575A (ja) 2000-12-07 2002-06-18 Fanuc Ltd 教示装置
DE102005048136B4 (de) 2005-10-06 2010-01-21 Kuka Roboter Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines virtuellen Tool-Center-Points
DE102006016677A1 (de) 2006-04-08 2007-10-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung geometrischer Merkmale von Objekten mit einem robotergeführten Lasersensor
KR101715175B1 (ko) * 2011-10-26 2017-03-10 현대중공업 주식회사 Ｌｖｓ의 좌표계를 보정하는 방법
DE102012015324A1 (de) 2012-08-02 2014-02-06 Kuka Roboter Gmbh Verfahren zum Ermitteln der Position eines Objekts
DE102019106458A1 (de) 2019-03-13 2020-09-17 ese-robotics GmbH Verfahren zur Ansteuerung eines Industrieroboters
CN114474069B (zh) * 2022-03-14 2023-10-31 沈阳航空航天大学 一种基于空间正交约束的机器人线结构光手眼标定方法

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