FI76275B - Metod foer automatisk kalibrering och kompensering av en robotgripper i alla frihetsgrader. - Google Patents

Description

762 75

Menetelmä robottitarttujan automaattista kalibrointia ja kompensointia varten kaikissa vapausasteissa

Keksintö koskee menetelmää robottitarttujan auto-5 maattista kalibrointia ja kompensointia varten kaikissa vapausasteissa.

Robottisovellutuksissa robottitarttuja on ohjelmoitu sijoitettavaksi ja aktivoitavaksi tietokoneen valvonnassa peräkkäin ja toistuvasti etukäteen määrättyihin asentoi-10 hin robotin työvolyymin puitteissa. IMB:n robottijärjestelmässä/ 1, General Information Manual and User's Guide, johon viitataan, selostetaan erästä tällaista robottijärjestelmää yksityiskohtaisesti.

Uutta työprosessia aloitettaessa on välttämätöntä, 15 että tarttuja saa käynnistyä tarkoin määritetystä alkuasennosta. Sitten voi asentovirheitä esiintyä tarttujassa robotin toimiessa jossakin tai kaikissa kuudessa koordinaatti-suunnassa olevista virheistä johtuen. Sen vuoksi onkin välttämätöntä, että robottitarttuja kalibroidaan ja kompensoi-20 daan kaikissa koordinaattisuunnissa sopivin väliajoin.

Tällaisia kalibrointeja on aikaisemmin suoritettu erillisillä mittauksilla jokaista koordinaattisuuntaa varten ja eri pisteissä mitattavasta koordinaattisuunnasta riippuen. Sitten saaduista mittausarvoista tehdään korjauk-25 set eri koordinaattisuunnissa. Tällaiset mittaukset vievät paljon aikaa ja sitä paitsi on suoritettava toistuvia mittauksia tyydyttävään tarkkuuteen pääsemiseksi, koska suunta-koordinaatit riippuvat toisistaan.

US-patentissa n:o 4 362 977 selostetaan tällaista 30 menetelmää ja laitetta robotin kalibrointia ja kalibrointi-tulosten käyttämistä varten robotissa esiintyvien virheiden kompensoimiseksi. Menetelmä käsittää robottitarttujan siirtämisen lukuisiin sellaisiin nimellisasentoihin, joihin nähden on saatu käsky robotin ohjausyksiköltä tai jot-35 ka on määrätty niillä asentokoodereilla, jotka on sijoitettu robottiin, ja asianomaisten, kulloinkin esiintyvien asen- 2 76275 tojen määräämisen mittaamalla robotin asento jollakin riippumattomalla, tarkalla mittauskojeella tai siirtämällä ro-bottitarttuja samaan linjaan tarkan kalibrointipeitteen kanssa. Kalibrointitulokset tallennetaan ja niitä käyte-5 tään sitten robotin virheiden kompensoimiseen, niin että robotti liikkuu kulloinkin haluttuihin asentoihin.

Patenttivaatimuksissa rajattu keksintö on tarkoitettu eliminoimaan edellä mainitut epäkohdat. Se ratkaisee probleeman robottitarttujän tilakoordinaattien yksivaihe-10 määrityksellä kaikissa vapausasteissa tietyssä pisteessä robotin työvolyymissä. Tämän toteuttavan menetelmän tunnusomaisina vaiheina ovat robottitarttujän paikallaan pitämän mittausrungon siirtäminen sellaisen käskyn perusteella, joka edustaa aikaisemmin määrättyä robotin ohjaimen tiedossa 15 olevaa nimellissijaintia mittauslaitteessa, joka mittaus-runko käsittää joukon pintoja, joiden sijainnit on määritetty tarkasti tarttujaan nähden; mainitun mittausrungon saavuttaman todellisen sijainnin ja orientaation määrittäminen yhtenä vaiheena reaalisella mittauksella useiden il-20 maisinosien avulla; eri koordinaattisuuntien virheiden laskeminen niiden mittausarvojen perusteella, jotka saadaan mainituista ilmaisinosista ja nimellisasentoarvoista; ja virheiden kompensoiminen vastaavissa koordinaattisuunnissa. Erästä keksinnön soveltamistapaa, joka määritetään 25 oheisissa patenttivaatimuksissa, selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät vain tiettyä suoritusmuotoa, jolloin kuvio IA on isometrinen kuva sellaisesta robotti-järjestelmästä, jossa robottitarttuja liikkuu kuudessa 30 vapausasennossa, kuviot IB—D esittävät robotin kouran kolmea vapausastetta, kuvio 2 on isometrinen kuva kalibrointiosalla varustetusta robottijärjestelmästä, 35 kuvio 3 on isometrinen kuva kalibrointiosasta, kuvio 4 on isometrinen kuva, joka esittää kalibroin-tiosan kiinteää osaa,

II

3 76275 kuvio 5 on kaavio, joka esittää niitä koordinaatti-järjestelmiä, joita käytetään kuvaamaan tilassa olevat tiet, kuvio 6 on isometrinen kuva mittauskuutiosta, jossa on sisäinen kuutiokoordinaattijärjestelmä, 5 kuvio 7 on isometrinen kuva mittausrungosta, ja kuvio 8 on kulkukaavio, joka esittää keksinnön toimintatapaa .

Kuvio 1 on isometrinen kuva eräästä robottijärjestelmästä. Robottitarttuja 1 toimii tietokoneohjattuna robo-10 tin työvolyymissa 2 (esitetty katkoviivoilla). Tarttuja liikkuu kuudessa koordinaattisuunnassa /o, yi Xf y ja 2/ jolloin <A on sivukoordinaatti (yaw), yt-on kaltevuuskoordi-naatti (pitch) ja /\ on pyörimiskoordinaatti (circum gyrate). Työkalut ja materiaali sijoitetaan työpöydälle 3, joka on 15 asennettu kiinni robotin alustaan 4. Nämä työkalut ja materiaali on sijoitettu työpöydälle tarkasti määritettyihin asentoihin, niin että robottitarttuja pystyy löytämään ne ja käsittelemään niitä. Robotin työtila määräytyy robotin koordinaattijärjestelmän (x, y, z) mukaan.

20 Uutta työprosessia aloitettaessa tarttuja on ensin kalibroitava ja kompensoitava, toisin sanoen sijoitettava sellaiseen lähtöasentoon, joka on määritetty tarkasti robottikoordinaattijärjestelmässä. Tästä asennosta robottitarttu ja voi alkaa työskennellä tietokoneohjelman valvomana. 25 Sitä paitsi robotin työprosessin aikana voi syntyä virheitä robotin tarttujan sijoittamisessa jonkin tai kaikkien kuuden koordinaattisuunnan poikkeamasta johtuen. Lisäksi robotin työssä voi esiintyä virheellistä toimintaa, jos tarttuja ei löydä välttämätöntä työkalua tai materiaalia. Sen vuoksi 30 robottikoordinaattien kompensointi sopivin väliajoin onkin välttämätöntä.

Kuvio 2 on isometrinen kuva robotista, joka on varustettu kaaviona esitetyllä kalibrointiosalla 21. Kalibrointi-osa käsittää kaksi pääosaa (ks. myös kuvio 3), ensimmäisen 35 osan 31, joka on kiinnitetty robotin alustaan, ja toisen osan, kuution muotoisen mittausrungon 32, johon tarttuja 76275 4 tarttuu. Tämä toinen osa voi olla sijoitettu sopivaan asentoon robotin työvolyymiin. Kalibrointitilassa tarttuja tarttuu toiseen osaan ja siirtää sen kalibrointiasentoon kalibrointiosan edellä mainitussa ensimmäisessä osassa.

5 Toinen osa on asennettu mieluimmin joustavana tiettyyn asentoon mainittuun ensimmäiseen osaan 31. Toista osaa selostetaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa.

Kuten kuvioissa 3 ja 4 esitetään, kalibrointiosan kiinteä osa käsittää kuutiossa 31 kolme seinää AAF, BBF ja 10 CCF. Kiinteä osa on varustettu ilmaisinosalla S1-S6 (esitetty katkoviivoilla) mainitun toisen osan 32, mittaus-rungon, tilasijainnin määräämiseksi kalibroinnin aikana.

Ilmaisimien S sijainnit P1-P6 voivat vastata kuviossa 4 esitettyjä tai ne voivat olla muissa sopivissa pai-15 koissa. Kuutta tällaista ilmaisinta käytetään määrittämään sijainti mittausrungossa olevassa tilassa. Ilmaisimet on jaettu mieluimmin niin, että niitä on kolme pinnassa (seinässä) AAF, kaksi pinnassa (seinässä) BBF ja yksi pinnassa (seinässä) CCF. Ilmaisimet on sijoitettu kohtisuoraan vas-20 taavaan pintaan nähden sellaisiin asentoihin, jotka määritetään S1-S3 x-y-tasossa, S4-S5 x-z-tasossa ja S6 y-z-tasossa robotin koordinaattijärjestelmässä, joka esitetään katkoviivalla kuviossa 4. Mainittu kalibrointiosa 31 on asennettu kiinteästi robotin alustaan, niin että sen koor-25 dinaattiakselit x, y ja z ovat täsmälleen yhdensuuntaisia vastaavien, kuviossa 1 esitettyjen koordinaattiakselien x, y ja z kanssa tai samalla kohdalla niiden kanssa (kuvio 5).

Kuvio 5A esittää erilaisten käytettyjen koordinaatti-järjestelmien välisiä suhteita. Lähtökoordinaattijärjestel-30 mä (XHO, YHOO, ZHO) mittausrunkoa varten on esitetty katkoviivoilla kuviossa 5A. Kun mittausrunko on siirretty lähtö-asentoon, kaikki ilmaisimet ilmaisevat etukäteen määrättyjä arvoja. Robottitarttuja on siis tarkasti määritetyssä lähtö-asennossa. Kuvio 5A esittää myös kuution keskuslähtökoordi-35 naattijärjestelmää (xCHO, yCHO, zCHO), toisin sanoen sellaista koordinaattijärjestelmää, joka tulee samalle kohdalle

II

5 76275 kuution keskellä olevan koordinaattijärjestelmän kanssa, kun kuutio on lähtöasennossaan. Keskuskuutiokoordinaatti-järjestelmän (xC, yC, zC) origo on mittauskuution keskipisteessä, ja sen akselit ovat kohtisuoria kuutiopintöihin 5 nähden.

Kuvio 6 esittää leikkauspisteitä PEE, PDD ja PFF kuution positiivisen, keskellä olevan koordinaatti-x-akselin, y-akselin ja z-akselin ja ajateltujen kuutiopintojen EE, DD vastaavasti FF välillä. Välinivelpiste (joint point) PJJ on 10 kuution yC-akselilla.

Kuvio 7 on erillinen kuva mittauskuutiosta. Kuutio on varustettu väliseinällä 33, jossa on ohjaava profiili 34 kuution definitiopisteen 35 ohjaamiseksi niin, että se tulee samalle kohdalle tarttujan definitiopisteen 35 kanssa, kun 15 tarttuja tarttuu kuutioon.

Virheiden laskemista edellä mainitussa kuudessa koor-dinaattisuunnassa selostetaan seuraavassa piirustukseen viittaamalla. Asian yksinkertaistamiseksi laskenta suoritetaan vektoreita käyttämällä. Vektorin elementit on järjes-20 tetty lineaarisesti tai yhteen mittaan, toisin sanoen kolmiulotteisessa tilassa olevaa vektoria varten on ensimmäinen komponentti (x-koordinaatti), toinen komponentti (y-koordi-naatti) ja kolmas komponentti (z-koordinaatti). Vektorin frekvenssipiste on koordinaattijärjestelmän origo.

25 Toinen vektorien sijoittamismuoto on matriisi, johon komponentit on järjestetty riveiksi ja sarakkeiksi. Kulman käsittävä kappale kolmiulotteisessa tilassa määräytyy täydellisesti sellaisen matriisin avulla, joka koostuu kolmesta rivistä ja yhdestä sarakkeesta, toisin sanoen yksi rivi 30 jokaista koordinaattiakselia varten ja yksi sarake jokaista kulmaa varten.

Järjestelmän komponentit ilmaistaan indeksin avulla. Indeksiarvoa tarvitaan jokaista mittaa varten tietyssä järjestelmässä komponentin valitsemiseksi. Näin ollen NxM-35 matriisissa p (1; 1) on ensimmäisen sarakkeen ensimmäisen rivin komponentti ja p (N;M) M:nnen pylvään N:nnen rivin 6 V 62 7 5 komponentti, ja niin edelleen.

Automaattinen kalibrointi- ja kompensointiprosessi suoritetaan kolmena vaiheena.

1) Robottitarttuja tarttuu tietokoneohjelman ohjaa- 5 mana mittausrunkoon 32 ja siirtää sen tiettyyn kalibrointi-kohtaan mittauslaitteessa 31. Vaihtoehtoisesti robotti tarttuu mittausrunkoon sen kalibrointiasennossa.

2) Kuution sijainti tilassa ilmaistaan kuudella ilmaisimella S1-S6. Kuusi ilmaisinarvoa antavat yhdessä ilmaisimen 10 asentojen P1-P6 tunnettujen koordinaattiarvojen kanssa tila-koordinaatit ilmaistuille pisteille. Näistä koordinaatti-arvoista lasketaan kuution 32 sijainti tilassa ja tarvittavat korjausarvot kuudessa eri koordinaattisuunnassa lasketaan ja tallennetaan tietokoneeseen.

15 3) Robottitarttuja siirretään tietokoneohjelman ohjaamana kompensoituun kohtaan laskettujen korjausarvojen mukaisesti. Sen jälkeen robotti on valmis työskentelemään tietokoneohjelman ohjaamana tallennetun työohjelman mukaisesti. Vaihtoehtoisesti korjausarvot voidaan lisätä tieto- 20 koneen käskyarvoihin.

Korjausarvojen laskeminen suoritetaan seuraavalla tavalla. S1-, S2- ja S3-arvoista lasketaan se pinta, joka sisältää pohjapinnan AA kuutiossa 32. Tämän pinnan yhtälö on 25 AAAx + BAAy + CAAZ = 1 missä PAAA(AAA,BAA,CAA) saadaan lausekkeesta AAA 1 x1 x2 x3 30 BAA = 1 x y1 y2 y3 CAA 1 z1 z2 z3 jossa (x1,y1,z1) ovat S1:n tilakoordinaatteja ja niin edelleen.

35 Mainitun pinnan kohtisuoran, P4(x4,y4,z4) kautta, ja mainitun pinnan leikkauspiste saadaan lausekkeesta

II

7 76275 NAA4(XNAA4,yNAA4,zNAA4) jossa

5 xNAA4=((BAA2+CAA2) .x4 + (AAA.BAA.y4)-(AAA.CAA.z4)+AAA) .NNN

jossa NNN = (AAA2+BAA2+CAA2) 10 yNAA4 = (xNAA4-x4).BAA τ AAA+y4 ZNAA4 = (xNAA4-x4).CAA τ AAA+z4

Nyt voidaan kuutiopinnan BB sisältävä pinta laskea samalla tavalla kuin pinnan AA sisältävä pinta, koska pinnan 15 kolme pistettä S4(x4,y4,z4), S5(x5,y5,z5) ja NAA4 tunnetaan.

Laskemalla ensin leikkauspisteet NAA6 ja NBB6 niiden pintojen kohtisuorien, jotka sisältävät pinnat YY, vastaavasti BB S6(x6,y6,z6) avulla, ja mainittujen pintojen välillä, lasketaan kuutiopinnan CC sisältävä pinta.

20 Näiden kolmen pinnan yhtälöt ovat AAAx+BAAy+CAAz = 1 ABBx+BBBy+CBBz = 1 25 ACCx+BCCy+CCCz = 1

Kuutiopintojen AA, BB ja CC välinen leikkauspiste PH saadaan ratkaisemalla edellä esitetty yhtälöryhmä. Siis PH(xH,yH,zH) on 30

xH 1 AAA ABB ACC

yH 1 x BAA BBB BCC

35 zH 1 CAA CBB CCC

76275

O

PH(PXX,PYY,PZZ):n yksikköakselit kuution reunoja pitkin saadaan yhtälöstä PXX = (NAA4-PH) * ((NAA4-PH)2)0'5 5 PYY = (NAA6-PH) + ((NAA6-PH)2)0»5 PZZ = (NBB6-PH) * ( (NBB6-PH) 2 ) 0 » 5

Oletetaan, että kuution sivun pituus on 2d. Silloin origon PCO sijainti kuution keskikoordinaattijärjestelmää 10 varten robotin koordinaattijärjestelmässä määräytyy yhtälöstä PCO = PH + dx(PXX+PYY+PZZ) 15 Kuution lähtökoordinaattijärjestelmän origo määräy tyy PHO(xHO,yHO,zHO):n mukaan, ja kuution keskilähtökoor-dinaattijärjestelmän origo määräytyy PCHO(xCHO,yCHO,zCHO):n mukaan (ks. kuvio 5a).

Origon sijainti kuution keskikoordinaattijärjestel-20 mässä kuution keskilähtökoordinaattijärjestelmässä määritettynä saadaan yhtälöstä

PACO = PCO - PCHO

25 Oletetaan, että PCO:n ja nivelpisteen PJJ välinen etäisyys on 5d. Silloin pisteet PDD, PEE, PFF ja PJJ robot-tikoordinaattijärjestelmässä määräytyvät lausekkeesta

PDD = PCO + dxPYY 30 PEE = PCO + dxPXX

PFF = PCO + dxPZZ

PJJ = PCO + 5dxPYY

Jos PCO lisätään, nämä pisteet voidaan ilmaista ja 35 niitä käyttäen voidaan työskennellä matriisimuodossa seuraavasti: 9 76275

PCUJO = PCO,PDD, PEE,PFF,PJJ

tai kirjoitetussa matriisimuodossa

5 xPCO xPDD xPEE xPFF xPJJ

yPCO yPDD yPEE yPFF yPJJ

ZPCO zPDD zPEE ZPFF zPJJ

Siirtäminen robotin koordinaattijärjestelmästä kuu-10 tion keskilähtökoordinaattijärjestelmään tapahtuu yhtälöllä

PCUJOC = PCUJO - PCHO

Siirtomatriisi MTR PACON:n siirtämiseksi origoon PCHO

15 on 100 -xPACO 010 -yPACO 001 -zPACO 20 0001

Siirretty matriisi saadaan yhtälöstä TRORIGO = MTRxPCUJOC 25 o<- ja (3-koordinaattien virheet saadaan lausekkeista a = arctg [ (TRORIGOl 3; 5] ) * (TRORIGO [2; 5] )] β = arctg [ (TRORIGOl 1; 5] ) + (TRORIGO (2;5l )] 30 TRORIGOn pyörintä (X-astetta x-akselin ympäri ja /3-astetta z-akselin ympäri y-akselia varten kuution keski-koordinaattijärjestelmässä linjassa kuution keskilähtökoordinaatti järjestelmän y-akselin kanssa.

35 Matriisit x-akselin, y-akselin ja vastaavasti z-akse- lin ympäri tapahtuvaa pyörintää varten ovat ίο 76275 1 0 o ROTXAX ~ 0 cosq —sintt 0 sinä cosa

COST 0 sinT

ROTYAX =0 1 0 -sinT 0 cost cos/J '-sinfi 0 10 ROTZAX = sin/5 cosP 0 0 0 1

Ml = ROTXAXxROTZAX 15 Näin ollen

MATO = MlxTRORIGO

muuttaa TRORIGO:n MATO:ksi, joka on sellainen matriisi, 20 jonka y-akseli on linjassa yCHO-akselin kanssa.

Virhe '//"-koordinaattisuunnassa saadaan yhtälöstä 7 = arctg [(MATO [1;4] ) * (MATO [3; 4] )] 25 MATO y~:n pyörintä MATO:n y-akselin ympäri, toisin sanoen kuutio ja liitos lähtöasentoonsa.

MATHO = ROTYAXxMATO

30 Näin ollen nivelpisteen PJJ tarvittavat korjaukset x-, y- ja z-suunnassa saadaan lausekkeesta XYZ = PCUJO [ 1 2 3;5 ] - MATHO [1 2 3; 5 ] x = XYZ [1 ]

35 y = XuZ [2 J

z = XYZ I 3 ] 11 76275 Ί 1

Kuuden koordinaattisuunnan korjausarvot - oi, -/6, ~'fr -X/ ~y ja -z syötetään tietokoneeseen korjausarvoina.

Taulukko 1, joka on seuraavassa, esittää laskemista APL-ohjelmakoodissa. Seuraavia etukäteen määrättyjä arvoja 5 on käytetty: P1(10,4,0) , P2(4,4;0), P3(4,10,0), P4(10,0,6), P5(4,0,6), P6(0,6,6) ja d = 5. Etukäteen määrätyt ilmaisimen arvot on valittu 2:ksi kaikkia ilmaisimia varten, toisin sanoen, kun mittauskuutio siirretään lähtöasentoon, kaikki ilmaistut arvot ovat 2. Kuten helposti voidaan todeta, myös 10 taulukko 1 kuvaa kalibrointiprosessin simulointia.

Taulukko 1

V CAL1URATE

[1] MSC

[2] 'CALläBAILQä sensor values:' 13] [>'51: ', 12 6 »51- 10 4 ,51 [ 4 J u*-'S2: ·, 12 b »52- 4 4 ,52 15 [5] [>'S0: ', 12 b »52— 1 10 ,53 [6] J-'54: ·, 12 6 »54-10,54,6 [7] C-*55: tf i2 b »55-4,55,6 [8] L-'*Sb: ' , 12 6 »5 6-5 b , b b [9] [>· » [ 10] fl [ 11 J n CALCULATE PLANE. M/t' 20 [12] PAAA- 11 1 £ 3 3 /:51,52,53 in] « [14] n FIND THE E^U. FOR THE NORMAL TO 'AA' THRU S4

[15] ΝΑΑ4-ΡΛΑΛ CALCXN 54 ί 16] A

[17] r FIND THE Eyt,’. FOP THE NORMAL TO 'AA' THRU 56 [18] ΝΑΛΕ-ΡΑΑΑ CALCXN 56 25 I19] "

[20] fl CALCULATE PLANE 'UU'S EQUATION

[21] PJUb- 11 1 ΐ 3 3 p54,55,ΝΛΑ-i [ 22 J NUBE-PHUD CALCXN 5b [2J] fl [24] R CALCULATE PLANE 'CC' [25] PCCC- l 1 1 ϋ fiNHHC ,ΝΑΑΕ ,S6 t 26 ] fl

30 [27] PH- 1 1 1 [T J J μΡΑΛΛ ,PHl)H ,1’CCC

[ 28 ] R

[ 20 J /40 0 7 X-( +/ ( iNAAA-iN, ) *2) )Ψ I 2 [ 30 ] ROO7 V- {-* / ( (ΝΛΛ 6 -/’//) *2) J * ί 2 131] HOOTZ- {+/ { (NUii6-Pll) *2) ) 2 [32] fl [ 33 J fl CALCULATE CORDINATES EON THE CODES ORIGO 45 t 34 ] fl

03 [35] ΛΡΧΛ-l 3« ( NAAl-Plt ) ) iROOJ X

ί 3ö ] APYV- (5k [NAAb-Ph) ) iHuOT T

[37] 4/77- ( 5 * {NIIH(>-EH) ) ΙΗυΟ Ί 7.

[ 38 ] pco-rn*Ni‘;<\< ap n + δ/vz 12 76275 [ 39 ) ft

[ 4 O ] n CALCULATE POD, iLL, PRE AND PJJ [ 4 I J POl>-PCO + äPY V

[42] PEE-PCOi-ΑΡΧΧ

[43] PFF-PCO+APEX

5 [44] PJJ-PCO + S* APYY

[ 45 ] n

[46] ft CREATE CUEE AND JOINT MATRIX

£ 4 7 J PCUJO-G) o 3 pPCO ,PDD ,ΡΕΕ ,PFF ,PJJ

[48] 'THIS IS THE MATRIX IN ROBOT COORD IΝΑΊ IS . ' l 49 ] (~1 ϋ I · ;*c0 J , [- lö 1 'PDO' ) , (- 15 1 * PEE ' ) , (Ί 5 I 1 PFF · ) , (~ 1 5 l 'PJJ') [ 50 J 15 8 Disr PCUJO 10 I 51 ] ft

[52] ft TRANS LAIE FROM ΊPE HU ROT COORDINATE SYSTEM TO THE [53J ft CUBE CENTRAL HOME COORDINATE SYSTEM

[54] PCUJO-PCUJO-T

[55] * THIS IS THE MATRIX IN CLUE CENTRAL HOME COORDINATES.* [56] 15 8 D1SP PCUJO [ 57 J n [58] ft LENGTH OF AliM BETnEEN JOINT AND CRIPPEh IS 25 15 [59] PJJ0- 0 25 0 [60] ·THIS IS THE REQUIRED MOVEMENT OF THE JOINT.* [61] 15 8 DISP 0 25 0 -PtyjO[;5] [62] n

[63] ft MAKE ’PCUJO· A TRANSLATE MATRIX [ 64 J PCUJO~- 4 5 fPCUJO

[ 65 ] PCUJOl 4 ; ]«- l 20 [66] MI RANS- (ψ~4+i4) φ 4 4 p 1 0 0 0 [67] MlRANS[ i3 J 4]—PC0-7 [68] TRORIGO- "1 0 1 MT RAN S+ . * PC l)J 0 [69] ’THIS IS THE TRANSLATED MATRIX·* [70] 15 8 DISP TRORIGO £71] ft [72] PJJ-TRGRlGO[ ; 5 ] ,r [73] PFF-TRORlGO[ ; 4 j ^ £74] n [75 J ·ALPHA IS: · [76] 15 8 DISP Jo (PJJ[ 3 ]4PJJ[2 ] ) ) [77] ΑΟΙΧΛΧ- 3 J piili [78] ROTXAXl2;2l-ΚΟΓΑΛλI 3;31-20-(“30{PJJl 3}:PJJi2}) 1 ( 79 J ROTXAXl 2; 3 ]—ΛΟΓΧΛ A[ J ; 2 ] - I O— (~ 30 (P J J[ 3 UPJJl 2 ] ) ) [ SO ] TRORIGO-ROTXAX*- . »TRORIGO 30 [81] · AFTER X— ROTA 7 I. . '

182] 15 8 DISP TRORIGO

183] Q

[84 J ·LET A IS:· 185] 15 8 DISP ("JO(PJJl 1 ]!PJJl2 ]) ) ί 8o ] UOT/AX- J 3 p~5 1 l I 87 ] RCTPAXl 1; i ]wioi; ,vy( 2; 2 ]-2o (- J0 (i\‘<oj<j sol 1; 5 ] u'Romcol 2: 5 ]) ) 35 t bö J ROTXAXl i; i ] —;jur/,ul 2; 1 > 1 d-Jon ror igoL 1 ; 5 ] 1 tuohi goL 2; 5 J) ) 189] I ROK IGO-ROT /.AX ♦· * * I AO HI GO [00] «4 TIER /.-ROTATE*

I 91] 15 8 DISP TRORIGO

[92] r

II

76275 13 LOviJ 'GAMMA ϋ : ' [94] 15 8 l>1SJ‘ GAMMA-~ 1 C-TRCnl GOl 1 ; 4 ] i 5 19 5] q

[96] ΗΟΓΪΑΧ- 0 J pH I 0 ϋ 0 0 1 [ 97 ] W Ο 7Ύ Λ λ [ l ; l ]-/<GT ¥AX[ J ; 3 J*-20G4>i.'/A 5 [9dJ HOT 1AX[ 3 ,· i J—UOTYAXl I 9 J~ ICGAHMA L 99 J TUOHlGO~-hOTYAX + .*TKOhIGO

[100] * ΛΙ· Ί l:. H \—J«J ΤΛΊ F. *

[101] lb 3 D131‘ THOHIGO

V

v x-adc calcxn pn; a ; u ; c ; x ; y ; x,v ; vn ; in 10 [ 1 J a —A hC[ 1 J

[2] ii-A9C[2] [3] C~A9C[3] [ 4 ] X-9M 1 ] [5] Y-PN12] [6] Z-9N[J] [ 7 ] ΧΛ — ( ( ( { (9-2J + (CV-2J J xA'J- ( (A*ii*Y) + (A*C*Z ] } ) + A) t ( (A* 2 ) + 15 [8] ΪΛΤ~ ( ( (XN-X) */J) tA) + V (H*2)+[C*2))

[9] ZN~ ( ( (λΛ'-Χ) xcj f A) + A

[ 10 ] 2-XN , ITN ,ZN

[ 11 J

V

20 Seuraavassa esitettävä taulukko kuvaa yhtä esimerkkiä simuloinnista oletetuilla ilmaisuarvoilla S1-S6.

14 76275

CALI Iin Λ I L

BUT EH SEX SOU VALUES.

1 ? 2.1727J9 2 ? 2.036475 3 ? J.078671 5 4 ? 1.897867 5 ? 2 6 ? 1.987654 CALIUHAT IPX SENSOR VALUES: 51: 10.000000 4.00 00 00 2. 172730 52: 4.000000 4.000000 2.0J6475 S3: 4.000000 10.000000 1.978671 S4: lO.OUOOOO 1.8978b7 6.000000 S5: 4.000000 2.000000 6.000000 IQ 56: 1.987654 6.000000 6.000000 THIS IS THE MATRIX IN UOUOl COORDINATES.

PCO POL) PEE PEE PJJ

6.981171 7.066266 11.979153 ' 6.S67652 7.406645 6.960153 11.959215 6.876134 7.003309 31.355464 7.077182 7.030954 7.191500 12.075662 6.846040 THIS IS THE MATRIX IN CUUE CENTRAL HOME COORDINATES.

“ . 018829 .066266 4.979158 '.132348 .406645 1-3 -.039847 4.9592(5 -. 123866 .008309 24.955464 .077132 .030954 .191500 5.075662 “.153960 THIS IS THE REQUIRED MOVEMENT OE THE JOINT.

-.406645 .044536 .153960 THIS IS THE TUANSLAT ED MATRIX.

.000000 .085095 4.997987 -.113519 .425474 .000000 4.999062 -.084019 .048155 24.995310 20 .000000 “.046228 .114317 4.998479 “.231142 ALPHA IS: -.009247 AFTER X-HOTATE.

.000000 .085095 4.997987 “.113519 .425474 .000003 4.999276 “.085073 .001932 24.9<Jb379 .000000 .000000 .113535 4.998711 .000000 25 BETA IS: .017021

AFTER /.-ROTATE

.000000 .000000 4.998711 “.IIJ5J5 .000000 .000000 5-000000 .UOOOOO .000000 25.000000 .1)00000 .000000 . 1 1JS35 4.9987 1 1 .000000 30 GAMMA is: .022709

AFTER V-HOT ATE

.000000 .000000 5.000000 .000000 .000000 .000000 5.000000 .000000 .000000 25.000000 .000000 .000000 .000000 5.000000 .000000

Claims (8)

15 76275

1. Menetelmä robottitarttujan automaattista kalibrointia ja kompensointia varten kaikissa vapausasteissa, tunnettu vaiheista: robottitarttujan (1) paikallaan pitämän mittausrun-gon (32) siirtäminen sellaisen käskyn perusteella, joka edustaa aikaisemmin määrättyä robotin ohjaimen tiedossa olevaa nimellissijaintia mittauslaitteessa (31), joka mit-tausrunko (32) käsittää joukon pintoja (AA, BB CC), joiden sijainnit on määritetty tarkasti tarttujaan (1) nähden, mainitun mittausrungon saavuttaman todellisen sijainnin ja orientaation määrittäminen yhtenä vaiheena reaalisella mittauksella useiden ilmaisinosien (S1-S6) avulla, eri koordinaattisuuntien virheiden laskeminen niiden mittausarvojen perusteella, jotka saadaan mainituista ilmaisinosista (S1-S6) ja nimellisasentoarvoista ja virheiden kompensoiminen vastaavissa koordinaatti-suunnissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnat (AA, BB, CC) ovat toisiinsa nähden kohtisuoria.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausrunko (32) muodostuu kolmesta kuutiopinnasta, ja että tarttuja pitää sen paikallaan, niin että tarttujan definitiopiste yhtyy kuution keskipisteeseen (35).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausrunko (32) on varustettu väliseinällä (33), jolla on ohjaava profiili (34) kuution määrityspisteen (35) ohjaamiseksi yhtymään tarttujan defi-nitiopisteeseen.

5. Patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauslaite (31) käsittää ie 762?5 joukon pintoja (AAF, BBF, CCF), joiden sijainnit on määritetty tarkasti robotin koordinaattijärjestelmään nähden, ja että pinnat on varustettu mainituilla ilmaisinosilla (S1-S6) etukäteen määrättynä kuviona.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauslaitteen pinnat (AAF, BBF, CCF) ovat toisiinsa nähden kohtisuoria.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauslaite (31) on kolmen kuutio-pinnan (AAF BBF, CCF) muodossa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaisinosien (S1-S6) jako on kolme (S1-S3) ensimmäisessä kuutiopinnassa (AAF), kaksi (S4-S5) toisessa kuutiopinnassa (BBF) ja yksi (S6) kolmannessa kuutiopinnassa (CCF). Il 17 76275