FR3115482A1 - Method for calibrating a cell, in particular a robotic cell, and associated cell - Google Patents

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FR3115482A1
FR3115482A1 FR2010941A FR2010941A FR3115482A1 FR 3115482 A1 FR3115482 A1 FR 3115482A1 FR 2010941 A FR2010941 A FR 2010941A FR 2010941 A FR2010941 A FR 2010941A FR 3115482 A1 FR3115482 A1 FR 3115482A1
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Abstract

Procédé d’étalonnage d’une cellule notamment robotique et cellule associée L’invention concerne un procédé d’étalonnage d’une cellule (1) comprenant au moins une machine (R1, R2) définissant un repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) et au moins une plateforme (3) mobile. Selon l’invention, le procédé d’étalonnage comporte une phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) par rapport à ladite machine (R1, R2), selon laquelle une unité de mesure (7) relève les coordonnées d’au moins un étalon (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2) positionné sur la plateforme (3) dans au moins une position prédéfinie et l’unité de commande exprime les coordonnées relevées dans le repère (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite machine (R1, R2), une phase d’identification des écarts du positionnement relatif de la plateforme (3) par rapport à ladite machine (R1, R2) dans le monde réel par rapport à un modèle virtuel théorique, et une phase de correction des défauts. L’invention concerne également une cellule associée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1Method for calibrating a cell, in particular robotic, and associated cell The invention relates to a method for calibrating a cell (1) comprising at least one machine (R1, R2) defining a fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) and at least one mobile platform (3). According to the invention, the calibration method comprises a phase of characterization of the relative positioning of the platform (3) with respect to said machine (R1, R2), according to which a measurement unit (7) records the coordinates of at least one standard (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2) positioned on the platform (3) in at least one predefined position and the control unit expresses the coordinates recorded in the reference (O1, X1, Y1, Z1 O2, X2, Y2, Z2) of said machine (R1, R2), a phase of identifying deviations in the relative positioning of the platform (3) with respect to said machine (R1, R2) in the real world with respect to to a theoretical virtual model, and a defect correction phase. The invention also relates to an associated cell. Figure for the abstract: Fig. 1

Description

Procédé d’étalonnage d’une cellule notamment robotique et cellule associéeMethod for calibrating a cell, in particular a robotic cell, and associated cell

La présente invention est du domaine de cellules comprenant au moins une machine destinée à travailler sur au moins une pièce positionnée sur une plateforme mobile. L’invention concerne le procédé d’étalonnage d’une telle cellule. L’invention s’applique en particulier à une cellule robotique comprenant un ou plusieurs robots.The present invention is in the field of cells comprising at least one machine intended to work on at least one part positioned on a mobile platform. The invention relates to the method for calibrating such a cell. The invention applies in particular to a robotic cell comprising one or more robots.

De façon générale, la cellule notamment robotique comporte une ou plusieurs machines.In general, the particular robotic cell comprises one or more machines.

On entend par machine, aussi bien une machine-outil, une machine cartésienne, qu’un robot industriel articulé, poly-articulé. Une machine cartésienne utilise un système de coordonnées cartésiennes et évolue généralement avec des mouvements linéaires, tandis qu’un robot articulé, poly-articulé, utilise un système de coordonnées polaires, et présente au moins un bras susceptible de pivoter autour d’un axe d’articulation.By machine we mean both a machine tool, a Cartesian machine, and an articulated, poly-articulated industrial robot. A Cartesian machine uses a Cartesian coordinate system and generally evolves with linear movements, while an articulated, poly-articulated robot uses a polar coordinate system, and has at least one arm capable of pivoting around an axis of 'joint.

Les machines (robots) permettent de réaliser respectivement au moins une opération, une tâche automatisée, par exemple d’usinage, au moyen d’un effecteur correspondant. L’effecteur est aussi nommé agrégat dans le domaine particulier de l’usinage du bois.The machines (robots) make it possible to carry out respectively at least one operation, an automated task, for example machining, by means of a corresponding effector. The effector is also called aggregate in the particular field of woodworking.

L’usinage peut être un fraisage, un perçage, un multi-perçage, ou tout autre procédé d’enlèvement de matière. Il peut s’agir avantageusement d’usinage de précision sur des pièces de formes complexes, par exemple au moins en partie concaves, convexes, ou coniques, ou multi-matériaux ou encore d’épaisseurs différentes.Machining can be milling, drilling, multi-drilling, or any other material removal process. It can advantageously be precision machining on parts of complex shapes, for example at least partly concave, convex, or conical, or multi-materials or even of different thicknesses.

Différentes applications peuvent être envisagées, notamment en construction mécanique.Different applications can be envisaged, in particular in mechanical construction.

En particulier, dans le domaine aéronautique, une application peut être l’usinage de plaques acoustiques pour nacelles d’avion, pour la réalisation de dispositifs de réduction du bruit, tels que des résonateurs de Helmholtz, permettant de réduire le bruit des turboréacteurs logés dans les nacelles.In particular, in the aeronautical field, an application may be the machining of acoustic plates for aircraft nacelles, for the production of noise reduction devices, such as Helmholtz resonators, making it possible to reduce the noise of turbojet engines housed in the nacelles.

Les nacelles sont de forme générale tubulaire, ou plus spécifiquement présentent des sections de forme conique ou tronconique.The nacelles are generally tubular in shape, or more specifically have sections of conical or frustoconical shape.

Les plaques acoustiques sont généralement réalisées en composite carbone, aluminium, titane, inconel. Elles présentent une multitude de trous de petit diamètre, répartis de façon à procurer un effet d’absorption acoustique des bruits générés par les turboréacteurs. Afin de créer des résonateurs Helmholtz avec un impact efficace sur l’absorption acoustique, la répartition des trous dans la plaque acoustique est très importante et influe de façon significative sur le niveau de bruit généré par le turboréacteur.The acoustic plates are generally made of carbon composite, aluminum, titanium, inconel. They have a multitude of small-diameter holes, distributed in such a way as to provide an acoustic absorption effect for the noise generated by the turbojet engines. In order to create Helmholtz resonators with an effective impact on sound absorption, the distribution of holes in the acoustic plate is very important and significantly influences the noise level generated by the turbojet engine.

Cependant, une telle plaque acoustique ne peut être perforée qu’après avoir été mise en forme préalablement. Il en résulte que la plaque acoustique présente généralement une surface de forme conique, tronconique, concave, convexe ou complexe (avec des zones concaves et des zones convexes). Pour parvenir à une absorption acoustique efficace, optimisée, il est nécessaire que le positionnement précis des trous réalisés, soit respecté dans des limites assez restreintes, même sur de telles formes complexes.However, such an acoustic plate can only be perforated after having been shaped beforehand. As a result, the acoustic plate generally has a surface of conical, frustoconical, concave, convex or complex shape (with concave zones and convex zones). To achieve effective, optimized sound absorption, it is necessary that the precise positioning of the holes made be respected within fairly restricted limits, even on such complex shapes.

La cellule comporte également une plateforme destinée à supporter un outillage, la pièce à travailler par les machines, les robots. Cette plateforme peut être mobile et comporter un ou plusieurs dispositifs pour supporter la pièce à travailler et la faire bouger. La plateforme peut comporter de façon non exhaustive une table de travail fixe, une table de travail mobile le long d’un axe, un plateau rotatif, un vireur.The cell also comprises a platform intended to support a tool, the part to be worked by the machines, the robots. This platform can be mobile and include one or more devices to support the workpiece and cause it to move. The platform may include, in a non-exhaustive manner, a fixed worktable, a mobile worktable along an axis, a rotary table, a rotator.

L’architecture globale de la cellule est définie par l’architecture de ces multiples sous-ensembles, mis en relation entre eux (les dispositifs de la plateforme mobiles ou non, les machines / robots et voire leurs éventuels supports).The overall architecture of the cell is defined by the architecture of these multiple sub-assemblies, put in relation to each other (the platform devices, mobile or not, the machines / robots and even their possible supports).

Un programme, par exemple géré par une unité de commande de la cellule, permet, lorsqu’il est exécuté, de contrôler le déplacement de toute cette architecture, de déplacer les machines (les robots), de déplacer un ou plusieurs dispositifs mobiles de la plateforme portant la pièce à travailler.A program, for example managed by a control unit of the cell, makes it possible, when it is executed, to control the movement of this entire architecture, to move the machines (the robots), to move one or more mobile devices of the platform carrying the workpiece.

Selon une solution connue, un tel programme est généré en s’appuyant sur un modèle virtuel théorique de l’architecture de la cellule qui est parfaite.According to a known solution, such a program is generated based on a theoretical virtual model of the architecture of the cell which is perfect.

Cependant, la réalité est généralement différente. Les positionnements relatifs des sous-ensembles de la cellule, leurs orientations, présentent souvent des décalages ou défauts par rapport au modèle virtuel théorique.However, the reality is generally different. The relative positions of the sub-assemblies of the cell, their orientations, often present shifts or defects with respect to the theoretical virtual model.

La mise en œuvre de ces sous-ensembles implique des défauts résiduels et donc une imprécision. Plus l’architecture de la cellule est complexe, c'est-à-dire plus il y a de sous-ensembles, et plus les défauts s’empilent. L’imprécision en est d’autant plus importante. Ceci peut être particulièrement critique lorsqu’il s’agit d’une opération notamment d’usinage exigeante en termes de précision, c'est-à-dire que la machine / le robot doit évoluer avec précision, pour atteindre un emplacement précis sur la pièce par exemple à usiner.The implementation of these subsets involves residual defects and therefore inaccuracy. The more complex the architecture of the cell, i.e. the more subsets there are, the more the defects pile up. The inaccuracy is all the more important. This can be particularly critical when dealing with a particularly demanding machining operation in terms of precision, i.e. the machine / robot must move with precision, to reach a precise location on the part to be machined, for example.

Afin de remédier à cette imprécision, une solution connue cherche à conformer la réalité à la théorie. En d’autres termes, des dispositifs de réglage importants sont mis en œuvre pour installer la cellule de sorte que l’installation dans le monde réel corresponde au modèle virtuel théorique. Ceci implique des temps de réglage et d’installation de la cellule longs et couteux. De plus, il est extrêmement difficile d’obtenir une installation dans le monde réel qui soit parfaitement identique à la théorie. Et une fois l’installation terminée, il est compliqué de recommencer le processus.In order to remedy this imprecision, a known solution seeks to conform reality to theory. In other words, significant tuning devices are implemented to install the cell so that the real-world installation matches the theoretical virtual model. This involves lengthy and costly adjustment and installation times for the cell. Moreover, it is extremely difficult to obtain a real-world installation that is perfectly identical to the theory. And once the installation is complete, it is complicated to start the process again.

Selon une autre solution, on cherche cette fois à conformer la théorie à la réalité. Dans ce cas, la cellule est installée et des dispositifs de mesure externes à la cellule sont rapportés, et sont mis en œuvre pour identifier les défauts entre la théorie et la réalité. En fonction des défauts identifiés, le modèle virtuel théorique est déformé pour le conformer à la réalité. Et une fois cette mise en conformité terminée, il est compliqué de recommencer le processus.According to another solution, this time we seek to conform the theory to reality. In this case, the cell is installed and measurement devices external to the cell are added, and are implemented to identify the faults between theory and reality. Depending on the identified defects, the theoretical virtual model is deformed to conform to reality. And once this compliance is complete, it is complicated to start the process again.

Majoritairement, les dispositifs de mesure externes utilisés sont des lasers tracker aussi appelés lasers de poursuite. Cependant de tels lasers sont complexes et couteux à mettre en œuvre.Mostly, the external measuring devices used are tracker lasers also called pursuit lasers. However, such lasers are complex and expensive to implement.

De plus, selon l’une ou l’autre des solutions de l’art antérieur, la mise en conformité satisfait uniquement les défauts identifiés à un instant donné. Ces solutions ne peuvent pas être mises en œuvre facilement et rapidement à tout instant, pour prendre en compte par exemple des évolutions dans le temps des sous-ensembles, notamment par rapport à l’usure dans le temps, à des aspects de variabilité de l’ambiance, de la température. En effet, chaque implémentation serait fastidieuse, onéreuse et longue à mettre en œuvre. Il en résulte que des défauts risquent d’apparaitre et/ou évoluer au cours du temps.Moreover, according to one or the other of the solutions of the prior art, the bringing into conformity satisfies only the defects identified at a given moment. These solutions cannot be implemented easily and quickly at any time, to take into account, for example, changes over time of the sub-assemblies, in particular with respect to wear over time, to aspects of variability of the atmosphere, temperature. Indeed, each implementation would be tedious, expensive and time-consuming to implement. As a result, defects may appear and/or evolve over time.

L’invention a pour objectif de s’affranchir des inconvénients précités pour garantir une cellule dont les machines, en particulier les robots dans le cas d’une cellule robotique, évoluent avec une grande précision. L’invention a encore pour objectif de garantir une stabilité dans le temps.The aim of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks in order to guarantee a cell whose machines, in particular the robots in the case of a robotic cell, move with great precision. Another object of the invention is to guarantee stability over time.

À cet effet, l’invention a pour objet un procédé d’étalonnage d’une cellule comprenant au moins une machine définissant un repère fixe et au moins une plateforme mobile par rapport à au moins un axe, tels que la machine comprend un bras configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur une pièce à travailler destinée à être positionnée sur la plateforme mobile. Le procédé d’étalonnage comprend une étape préliminaire d’agencement de ladite au moins une machine par rapport à la plateforme mobile dans le monde réel, à partir d’un modèle virtuel théorique de la cellule utilisé pour programmer des déplacements de ladite au moins une machine et de la plateforme mobile, et des opérations à effectuer par ladite au moins une machine sur la pièce à travailler selon un programme géré par une unité de commande de la cellule.To this end, the subject of the invention is a method for calibrating a cell comprising at least one machine defining a fixed reference point and at least one platform mobile with respect to at least one axis, such that the machine comprises an arm configured for carrying at least one tool so as to perform at least one automated operation on a workpiece intended to be positioned on the mobile platform. The calibration method comprises a preliminary step of arranging said at least one machine with respect to the mobile platform in the real world, from a theoretical virtual model of the cell used to program movements of said at least one machine and of the mobile platform, and of the operations to be carried out by said at least one machine on the workpiece according to a program managed by a control unit of the cell.

Selon l’invention, le procédé d’étalonnage comporte les phases suivantes :

  • une phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine dans le monde réel, selon laquelle une unité de mesure portée par le bras relève les coordonnées d’au moins un étalon positionné sur la plateforme mobile dans au moins une position prédéfinie et l’unité de commande exprime les coordonnées relevées dans le repère de ladite au moins une machine,
  • une phase d’identification des écarts du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine dans le monde réel par rapport au modèle virtuel théorique, selon laquelle l’unité de commande compare des coordonnées relevées par l’unité de mesure et exprimées dans le repère de ladite au moins une machine avec les coordonnées établies selon le modèle virtuel théorique, et
  • une phase de correction des défauts, selon laquelle l’unité de commande détermine en fonction des écarts identifiés au moins une consigne de correction à appliquer sur une chaine cinématique virtuelle de ladite au moins une machine, et enregistre la consigne de correction au niveau du programme de la cellule.
According to the invention, the calibration method comprises the following phases:
  • a characterization phase of the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one machine in the real world, according to which a measurement unit carried by the arm records the coordinates of at least one standard positioned on the mobile platform in at least at least one predefined position and the control unit expresses the coordinates recorded in the reference frame of said at least one machine,
  • a phase of identifying deviations from the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one machine in the real world with respect to the theoretical virtual model, according to which the control unit compares the coordinates recorded by the measurement unit and expressed in the frame of said at least one machine with the coordinates established according to the theoretical virtual model, and
  • a fault correction phase, in which the control unit determines, based on the deviations identified, at least one correction setpoint to be applied to a virtual kinematic chain of said at least one machine, and saves the correction setpoint at program level of the cell.

L’invention s’applique en particulier à une cellule robotique comprenant au moins un robot définissant un repère fixe et au moins une plateforme mobile par rapport à au moins un axe, tels que le robot comprend un bras de robot configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur une pièce à travailler destinée à être positionnée sur la plateforme mobile. Le procédé d’étalonnage comprend dans ce cas une étape préliminaire d’agencement dudit au moins un robot par rapport à la plateforme mobile dans le monde réel, à partir d’un modèle virtuel théorique de la cellule robotique utilisé pour programmer des déplacements dudit robot et de la plateforme mobile, et des opérations à effectuer par ledit robot sur la pièce à travailler selon un programme géré par une unité de commande de la cellule robotique.The invention applies in particular to a robotic cell comprising at least one robot defining a fixed frame of reference and at least one platform mobile with respect to at least one axis, such that the robot comprises a robot arm configured to carry at least one tool so as to perform at least one automated operation on a workpiece intended to be positioned on the mobile platform. The calibration method comprises in this case a preliminary step of arranging said at least one robot with respect to the mobile platform in the real world, from a theoretical virtual model of the robotic cell used to program movements of said robot and of the mobile platform, and of the operations to be carried out by said robot on the workpiece according to a program managed by a control unit of the robotic cell.

Le procédé d’étalonnage selon l’invention comporte dans ce cas les phases suivantes :

  • une phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport audit au moins un robot dans le monde réel, selon laquelle une unité de mesure portée par le bras de robot relève les coordonnées d’au moins un étalon positionné sur la plateforme mobile dans au moins une position prédéfinie et l’unité de commande exprime les coordonnées relevées dans le repère dudit au moins un robot,
  • une phase d’identification des écarts du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport audit au moins un robot dans le monde réel par rapport au modèle virtuel théorique, selon laquelle l’unité de commande compare des coordonnées relevées par l’unité de mesure et exprimées dans le repère dudit au moins un robot avec les coordonnées établies selon le modèle virtuel théorique, et
  • une phase de correction des défauts, selon laquelle l’unité de commande détermine en fonction des écarts identifiés au moins une consigne de correction à appliquer sur une chaine cinématique virtuelle dudit au moins un robot, et enregistre la consigne de correction au niveau du programme de la cellule robotique.
The calibration method according to the invention comprises in this case the following phases:
  • a characterization phase of the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one robot in the real world, according to which a measurement unit carried by the robot arm records the coordinates of at least one standard positioned on the mobile platform in at least one predefined position and the control unit expresses the coordinates recorded in the reference frame of said at least one robot,
  • a phase of identifying deviations from the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one robot in the real world with respect to the theoretical virtual model, according to which the control unit compares the coordinates recorded by the measurement unit and expressed in the frame of said at least one robot with the coordinates established according to the theoretical virtual model, and
  • a fault correction phase, according to which the control unit determines, based on the identified deviations, at least one correction instruction to be applied to a virtual kinematic chain of said at least one robot, and records the correction instruction at the level of the the robotic cell.

Le procédé d’étalonnage selon l’invention permet de définir la plateforme mobile dans le référentiel de la machine, par exemple du robot, et ainsi d’identifier l’architecture réelle de la cellule. Ceci est réalisé en utilisant directement la cellule, plus précisément l’unité de mesure portée par la machine (le robot) et les marqueurs d’étalonnage, sans autre outil, sans avoir recours à des moyens ou dispositifs de mesure additionnels externes à la cellule qui peuvent être coûteux et de mécanique lourde à mettre en œuvre. Autrement dit, la cellule peut auto-identifier son architecture, en se basant uniquement sur des éléments déjà présents.The calibration method according to the invention makes it possible to define the mobile platform in the reference frame of the machine, for example of the robot, and thus to identify the real architecture of the cell. This is achieved by using the cell directly, more precisely the unit of measurement carried by the machine (the robot) and the calibration markers, without any other tool, without having recourse to means or additional measuring devices external to the cell. which can be costly and mechanically cumbersome to implement. In other words, the cell can self-identify its architecture, based solely on elements already present.

Une telle solution est plus facile, moins longue et moins couteuse à mettre en œuvre que les solutions de l’art antérieur nécessitant la mise en place et l’intervention de dispositifs de mesure externes comme des lasers tracker aussi appelés lasers de poursuite.Such a solution is easier, shorter and less expensive to implement than the solutions of the prior art requiring the installation and the intervention of external measuring devices such as tracker lasers also called tracking lasers.

Lors de l’exécution du programme pour usiner une pièce par exemple, les valeurs corrigées suite à la phase de correction, sont prises en compte par les machines / robots, et non le modèle virtuel théorique exprimé dans le programme.When running the program to machine a part, for example, the values corrected following the correction phase are taken into account by the machines/robots, and not the theoretical virtual model expressed in the program.

Enfin, le procédé d’étalonnage peut être mis en œuvre à tout instant. Cette solution est auto-adaptative car elle peut être implémentée à tout instant en intégrant tout effet, comme des effets de dilatation, qui ont un impact sur la machine, le robot.Finally, the calibration process can be implemented at any time. This solution is self-adaptive because it can be implemented at any time by integrating any effect, such as dilation effects, which have an impact on the machine, the robot.

Le procédé d’étalonnage peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.The calibration process may also include one or more of the following characteristics described below, taken separately or in combination.

Selon un mode de réalisation, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine comporte :

  • au moins une étape d’entrainement de la plateforme mobile dans le monde réel, commandée par l’unité de commande de la cellule, de sorte que ledit au moins un étalon positionné sur la plateforme mobile prenne au moins deux positions distinctes, ledit au moins un étalon étant calibré, et
  • au moins deux étapes de mesure réalisées par l’unité de mesure portée par le bras, lorsque ledit au moins un étalon est dans les deux positions distinctes, de façon à relever les coordonnées dudit au moins un étalon respectivement dans les deux positions distinctes, les coordonnées relevées sont transmises à l’unité de commande.
According to one embodiment, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one machine comprises:
  • at least one step of driving the mobile platform in the real world, controlled by the control unit of the cell, so that said at least one standard positioned on the mobile platform takes at least two distinct positions, said at least a standard being calibrated, and
  • at least two measurement steps carried out by the measurement unit carried by the arm, when said at least one standard is in the two distinct positions, so as to record the coordinates of said at least one standard respectively in the two distinct positions, the recorded coordinates are transmitted to the control unit.

Durant la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine, l’unité de commande peut exprimer les coordonnées d’un vecteur directeur dudit au moins un axe dans le repère de ladite au moins une machine.During the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one machine, the control unit can express the coordinates of a direction vector of said at least one axis in the frame of said at least one machine.

Le procédé peut comporter une étape préliminaire de calibrage de la course de l’interface suivant l’axe de translation, par exemple de façon non limitative de 0mmà 3000mm.The method may include a preliminary step of calibrating the stroke of the interface along the translation axis, for example in a non-limiting way from 0mm to 3000mm.

Selon un mode de réalisation, la plateforme mobile comprend une interface mobile de façon linéaire suivant un axe de translation, la course de l’interface suivant l’axe de translation étant calibrée. Lors d’une première étape d’entrainement, l’interface est entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce qu’un étalon sur l’interface atteigne une première position linéaire. Lors d’une deuxième étape d’entrainement, l’interface est entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce que l’étalon sur l’interface atteigne une deuxième position linéaire.According to one embodiment, the mobile platform comprises a linearly mobile interface along a translation axis, the stroke of the interface along the translation axis being calibrated. During a first training step, the interface is driven in linear displacement until a standard on the interface reaches a first linear position. In a second drive step, the interface is driven in linear motion until the etalon on the interface reaches a second linear position.

Lors des étapes de mesure, l’unité de mesure peut relever respectivement les coordonnées dudit étalon en première position linéaire et en deuxième position linéaire.During the measurement steps, the measurement unit can respectively record the coordinates of said standard in the first linear position and in the second linear position.

Lors d’une étape de caractérisation de l’axe de translation par rapport à ladite au moins une machine, l’unité de commande exprime les coordonnées dudit étalon en première position linéaire et les coordonnées en deuxième position linéaire dans le repère fixe de ladite au moins une machine.During a step of characterizing the axis of translation relative to said at least one machine, the control unit expresses the coordinates of said standard in the first linear position and the coordinates in the second linear position in the fixed frame of said at least one machine. least one machine.

Lors de l’étape de caractérisation de l’axe de translation, les coordonnées d’un vecteur directeur de l’axe de translation peuvent être exprimées dans le repère fixe de ladite au moins une machine.During the translation axis characterization step, the coordinates of a direction vector of the translation axis can be expressed in the fixed frame of said at least one machine.

La première position linéaire peut être une position de début ou de fin de course de l’interface. En variante, la première position linéaire peut être à proximité de la position de début ou de fin de course, dans la limite de la capacité du bras portant l’unité de mesure à atteindre l’étalon sur l’interface.The first linear position can be a start or end position of the interface. As a variant, the first linear position can be close to the start or end position, within the limit of the capacity of the arm carrying the measurement unit to reach the standard on the interface.

La deuxième position linéaire peut être une position de début ou de fin de course de l’interface. En variante, la deuxième position linéaire peut être à proximité de la position de début ou de fin de course, dans la limite de la capacité du bras portant l’unité de mesure à atteindre l’étalon sur l’interface.The second linear position can be a start or end position of the interface. As a variant, the second linear position can be close to the start or end position, within the limit of the capacity of the arm carrying the measurement unit to reach the standard on the interface.

Selon un mode de réalisation, la plateforme mobile comporte un plateau rotatif, mobile en rotation autour d’un axe de rotation. Selon ce mode de réalisation, ledit procédé comporte une phase de calage d’une position angulaire d’origine.According to one embodiment, the mobile platform comprises a rotating plate, mobile in rotation around an axis of rotation. According to this embodiment, said method includes a phase of setting an original angular position.

Durant la phase de calage de la position angulaire d’origine, le plateau rotatif peut être entrainé en rotation, par l’unité de commande de la cellule, jusqu’à ce que l’unité de mesure portée par ladite au moins une machine détecte un étalon sur le plateau rotatif dans une position telle que ledit étalon coïncide avec un premier axe prédéfini du repère fixe de ladite au moins une machine et que la coordonnée dudit étalon, suivant un deuxième axe prédéfini du repère fixe de ladite au moins une machine, soit à zéro.During the phase of setting the original angular position, the rotary plate can be driven in rotation, by the control unit of the cell, until the measuring unit carried by said at least one machine detects a standard on the rotary plate in a position such that said standard coincides with a first predefined axis of the fixed reference of said at least one machine and that the coordinate of said standard, along a second predefined axis of the fixed reference of said at least one machine, either at zero.

Le plateau rotatif peut être monté mobile en rotation sur l’interface mobile de façon linéaire. Dans ce cas, la phase de calage de la position angulaire d’origine peut être précédée d’une étape d’entrainement en déplacement de l’interface jusqu’à ce que l’étalon sur l’interface atteigne une position prédéfinie selon l’axe de translation. Il s’agit par exemple d’une position de milieu de course.The turntable can be rotatably mounted on the linearly movable interface. In this case, the phase of setting the original angular position can be preceded by a step of driving the interface in displacement until the standard on the interface reaches a predefined position according to the translation axis. This is, for example, a mid-stroke position.

Selon un exemple, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine comporte les étapes ci-après de façon à caractériser l’axe de rotation par rapport à ladite au moins une machine.

  • Selon une première étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif, l’unité de commande peut entrainer le plateau rotatif depuis la position angulaire d’origine jusqu’à ce que l’étalon sur le plateau rotatif atteigne une deuxième position angulaire.
  • Selon une deuxième étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif, l’unité de commande peut entrainer le plateau rotatif depuis la position angulaire d’origine jusqu’à ce que l’étalon sur le plateau rotatif atteigne une troisième position angulaire.
  • Trois étapes de mesure peuvent être mises en œuvre, dans lesquelles l’unité de mesure relève respectivement les coordonnées dudit étalon dans la position angulaire d’origine, dans la deuxième position angulaire et dans la troisième position angulaire.
  • Selon au moins une étape d’identification d’un centre de rotation du plateau rotatif, l’unité de commande peut définir un plan de rotation, à partir des trois positions angulaires, et en déduire le centre de rotation.
  • Selon une étape de détermination, l’unité de commande peut déterminer un vecteur directeur de l’axe de rotation normal au plan de rotation défini et passant par le centre de rotation.
  • Selon une étape de caractérisation, l’unité de commande peut exprimer les coordonnées du vecteur directeur de l’axe de rotation dans le repère fixe de ladite au moins une machine.
According to an example, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform with respect to said at least one machine comprises the following steps so as to characterize the axis of rotation with respect to said at least one machine.
  • According to a first step of driving the rotary plate in rotation, the control unit can drive the rotary plate from the original angular position until the standard on the rotary plate reaches a second angular position.
  • According to a second step of driving the rotary plate in rotation, the control unit can drive the rotary plate from the original angular position until the standard on the rotary plate reaches a third angular position.
  • Three measurement steps can be implemented, in which the measurement unit respectively records the coordinates of said standard in the original angular position, in the second angular position and in the third angular position.
  • According to at least one step of identifying a center of rotation of the rotary plate, the control unit can define a plane of rotation, from the three angular positions, and deduce the center of rotation therefrom.
  • According to a determination step, the control unit can determine a directing vector of the axis of rotation normal to the plane of rotation defined and passing through the center of rotation.
  • According to a characterization step, the control unit can express the coordinates of the direction vector of the axis of rotation in the fixed frame of said at least one machine.

De préférence, les deuxième et troisième positions angulaires forment un angle de même mesure par rapport à la position angulaire d’origine. Il s’agit par exemple d’un angle de 120°.Preferably, the second and third angular positions form an angle of the same measure with respect to the original angular position. This is for example an angle of 120°.

Selon un mode de réalisation, le plateau rotatif comporte un plan de travail sur lequel est destinée à être posée la pièce à travailler, le plateau rotatif définissant un repère. Dans ce cas, ledit procédé comporte une phase de caractérisation du positionnement relatif du plan de travail par rapport au plan de rotation du plateau rotatif comportant les étapes suivantes :

  • au moins trois étapes de mesure, dans lesquelles l’unité de mesure portée par le bras peut relever les coordonnées d’au moins trois points dans un plan de référence défini sur le plan de travail, lorsque le plateau rotatif est dans la position angulaire d’origine,
  • au moins une étape de caractérisation, dans laquelle l’unité de commande peut exprimer les coordonnées desdits points du plan de référence dans le repère du plateau rotatif,
  • au moins une étape de mesure, dans laquelle l’unité de mesure portée par le bras peut identifier un alésage de référence dans le plan de référence, lorsque le plateau rotatif est dans la position angulaire d’origine,
  • au moins une étape d’analyse, dans laquelle l’unité de commande peut déterminer le centre de l’alésage de référence identifié, correspondant au centre du plan de travail, et
  • au moins une étape de caractérisation, dans laquelle l’unité de commande peut exprimer les coordonnées du centre du plan de travail dans le repère du plateau rotatif.
According to one embodiment, the turntable includes a work surface on which the workpiece is intended to be placed, the turntable defining a mark. In this case, said method comprises a phase of characterization of the relative positioning of the work plane with respect to the plane of rotation of the rotary plate comprising the following steps:
  • at least three measuring steps, in which the measuring unit carried by the arm can take the coordinates of at least three points in a reference plane defined on the work plane, when the rotary table is in the angular position d 'origin,
  • at least one characterization step, in which the control unit can express the coordinates of said points of the reference plane in the frame of reference of the rotary plate,
  • at least one measuring step, in which the measuring unit carried by the arm can identify a reference bore in the reference plane, when the rotary table is in the original angular position,
  • at least one analysis step, in which the control unit can determine the center of the identified reference bore, corresponding to the center of the working plane, and
  • at least one characterization step, in which the control unit can express the coordinates of the center of the work plane in the frame of reference of the rotary table.

Selon l’exemple avec le plateau rotatif comportant le plan de travail, ledit procédé comporte de plus une phase d’identification des écarts du positionnement relatif du plan de travail par rapport au plateau rotatif dans le monde réel et selon le modèle virtuel théorique.According to the example with the rotary plate comprising the work surface, said method further comprises a phase of identifying the deviations of the relative positioning of the work surface with respect to the rotary plate in the real world and according to the theoretical virtual model.

Les trois points dans le plan de référence permettent de caractériser le plan de travail (plan d’appui pour la pièce à travailler) dans le référentiel du plateau rotatif. Ceci permet d’identifier d’éventuels défauts de parallélisme du plan de travail par rapport au plan de rotation.The three points in the reference plane make it possible to characterize the work plane (support plane for the part to be worked) in the reference frame of the rotary table. This makes it possible to identify any defects in the parallelism of the work plane with respect to the rotation plane.

Ces étapes permettent d’identifier un éventuel décalage rotatif du plan de travail par rapport au plateau rotatif ainsi qu’un éventuel désaxage du centre du plan de travail par rapport à l’axe de rotation en fonction de la composante selon l’axe vertical du centre du plan de travail.These steps make it possible to identify a possible rotational offset of the work surface relative to the rotary plate as well as a possible misalignment of the center of the work surface relative to the axis of rotation according to the component according to the vertical axis of the center of the worktop.

De façon avantageuse, le plan de référence est défini par le fond de l’alésage de référence, de façon à éviter d’introduire un défaut de planéité.Advantageously, the reference plane is defined by the bottom of the reference bore, so as to avoid introducing a lack of flatness.

En particulier, la cellule peut comprendre au moins deux machines définissant respectivement un repère, les machines étant configurées pour porter respectivement au moins un outil de façon à effectuer des tâches automatisées sur une même pièce destinée à être positionnée sur la plateforme mobile.In particular, the cell can comprise at least two machines respectively defining a benchmark, the machines being configured to respectively carry at least one tool so as to perform automated tasks on the same part intended to be positioned on the mobile platform.

La valeur de consigne théorique dudit au moins un axe de la plateforme mobile est égale à la valeur de consigne réelle dudit au moins un axe.The theoretical setpoint value of said at least one axis of the mobile platform is equal to the actual setpoint value of said at least one axis.

Selon cet exemple, au moins les phases de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme mobile et d’identification des écarts sont mises en œuvre au moins en partie par rapport à chaque machine.According to this example, at least the phases of characterization of the relative positioning of the mobile platform and identification of deviations are implemented at least in part with respect to each machine.

En particulier, la caractérisation du positionnement relatif de l’axe de translation peut être mise en œuvre par rapport à chaque machine.In particular, the characterization of the relative positioning of the translation axis can be implemented with respect to each machine.

Selon le mode de réalisation avec un plateau rotatif, la phase de calage de la position angulaire d’origine est mise en œuvre par rapport à une machine. Puis, la caractérisation du positionnement relatif de l’axe de rotation peut être mise en œuvre par rapport à chaque machine.According to the embodiment with a rotary plate, the phase of setting the original angular position is implemented with respect to a machine. Then, the characterization of the relative positioning of the axis of rotation can be implemented with respect to each machine.

Durant la phase de correction, l’unité de commande peut déterminer en fonction des écarts identifiés de positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à une première machine, au moins une consigne de correction à appliquer sur une valeur de consigne de la chaine cinématique virtuelle de la première machine en fonction de la valeur de consigne théorique et réelle dudit au moins un axe de la plateforme mobile. De façon similaire, l’unité de commande peut déterminer en fonction des écarts identifiés de positionnement relatif de la plateforme mobile par rapport à une deuxième machine, au moins une consigne de correction à appliquer sur une valeur de consigne de la chaine cinématique virtuelle de la deuxième machine en fonction de la valeur de consigne théorique et réelle dudit au moins un axe de la plateforme mobile.During the correction phase, the control unit can determine, based on the identified differences in relative positioning of the mobile platform with respect to a first machine, at least one correction setpoint to be applied to a setpoint value of the virtual kinematic chain of the first machine as a function of the theoretical and actual setpoint value of said at least one axis of the mobile platform. Similarly, the control unit can determine, based on the identified differences in relative positioning of the mobile platform with respect to a second machine, at least one correction setpoint to be applied to a setpoint value of the virtual kinematic chain of the second machine as a function of the theoretical and actual setpoint value of said at least one axis of the mobile platform.

La cellule telle qu’une cellule robotique est installée à un instant initial. Le procédé d’étalonnage est mis en œuvre à cet instant initial de façon à identifier les défauts et les intégrer au niveau du programme. Le procédé d’étalonnage peut être réitéré à tout instant. Cette réitération à tout moment est possible car le procédé d’étalonnage n’a pas recours à d’autres matériels externes à la cellule notamment robotique. Le procédé d’étalonnage peut être facilement mis en œuvre, recommencé à tout moment.The cell such as a robotic cell is installed at an initial time. The calibration process is implemented at this initial instant in order to identify the faults and integrate them at the program level. The calibration process can be repeated at any time. This reiteration at any time is possible because the calibration process does not use other materials external to the cell, in particular robotics. The calibration process can be easily implemented, restarted at any time.

On peut prévoir une phase préliminaire de calibrage de la machine, du robot, de façon à obtenir la chaine cinématique réelle de la machine, du robot.We can provide a preliminary phase of calibration of the machine, of the robot, so as to obtain the real kinematic chain of the machine, of the robot.

On peut prévoir également une phase préliminaire d’identification de la position du centre de l’outil, par exemple par rapport à une flasque de sortie de l’axe porteur dudit robot.It is also possible to provide a preliminary phase of identifying the position of the center of the tool, for example with respect to an output flange of the carrier axis of said robot.

Ces phases préliminaires peuvent être réalisées de façon indépendante ou être intégrées dans le procédé d’étalonnage tel que décrit.These preliminary phases can be carried out independently or be integrated into the calibration process as described.

De préférence, à l’instant initial, le procédé d’étalonnage est mis en œuvre à une température prédéterminée de référence, par exemple à 20°C. La température prédéterminée de référence correspond à la température à laquelle ladite machine, ledit robot a été calibré(e).Preferably, at the initial instant, the calibration process is implemented at a predetermined reference temperature, for example at 20°C. The predetermined reference temperature corresponds to the temperature at which said machine, said robot has been calibrated.

L’invention a encore pour objet une cellule associée. La cellule comporte au moins une machine, une plateforme mobile par rapport à ladite au moins une machine, et une unité de commande, ladite au moins une machine comprenant au moins un bras configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur une pièce destinée à être positionnée sur la plateforme mobile. La cellule est configurée pour mettre en œuvre au moins certaines étapes d’un procédé d’étalonnage tel que défini précédemment, le bras portant une unité de mesure configurée pour mettre en œuvre au moins une étape de mesure et la plateforme mobile présentant au moins un étalon.The invention also relates to an associated cell. The cell comprises at least one machine, a platform movable relative to said at least one machine, and a control unit, said at least one machine comprising at least one arm configured to carry at least one tool so as to perform at least one automated operation on a part intended to be positioned on the mobile platform. The cell is configured to implement at least certain steps of a calibration method as defined above, the arm carrying a measurement unit configured to implement at least one measurement step and the mobile platform having at least one standard.

En particulier, la cellule est une cellule robotique comportant au moins un robot comprenant un bras de robot portant l’unité de mesure, et la plateforme est mobile par rapport audit au moins un robot.In particular, the cell is a robotic cell comprising at least one robot comprising a robot arm carrying the measurement unit, and the platform is mobile relative to said at least one robot.

L’unité de mesure est par exemple une unité de mesure par contact telle qu’un palpeur 3D ou autre moyen d’identification de type palpage, ou sans contact par exemple de type optique. L’unité de mesure par contact telle qu’un palpeur 3D permet de venir palper un marqueur, un élément de référence, un plan de référence ou encore un alésage de référence, une rainure de référence, et l’unité de commande peut intégrer les coordonnées par rapport à un référentiel donné.The measurement unit is for example a measurement unit by contact such as a 3D feeler or other identification means of the feeler type, or without contact, for example of the optical type. The contact measurement unit such as a 3D probe makes it possible to probe a marker, a reference element, a reference plane or even a reference bore, a reference groove, and the control unit can integrate the coordinates with respect to a given reference frame.

Au moins un étalon est choisi parmi une sphère, une bague. Selon un mode de réalisation, la plateforme mobile présente au moins un autre étalon parmi un alésage de référence, une rainure de référence, un plan de référence.At least one standard is chosen from a sphere, a ring. According to one embodiment, the mobile platform has at least one other standard from among a reference bore, a reference groove, a reference plane.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other advantages and characteristics of the invention will appear more clearly on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:

La figure 1 est une vue d’ensemble d’une cellule robotique pour l’usinage d’une pièce comportant des robots et une plateforme mobile. FIG. 1 is an overall view of a robotic cell for machining a part comprising robots and a mobile platform.

La figure 2 montre un mode de réalisation d’une interface mobile de façon linéaire de la plateforme mobile de la figure 1. Figure 2 shows an embodiment of a linearly movable interface of the mobile platform of Figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe C-C d’une sphère étalon sur l’interface mobile de façon linéaire de la figure 2. Figure 3 is a DC cross-sectional view of a standard sphere on the linearly moving interface of Figure 2.

La figure 4 montre un mode de réalisation d’un plateau rotatif de la plateforme mobile de la figure 1. Figure 4 shows one embodiment of a turntable of the mobile platform of Figure 1.

La figure 5 est une vue en coupe A-A du plateau rotatif de la figure 4. Figure 5 is a sectional view AA of the turntable of Figure 4.

La figure 6 est une vue de détail de la figure 5 montrant une sphère étalon, un alésage de référence et un plan de référence sur le plateau rotatif. Figure 6 is a detail view of Figure 5 showing a standard sphere, a reference bore and a reference plane on the rotary plate.

La figure 7 est une représentation schématique des référentiels des sous-ensembles de la cellule robotique de la figure 1. Figure 7 is a schematic representation of the reference frames of the subassemblies of the robotic cell of Figure 1.

La figure 8 est un tableau de valeurs de consignes d’axes théoriques et réelles de la cellule robotique pour exemples. FIG. 8 is a table of values of theoretical and real axes of the robotic cell for examples.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In these figures, identical elements bear the same reference numbers.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier, deuxième élément. Il peut s’agir d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas forcément une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus forcément un ordre dans le temps.In the description, certain elements can be indexed, such as for example first, second element. It can be a simple indexing to differentiate and name close but not identical elements. This indexing does not necessarily imply a priority of one element over another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing necessarily imply an order in time.

CELLULE
L’invention se rapporte à une cellule, ou cellule opérationnelle comprenant une ou plusieurs machines et au moins une plateforme 3 mobile conformée pour porter au moins une pièce sur laquelle la ou les machines doivent travailler.
CELL
The invention relates to a cell, or operational cell comprising one or more machines and at least one mobile platform 3 shaped to carry at least one part on which the machine or machines must work.

Dans la présente, le terme « machine » se réfère aussi bien à un robot R1, R2 tel qu’illustré dans l’exemple de la figure 1, qu’à une machine-outil, une machine cartésienne.In the present, the term “machine” refers both to a robot R1, R2 as illustrated in the example of figure 1, and to a machine tool, a Cartesian machine.

La cellule est en particulier une cellule robotique 1 comprenant au moins un robot R1, R2, en particulier un robot industriel. Ce robot R1, R2 est articulé, poly-articulé.The cell is in particular a robotic cell 1 comprising at least one robot R1, R2, in particular an industrial robot. This robot R1, R2 is articulated, poly-articulated.

La suite de la description se réfère à une telle cellule robotique 1.The rest of the description refers to such a robotic cell 1.

La cellule robotique 1 représentée de façon schématique sur la figure 1 permet de réaliser une ou différentes opérations notamment d’usinage, sur une ou plusieurs pièces. Il peut s’agir d’usinage de précision, par exemple de façon non limitative d’usinage de plaques acoustiques pour la réalisation de résonateurs de Helmholtz. Par exemple de façon non limitative, la cellule robotique 1 peut réaliser des opérations de fraisage, de perçage, de multi-perçage, et notamment de multi-perçage avec un nombre de broches ou d’électro-broches pour perçage différent.The robotic cell 1 represented schematically in FIG. 1 makes it possible to carry out one or more operations, in particular machining, on one or more parts. This may involve precision machining, for example, in a non-limiting way, the machining of acoustic plates for the production of Helmholtz resonators. For example, without limitation, the robotic cell 1 can carry out milling, drilling, multi-drilling, and in particular multi-drilling operations with a number of spindles or electro-spindles for different drilling.

Dans l’exemple illustré, la cellule robotique 1 comporte deux robots R1, R2. Bien entendu, ce nombre n’est pas limitatif. Les deux robots R1, R2 sont par exemple destinés à se faire face.In the example shown, robotic cell 1 has two robots R1, R2. Of course, this number is not limiting. The two robots R1, R2 are for example intended to face each other.

Les robots R1, R2 définissent respectivement un repère fixe. Selon l’exemple décrit avec deux robots, un premier robot R1 définit un premier repère fixe O1, X1, Y1, Z1, et un deuxième robot R2 définit un deuxième repère fixe O2, X2, Y2, Z2. En référence à l’orientation sur la figure 1, les axes X1, Y1, respectivement X2, Y2 définissent un plan horizontal et l’axe Z1, respectivement Z2, est vertical.The robots R1, R2 respectively define a fixed reference. According to the example described with two robots, a first robot R1 defines a first fixed frame O1, X1, Y1, Z1, and a second robot R2 defines a second fixed frame O2, X2, Y2, Z2. With reference to the orientation in figure 1, the axes X1, Y1, respectively X2, Y2 define a horizontal plane and the axis Z1, respectively Z2, is vertical.

Les robots R1, R2 comprennent chacun au moins un bras de robot 5 configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur la pièce à travailler.The robots R1, R2 each comprise at least one robot arm 5 configured to carry at least one tool so as to perform at least one automated operation on the workpiece.

Les robots R1, R2 sont articulés, poly-articulés. Il s’agit par exemple de robots six axes.The robots R1, R2 are articulated, poly-articulated. These are, for example, six-axis robots.

En particulier, les robots R1, R2 comprennent respectivement un socle à partir duquel s’étend le bras de robot 5. Le socle peut être fixe.In particular, the robots R1, R2 respectively comprise a base from which extends the robot arm 5. The base can be fixed.

Le bras de robot 5 est configuré pour porter au moins un outil, au moyen d’un effecteur, de façon à pouvoir effectuer au moins une opération automatisée sur la pièce à travailler. Par exemple pour l’usinage, le bras de robot 5 peut porter une broche d’usinage.The robot arm 5 is configured to carry at least one tool, by means of an effector, so as to be able to perform at least one automated operation on the workpiece. For example for machining, the robot arm 5 can carry a machining spindle.

Le bras de robot 5 porte une unité de mesure 7. Il s’agit de préférence d’une unité de mesure 7 équipant par défaut les robots R1, R2.The robot arm 5 carries a measurement unit 7. This is preferably a measurement unit 7 fitted by default to the robots R1, R2.

L’unité de mesure 7 est avantageusement une unité de mesure par contact telle qu’un palpeur 3D, comme schématisé dans la partie zoomée de la figure 1. Un tel palpeur 3D est avantageux car dans une grande majorité les robots en sont équipés par défaut.The measurement unit 7 is advantageously a contact measurement unit such as a 3D feeler, as shown schematically in the zoomed part of FIG. 1. Such a 3D feeler is advantageous because in a large majority of robots are equipped with it by default. .

L’unité de mesure par contact telle qu’un palpeur 3D permet de venir palper un étalon, un marqueur, un élément de référence, un plan de référence ou encore un alésage de référence.The contact measurement unit such as a 3D probe makes it possible to probe a standard, a marker, a reference element, a reference plane or even a reference bore.

L’unité de mesure 7, telle qu’un palpeur 3D est portée par le dernier axe du robot R1 ou R2.The measurement unit 7, such as a 3D probe, is carried by the last axis of the robot R1 or R2.

D’autres dispositifs ou moyens d’identification peuvent être envisagés, par exemple de type palpage, ou sans contact par exemple de type optique.Other identification devices or means may be envisaged, for example of the feeler type, or without contact, for example of the optical type.

La plateforme 3 mobile quant à elle est conformée pour porter au moins une pièce sur laquelle le ou les robots R1, R2 doivent travailler.The mobile platform 3 for its part is shaped to carry at least one part on which the robot or robots R1, R2 must work.

La plateforme 3 mobile peut comprendre un ou plusieurs éléments mobiles parmi, une interface, un plateau, une table de travail, un plan de travail. La plateforme 3 peut éventuellement comporter en outre un ou plusieurs éléments fixes. La plateforme 3 mobile peut comporter plusieurs dispositifs.The mobile platform 3 can comprise one or more mobile elements among, an interface, a tray, a work table, a work plan. The platform 3 may optionally further comprise one or more fixed elements. The mobile platform 3 can comprise several devices.

De plus, la plateforme 3 est mobile par rapport à au moins un axe V, C. De façon générale, un ou plusieurs dispositifs, de la plateforme 3 mobile, peuvent se déplacer de façon linéaire et/ou être rotatifs.In addition, the platform 3 is mobile with respect to at least one axis V, C. Generally, one or more devices of the mobile platform 3 can move linearly and/or be rotary.

La plateforme 3 mobile comporte par exemple une interface 9 mobile de façon linéaire selon un axe de translation V.The mobile platform 3 comprises for example an interface 9 mobile in a linear fashion along a translation axis V.

En théorie, l’axe de translation V est supposé parallèle à l’axe Y1, respectivement Y2, du robot R1, respectivement R2. Il évolue par exemple au milieu, à distance égale des deux robots R1, R2.In theory, the translation axis V is assumed to be parallel to the axis Y1, respectively Y2, of the robot R1, respectively R2. It evolves for example in the middle, at an equal distance from the two robots R1, R2.

La plateforme 3 mobile comporte également un plateau rotatif 11 autour d’un axe de rotation C. Le plateau rotatif 11 définit un autre repère O’, Xc, Yc, Zc.The mobile platform 3 also comprises a rotary plate 11 around an axis of rotation C. The rotary plate 11 defines another mark O′, Xc, Yc, Zc.

En théorie, l’axe de rotation C est par exemple orthogonal à l’axe de translation V.In theory, the axis of rotation C is for example orthogonal to the axis of translation V.

Les axes V, C sont communs pour les robots R1, R2. Ils sont nommés axes auxiliaires de façon à les différencier des axes des robots R1, R2.The V, C axes are common for the R1, R2 robots. They are named auxiliary axes in order to differentiate them from the axes of the robots R1, R2.

Comme dans l’exemple illustré, le plateau rotatif 11 peut être monté sur l’interface 9 mobile de façon linéaire selon l’axe de translation V.As in the example shown, the turntable 11 can be mounted on the interface 9 which can move linearly along the translation axis V.

La plateforme 3 mobile comporte de plus une table de travail ou un plan de travail 13 sur lequel peut être disposé par exemple un outillage avec la pièce à travailler. Dans l’exemple décrit, le plan de travail 13 est défini sur le plateau rotatif 11. Plus précisément, le plan de travail 13 est défini par la face supérieure du plateau rotatif 11 selon l’axe vertical Z1 du repère du premier robot R1, respectivement Z2 du repère du deuxième robot R2. En théorie, ce plan de travail 13 est parfaitement coaxial au plateau rotatif 11. Ainsi, la normale N au plan de travail 13 correspond en théorie à l’axe de rotation C.The mobile platform 3 further comprises a work table or a work surface 13 on which, for example, a tool can be arranged with the workpiece. In the example described, the work plane 13 is defined on the rotary plate 11. More precisely, the work plane 13 is defined by the upper face of the rotary plate 11 along the vertical axis Z1 of the reference mark of the first robot R1, respectively Z2 of the reference frame of the second robot R2. In theory, this work plane 13 is perfectly coaxial with the rotary plate 11. Thus, the normal N to the work plane 13 corresponds in theory to the axis of rotation C.

La plateforme 3 mobile présente de plus au moins un étalon REF1, REF2, REF3-1, REF3-2. La qualité de l’étalon est importante pour ne pas introduire de défauts.The mobile platform 3 also has at least one standard REF1, REF2, REF3-1, REF3-2. The quality of the standard is important so as not to introduce defects.

Au moins un étalon REF1, REF2 est choisi parmi une sphère, une bague. Une telle sphère ou bague étalon est choisie, dimensionnée selon un compromis pour optimiser les distances d’approche de l’unité de mesure 7 et minimiser l’amplitude de mouvement pour réaliser les mesures (comme décrit par la suite) au niveau de la sphère ou bague étalon. De façon non limitative, le diamètre de la sphère ou bague étalon peut par exemple être de l’ordre de 10mm à 200mm.At least one standard REF1, REF2 is chosen from a sphere, a ring. Such a standard sphere or ring is chosen, dimensioned according to a compromise to optimize the approach distances of the measuring unit 7 and to minimize the amplitude of movement to carry out the measurements (as described later) at the level of the sphere. or standard ring. In a non-limiting manner, the diameter of the standard sphere or ring can for example be of the order of 10mm to 200mm.

La plateforme 3 mobile peut présenter de plus au moins un autre étalon parmi un alésage de référence REF3-2, un plan de référence REF3-1.The mobile platform 3 can also present at least one other standard from a reference bore REF3-2, a reference plane REF3-1.

Au moins un étalon REF1 peut être prévu sur l’interface 9 mobile de façon linéaire. Il peut s’agir par exemple d’une sphère ou d’une bague étalon. Un exemple de réalisation est montré sur les figures 2 et 3.At least one standard REF1 can be provided on the mobile interface 9 in a linear fashion. It can be for example a sphere or a standard ring. An exemplary embodiment is shown in Figures 2 and 3.

Au moins un autre étalon REF2, REF3-1, REF3-2 peut être prévu sur le plateau rotatif 11. Un exemple de réalisation est montré sur les figures 4 à 6.At least one other standard REF2, REF3-1, REF3-2 can be provided on the rotary plate 11. An example embodiment is shown in FIGS. 4 to 6.

Dans l’exemple décrit, le plateau rotatif 11 peut comporter un étalon REF2 tel qu’une sphère ou une bague étalon. Afin de différencier les étalons, tels que des sphères ou bagues étalons, l’étalon REF1 sur l’interface 9 (figures 2-3) est nommé premier étalon REF1, et l’étalon REF2 sur le plateau rotatif 11 (figures 4-6) est nommé deuxième étalon REF2. Toutefois, ceci n’implique pas de priorité de l’un par rapport à l’autre. Le deuxième étalon REF2 peut être similaire au premier étalon prévu sur l’interface mobile de façon linéaire.In the example described, the rotary plate 11 can comprise a standard REF2 such as a sphere or a standard ring. In order to differentiate the standards, such as spheres or standard rings, the standard REF1 on the interface 9 (figures 2-3) is named first standard REF1, and the standard REF2 on the rotary plate 11 (figures 4-6 ) is named second stallion REF2. However, this does not imply priority of one over the other. The second standard REF2 can be similar to the first standard provided on the mobile interface in a linear fashion.

De plus, le plateau rotatif 11 peut présenter d’autres étalons, par exemple un alésage ou une rainure de référence REF3-2, visible sur les figures 4 et 6. Le plateau rotatif 11 peut présenter encore un plan de référence REF3-1. Le plan de référence REF3-1 est par exemple défini par le fond de l’alésage de référence REF3-2.In addition, the rotary plate 11 may have other standards, for example a bore or a reference groove REF3-2, visible in Figures 4 and 6. The rotary plate 11 may still have a reference plane REF3-1. The reference plane REF3-1 is for example defined by the bottom of the reference bore REF3-2.

Par ailleurs, un modèle virtuel théorique de la cellule notamment robotique 1 (figure 1) est généré par un système de modélisation. Le système de modélisation est par exemple un système CAO pour conception assistée par ordinateur et/ou FAO pour fabrication assistée par ordinateur.Furthermore, a theoretical virtual model of the particular robotic cell 1 (FIG. 1) is generated by a modeling system. The modeling system is for example a CAD system for computer-aided design and/or CAM for computer-aided manufacturing.

Le modèle virtuel théorique est utilisé pour programmer des déplacements des robots R1, R2 et de la plateforme 3 mobile, et des opérations à effectuer par les robots R1, R2 sur la pièce à travailler, selon un programme, qui peut être géré, exécuté par une unité de commande de la cellule robotique 1.The theoretical virtual model is used to program movements of the robots R1, R2 and of the mobile platform 3, and operations to be carried out by the robots R1, R2 on the workpiece, according to a program, which can be managed, executed by a control unit of the robotic cell 1.

L’unité de commande peut comprendre un ou plusieurs moyens de traitement. Ces moyens de traitement sont notamment configurés pour gérer l’exécution du programme par exemple d’usinage. De façon générale, les moyens de traitement peuvent comporter l’un ou plusieurs des moyens parmi un ou plusieurs moyens de communication, au moins un comparateur, au moins un calculateur ou interpolateur, un processeur et/ou tout autre matériel permettant d’exécuter un programme ou logiciel, au moins une mémoire, ou encore d’autres matériels conventionnels ou personnalisés.The control unit may include one or more processing means. These processing means are configured in particular to manage the execution of the program, for example machining. In general, the processing means may comprise one or more of the means from one or more means of communication, at least one comparator, at least one calculator or interpolator, a processor and/or any other hardware making it possible to execute a program or software, at least one memory, or other conventional or custom hardware.

Le programme peut exprimer, à partir du modèle virtuel théorique, les chaines cinématiques virtuelles théoriques du ou des robots R1, R2 avec un positionnement théorique de toutes les articulations, de la longueur du bras de robot 5, de la longueur des axes. Selon un exemple particulier non limitatif, le programme peut exprimer les coordonnées de tous les axes, par exemple des six axes des robots R1, R2. Le programme peut exprimer également le positionnement des axes dits auxiliaires selon lesquels la plateforme 3 est mobile, c'est-à-dire dans l’exemple d’écrit l’axe de translation V et l’axe de rotation C.The program can express, from the theoretical virtual model, the theoretical virtual kinematic chains of the robot or robots R1, R2 with a theoretical positioning of all the joints, of the length of the robot arm 5, of the length of the axes. According to a particular non-limiting example, the program can express the coordinates of all the axes, for example of the six axes of the robots R1, R2. The program can also express the positioning of the so-called auxiliary axes along which the platform 3 is mobile, i.e. in the example written the axis of translation V and the axis of rotation C.

D’autres exemples de programmations par ailleurs connus de l’homme du métier de la programmation robotique sont possibles. De façon non limitative, une variante peut être d’exploiter une programmation, qui est notamment normalisée ISO pour « International Organization for Standardization » en anglais, pour exprimer l’extrémité de l’outil et la normale de l’outil porté par le robot R1, R2. Selon cette programmation, les coordonnées des points à atteindre par le robot R1, R2 peuvent être donnés avec l’orientation de la normale aux points et de bits qui imposent la posture du robot R1, R2 (suivant que ces bits prennent la valeur zéro ou un) pour atteindre cette normale à ce point. Sur le principe, un robot six axes est capable d’atteindre un même point avec sa normale de huit postures différentes.Other programming examples otherwise known to those skilled in the art of robotic programming are possible. In a non-limiting way, a variant can be to use a programming, which is in particular standardized ISO for “International Organization for Standardization” in English, to express the end of the tool and the normal of the tool carried by the robot. R1, R2. According to this programming, the coordinates of the points to be reached by the robot R1, R2 can be given with the orientation of the normal to the points and bits which impose the posture of the robot R1, R2 (depending on whether these bits take the value zero or a) to achieve this normal at this point. In principle, a six-axis robot is able to reach the same point with its normal from eight different postures.

La description qui précède se réfère à une cellule robotique 1 comprenant au moins un robot R1, R2, en particulier un robot industriel. Bien entendu, cette description peut s’appliquer également à une machine-outil, une machine cartésienne conventionnelle, notamment cette machine peut comporter un bras portant l’unité de mesure 7 précédemment décrite, et dont les déplacements sont programmés selon le modèle virtuel théorique.The preceding description refers to a robotic cell 1 comprising at least one robot R1, R2, in particular an industrial robot. Of course, this description can also apply to a machine tool, a conventional Cartesian machine, in particular this machine can include an arm carrying the measuring unit 7 previously described, and whose movements are programmed according to the theoretical virtual model.

La cellule notamment robotique 1 est configurée pour mettre en œuvre au moins certaines étapes d’un procédé d’étalonnage décrit ci-après. En particulier, l’unité de mesure 7 est configurée pour mettre en œuvre au moins une étape de mesure. L’unité de commande, et notamment un ou plusieurs de ces moyens de traitement peuvent mettre en œuvre au moins en partie le procédé d’étalonnage.The particular robotic cell 1 is configured to implement at least certain steps of a calibration method described below. In particular, the measurement unit 7 is configured to implement at least one measurement step. The control unit, and in particular one or more of these processing means, can at least partially implement the calibration method.

PROCEDE D’ETALONNAGE
Le procédé d’étalonnage permet d’identifier l’architecture réelle de la cellule, notamment robotique 1 par rapport au(x) machines / robot(s) R1, R2 et d’intégrer les défauts détectés dans le programme.
CALIBRATION PROCEDURE
The calibration process makes it possible to identify the real architecture of the cell, in particular robotics 1 compared to the machine(s) / robot(s) R1, R2 and to integrate the faults detected in the program.

Un mode de réalisation du procédé d’étalonnage décrit par la suite concerne plus particulièrement l’étalonnage d’une cellule robotique 1 comme décrit précédemment.An embodiment of the calibration method described below relates more particularly to the calibration of a robotic cell 1 as described above.

Lors d’une étape préliminaire, la cellule robotique 1 est installée dans le monde réel. Il s’agit d’agencer le ou les robots R1, R2 par rapport à la plateforme 3 mobile, en se basant sur le modèle virtuel théorique de la cellule robotique 1. Après installation dans le monde réel, de façon non exhaustive, il se peut que les robots R1, R2 aient des positions relatives par rapport à la plateforme 3 mobile différentes de la théorie, des orientations différentes, l’axe de rotation C du plateau rotatif 11 peut être basculé, ne pas être parfaitement vertical à l’axe de translation V, ou autre défaut d’orientation, de désaxage, d’alignement.In a preliminary step, the robotic cell 1 is installed in the real world. This involves arranging the robot or robots R1, R2 with respect to the mobile platform 3, based on the theoretical virtual model of the robotic cell 1. After installation in the real world, in a non-exhaustive manner, it is the robots R1, R2 may have relative positions with respect to the mobile platform 3 different from the theory, different orientations, the axis of rotation C of the rotary plate 11 may be tilted, may not be perfectly vertical to the axis translation V, or other orientation defect, misalignment, alignment.

Calibrage absolu des machines ou robots R1, R2
Avant de commencer l’étalonnage, la ou les machines, en particulier le ou les robots R1, R2 doivent être calibrés, pour ne pas introduire de défauts dans le cas où les machines, en particulier robots R1, R2 exploiteraient une chaine cinématique virtuelle théorique ne correspondant pas à la réalité.
Absolute calibration of machines or robots R1, R2
Before starting the calibration, the machine(s), in particular the robot(s) R1, R2 must be calibrated, so as not to introduce defects in the event that the machines, in particular the robots R1, R2 operate a theoretical virtual kinematic chain does not correspond to reality.

Il s’agit d’un calibrage absolu pour identifier les éventuels défauts intrinsèques aux robots R1, R2 par rapport au modèle virtuel théorique. Par exemple, de façon purement illustrative, selon la théorie, le bras de robot 5 est censé s’étendre à 1500mm mais s’étend dans le monde réel à 1503mm.This is an absolute calibration to identify any defects intrinsic to robots R1, R2 compared to the theoretical virtual model. For example, purely illustrative, according to theory, robot arm 5 is supposed to extend to 1500mm but in the real world extends to 1503mm.

Le calibrage absolu des robots est généralement réalisé à une température prédéfinie, par exemple de façon non limitative à 20°C +/-1°C ou 2°C.The absolute calibration of robots is generally carried out at a predefined temperature, for example in a non-limiting manner at 20°C +/-1°C or 2°C.

Le calibrage des robots R1, R2 peut se faire de manière indépendante, par exemple par le constructeur de robots.The calibration of the robots R1, R2 can be done independently, for example by the robot manufacturer.

Le procédé d’étalonnage peut éventuellement comporter une ou plusieurs phases préliminaires pour le calibrage des robots R1, R2.The calibration process may optionally include one or more preliminary phases for calibrating the robots R1, R2.

Selon un mode de réalisation, le calibrage du robot R1, R2, comprend au moins une étape de mesure des dimensions du robot R1, R2, de façon à obtenir la chaine cinématique réelle du robot R1, R2. Ceci peut être réalisé pour chaque robot R1, R2.According to one embodiment, the calibration of the robot R1, R2, comprises at least one step of measuring the dimensions of the robot R1, R2, so as to obtain the real kinematic chain of the robot R1, R2. This can be done for each robot R1, R2.

L’étape de mesure des dimensions des robots R1, R2 peut être mise en œuvre par un instrument de mesure, par exemple tel qu’un laser, de type laser tracker aussi appelé laser de poursuite.The step of measuring the dimensions of the robots R1, R2 can be implemented by a measuring instrument, for example such as a laser, of the laser tracker type also called tracking laser.

Lors d’une étape suivante, la chaine cinématique réelle est comparée à la chaine cinématique virtuelle théorique du robot R1, R2 de façon à identifier les écarts. Ces écarts identifiés sont par la suite intégrés dans le programme par l’unité de commande.In a next step, the real kinematic chain is compared to the theoretical virtual kinematic chain of the robot R1, R2 in order to identify the deviations. These identified deviations are then integrated into the program by the control unit.

Une autre phase préliminaire peut être l’identification de la position du centre de l’outil, ou TCP pour tool center point en anglais, porté par le bras de robot 5. La position du centre de l’outil est notamment définie par rapport à une flasque de sortie de l’axe porteur du robot R1, R2, généralement le dernier axe du robot R1, R2. L’identification de la position du centre de l’outil, ou TCP est un procédé connu de l’Homme du métier en robotique, et n’est pas décrit plus en détail dans la présente.Another preliminary phase can be the identification of the position of the center of the tool, or TCP for tool center point in English, carried by the robot arm 5. The position of the center of the tool is in particular defined with respect to an output flange of the carrier axis of the robot R1, R2, generally the last axis of the robot R1, R2. Identifying the position of the tool center, or TCP, is a process known to those skilled in the art of robotics, and is not described in more detail herein.

Une fois la position du centre de l’outil identifiée, les coordonnées réelles peuvent être intégrées au niveau du programme, de façon à intégrer les éventuels défauts résiduels de positionnement, d’orientation par rapport à l’extrémité du bras de robot 5.Once the position of the center of the tool has been identified, the real coordinates can be integrated at the program level, so as to integrate any residual defects of positioning, of orientation with respect to the end of the robot arm 5.

Également, de façon préliminaire, les étalons REF1, REF2, REF3-1, REF3-2 positionnés sur la plateforme 3 mobile sont de préférence calibrés.Also, in a preliminary manner, the standards REF1, REF2, REF3-1, REF3-2 positioned on the mobile platform 3 are preferably calibrated.

De façon générale, le procédé d’étalonnage comporte notamment les phases suivantes :

  • une phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport à au moins un robot R1, R2 dans le monde réel,
  • une phase d’identification des écarts de positionnement relatif dans le monde réel par rapport au modèle virtuel théorique, et
  • une phase de correction des défauts.
In general, the calibration process includes in particular the following phases:
  • a characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to at least one robot R1, R2 in the real world,
  • a phase of identifying deviations in relative positioning in the real world compared to the theoretical virtual model, and
  • a fault correction phase.

Phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au robot R1, R2
La phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au robot R1, R2 dans le monde réel, a pour objectif d’identifier et d’exprimer le positionnement relatif entre des sous-ensembles de la cellule robotique 1.
Characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the robot R1, R2
The characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the robot R1, R2 in the real world, aims to identify and express the relative positioning between subassemblies of the robotic cell 1.

En particulier, le positionnement d’un ou plusieurs dispositifs de la plateforme 3 mobile est identifié en utilisant au moins un étalon REF1, REF2 ou élément de référence. L’unité de mesure 7 portée par le bras de robot 5 relève les coordonnées d’au moins un étalon REF1, REF2 positionné sur la plateforme 3 mobile dans au moins une position prédéfinie.In particular, the positioning of one or more devices of the mobile platform 3 is identified by using at least one standard REF1, REF2 or reference element. The measurement unit 7 carried by the robot arm 5 records the coordinates of at least one standard REF1, REF2 positioned on the mobile platform 3 in at least one predefined position.

À cet effet, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au robot R1, R2 peut comporter au moins une étape d’entrainement de la plateforme 3 mobile. Cet entrainement peut être commandé par une unité de commande de la cellule robotique 1.To this end, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the robot R1, R2 may include at least one training stage of the mobile platform 3. This training can be controlled by a control unit of the robotic cell 1.

En particulier, la plateforme 3 mobile ou au moins un de ses dispositifs peut prendre au moins deux positions. Dans chacune de ces positions, l’unité de mesure 7 portée par le bras de robot 5 peut relever les coordonnées de l’étalon REF1, REF2 positionné sur la plateforme 3 mobile. Les coordonnées relevées peuvent être ensuite transmises à l’unité de commande.In particular, the mobile platform 3 or at least one of its devices can assume at least two positions. In each of these positions, the measuring unit 7 carried by the robot arm 5 can record the coordinates of the standard REF1, REF2 positioned on the mobile platform 3. The coordinates recorded can then be transmitted to the control unit.

L’unité de commande peut alors exprimer les coordonnées relevées dans le repère O1, X1, Y1, Z1, respectivement O2, X2, Y2, Z2, du robot R1, respectivement R2. Il s’agit d’au moins une étape de caractérisation.The control unit can then express the coordinates recorded in the frame O1, X1, Y1, Z1, respectively O2, X2, Y2, Z2, of the robot R1, respectively R2. This is at least a characterization step.

En particulier, lors de cette étape de caractérisation, l’unité de commande peut exprimer les coordonnées d’un vecteur directeur , d’au moins un des axes auxiliaires, dans le repère O1, X1, Y1, Z1, respectivement O2, X2, Y2, Z2 du robot R1, respectivement R2.In particular, during this characterization step, the control unit can express the coordinates of a direction vector , of at least one of the auxiliary axes, in the frame O1, X1, Y1, Z1, respectively O2, X2, Y2, Z2 of the robot R1, respectively R2.

Plus précisément, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile permet de définir le positionnement du ou des axes dits auxiliaires, notamment l’axe de translation V et/ou l’axe de rotation C, par rapport à un robot ou à chaque robot R1, R2.More precisely, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 makes it possible to define the positioning of the so-called auxiliary axis or axes, in particular the axis of translation V and/or the axis of rotation C, with respect to a robot or to each robot R1, R2.

Caractérisation du positionnement relatif de l’axe de translation V par rapport à un robot
Selon le mode de réalisation particulier décrit précédemment avec l’interface 9 mobile de façon linéaire selon l’axe de translation V, il s’agit de caractériser cet axe de translation V dans le référentiel du robot R1, R2.
Characterization of the relative positioning of the translation axis V with respect to a robot
According to the particular embodiment previously described with the interface 9 moving linearly along the axis of translation V, it is a question of characterizing this axis of translation V in the reference frame of the robot R1, R2.

À cet effet, la course de l’interface 9 mobile de façon linéaire suivant l’axe de translation V doit être calibrée. Ceci peut se faire lors d’une phase préliminaire.To this end, the stroke of the interface 9 moving linearly along the translation axis V must be calibrated. This can be done in a preliminary phase.

À titre d’exemple illustratif et non limitatif, la course est bornée entre 0mm et 3000mm, c'est-à-dire d’un point de départ ou première position de fin de course V0 à un point d’arrivée ou deuxième position de fin de course V3000. En théorie, le point de départ ou première position de fin de course V0 peut être défini à 1500mm d’un côté, du robot R1, R2 et le point d’arrivée ou deuxième position de fin de course V3000 est à 1500mm de l’autre côté. Si un décalage est détecté dans le monde réel, par exemple si le point de départ V0 est situé à 1503mm d’un côté et le point d’arrivée V3000 à 1497mm de l’autre côté, ce défaut est intégré au niveau du programme.By way of illustrative and non-limiting example, the race is limited between 0mm and 3000mm, that is to say from a starting point or first position of end of race V0 to a point of arrival or second position of limit switch V3000. In theory, the starting point or first end position V0 can be set 1500mm from one side of the robot R1, R2 and the end point or second end position V3000 is 1500mm from the robot. other side. If an offset is detected in the real world, for example if the starting point V0 is located at 1503mm on one side and the ending point V3000 at 1497mm on the other side, this defect is integrated at the program level.

L’objectif est d’identifier et de positionner dans l’espace, l’axe de translation V par rapport au robot R1, R2, et plus précisément son vecteur directeur .The objective is to identify and position in space, the translation axis V with respect to the robot R1, R2, and more precisely its direction vector .

En se référant également à la figure 7, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au robot R1, R2 permet de façon générale d’identifier deux positions P1 et P2 le long de la course selon l’axe de translation V, en utilisant le premier étalon REF1 sur l’interface 9, et d’exprimer les coordonnées du premier étalon REF1 dans chaque position P1, P2, dans le référentiel du robot R1, R2.Referring also to FIG. 7, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the robot R1, R2 generally makes it possible to identify two positions P1 and P2 along the stroke along the axis of translation V, using the first standard REF1 on the interface 9, and to express the coordinates of the first standard REF1 in each position P1, P2, in the reference frame of the robot R1, R2.

Pour ce faire, lors d’une première étape d’entrainement, l’interface 9 peut être entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce que le premier étalon REF1 atteigne une première position linéaire P1. Lors d’une deuxième étape d’entrainement, l’interface 9 peut être entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce que le premier étalon REF1 sur l’interface 9 atteigne une deuxième position linéaire P2.To do this, during a first training step, the interface 9 can be driven in linear displacement until the first standard REF1 reaches a first linear position P1. During a second training step, the interface 9 can be driven in linear displacement until the first standard REF1 on the interface 9 reaches a second linear position P2.

Deux étapes de mesure peuvent être mises en œuvre lorsque le premier étalon REF1 sur l’interface 9 est dans chacune de ces positions linéaires P1, P2. L’unité de mesure relève respectivement les coordonnées XP1, YP1, ZP1du premier étalon REF1 en première position linéaire P1 et les coordonnées XP2, YP2, ZP2en deuxième position linéaire P2.Two measurement steps can be implemented when the first standard REF1 on the interface 9 is in each of these linear positions P1, P2. The measurement unit respectively records the coordinates X P1 , Y P1 , Z P1 of the first standard REF1 in the first linear position P1 and the coordinates X P2 , Y P2 , Z P2 in the second linear position P2.

Afin d’améliorer la précision de la définition de l’axe de translation V, les deux positions P1 et P2 sont choisies les plus éloignées possibles selon la course de l’interface 9. Les positions P1, P2 sont également tributaires de la capacité du bras de robot 5 portant l’unité de mesure 7 à atteindre le premier étalon REF1, pour venir le palper par exemple.In order to improve the precision of the definition of the translation axis V, the two positions P1 and P2 are chosen as far apart as possible according to the stroke of the interface 9. The positions P1, P2 are also dependent on the capacity of the robot arm 5 carrying the measuring unit 7 to reach the first standard REF1, to feel it for example.

Les positions linéaires P1, P2 peuvent être des positions de début ou de fin de course ou à proximité de telles positions de début ou de fin de course, si l’envergure du bras de robot 5 le permet.The linear positions P1, P2 can be start or end of travel positions or close to such start or end of travel positions, if the span of the robot arm 5 allows it.

Ainsi, la première position linéaire P1 peut être une position de début de course V0 si l’envergure du bras de robot 5 le permet. En variante, la première position linéaire P1 peut être à proximité de la première position de fin de course V0, dans la limite de la capacité du bras de robot portant l’unité de mesure à atteindre l’étalon REF1 sur l’interface 9.Thus, the first linear position P1 can be a start position V0 if the span of the robot arm 5 allows it. As a variant, the first linear position P1 can be close to the first end-of-travel position V0, within the limit of the capacity of the robot arm carrying the measurement unit to reach the standard REF1 on the interface 9.

De même, la deuxième position linéaire P2 peut être la position de fin de course V3000 de l’interface 9 si l’envergure du bras de robot 5 le permet. En variante, la deuxième position linéaire P2 peut être à proximité de la position de fin de course V3000, dans la limite de la capacité du bras de robot 5 portant l’unité de mesure à atteindre l’étalon REF1 sur l’interface 9.Similarly, the second linear position P2 can be the limit position V3000 of the interface 9 if the span of the robot arm 5 allows it. As a variant, the second linear position P2 can be close to the end-of-travel position V3000, within the limit of the capacity of the robot arm 5 carrying the measurement unit to reach the standard REF1 on the interface 9.

Les coordonnées relevées peuvent être transmises à l’unité de commande. Cette dernière peut, lors d’une étape de caractérisation de l’axe de translation V par rapport au robot R1, R2, exprimer les coordonnées XP1, YP1, ZP1du premier étalon REF1 en première position linéaire P1 et les coordonnées XP2, YP2, ZP2du premier étalon REF1 en deuxième position linéaire P2 dans le repère fixe O1, X1, Y1, Z1, respectivement O2, X2, Y2, Z2 du robot R1, respectivement R2.The coordinates recorded can be transmitted to the control unit. The latter can, during a stage of characterization of the axis of translation V with respect to the robot R1, R2, express the coordinates X P1 , Y P1 , Z P1 of the first standard REF1 in the first linear position P1 and the coordinates X P2 , Y P2 , Z P2 of the first standard REF1 in the second linear position P2 in the fixed frame O1, X1, Y1, Z1, respectively O2, X2, Y2, Z2 of the robot R1, respectively R2.

En particulier, l’unité de commande peut en déduire un vecteur directeur de l’axe de translation et exprimer ses coordonnées Xv, Yv, Zv dans le repère fixe O1, X1, Y1, Z1 respectivement O2, X2, Y2, Z2 du robot R1, respectivement R2.In particular, the control unit can deduce therefrom a direction vector of the translation axis and express its coordinates Xv, Yv, Zv in the fixed frame O1, X1, Y1, Z1 respectively O2, X2, Y2, Z2 of the robot R1, respectively R2.

Les coordonnées Xv, Yv, Zv du vecteur directeur de l’axe de translation ont la forme des équations suivantes : The coordinates Xv, Yv, Zv of the direction vector of the translation axis have the form of the following equations:

L’axe de translation V est ainsi caractérisé dans le repère O1, X1, Y1, Z1 respectivement O2, X2, Y2, Z2 du robot R1, respectivement R2.The translation axis V is thus characterized in the frame O1, X1, Y1, Z1 respectively O2, X2, Y2, Z2 of the robot R1, respectively R2.

Lorsque la cellule robotique 1 comporte plusieurs robots R1, R2, toutes ces étapes pour caractériser l’axe de translation V peuvent être mises par rapport au référentiel de chaque robot. Selon le mode de réalisation particulier décrit, ces étapes sont mises en œuvre par rapport au premier robot R1 de façon à exprimer l’axe de translation V dans le référentiel de ce dernier, et par rapport au deuxième robot R2 de façon à exprimer l’axe de translation V dans le référentiel de ce dernier.When the robotic cell 1 comprises several robots R1, R2, all these steps to characterize the translation axis V can be compared to the reference frame of each robot. According to the particular embodiment described, these steps are implemented with respect to the first robot R1 so as to express the translation axis V in the reference frame of the latter, and with respect to the second robot R2 so as to express the translation axis V in the reference frame of the latter.

Phase de calage d’une position angulaire d’origine C0
Par ailleurs, selon le mode de réalisation particulier décrit avec un plateau rotatif 11, mobile en rotation autour d’un axe de rotation C, afin de pouvoir de caractériser cet axe de rotation C dans le référentiel du robot ou de l’un des robots R1, R2, le procédé d’étalonnage comporte une phase de calage d’une position angulaire d’origine C0 à partir de laquelle le positionnement du plateau rotatif 11 et de son axe de rotation C dans l’espace pourra être déterminé.
Setting phase of an original angular position C0
Furthermore, according to the particular embodiment described with a rotary plate 11, mobile in rotation around an axis of rotation C, in order to be able to characterize this axis of rotation C in the reference frame of the robot or of one of the robots R1, R2, the calibration method comprises a phase of setting an original angular position C0 from which the positioning of the rotary plate 11 and of its axis of rotation C in space can be determined.

La phase de calage permet de venir positionner le plateau rotatif 11 dans une position prédéfinie comme la position angulaire d’origine C0 en exploitant le deuxième étalon REF2.The setting phase makes it possible to position the rotary plate 11 in a predefined position such as the original angular position C0 by exploiting the second standard REF2.

Cette phase de calage est réalisée par rapport à un seul robot. De plus, lorsque la cellule robotique 1 comporte plusieurs robots, par exemple deux robots R1, R2, destinés à travailler sur une même pièce, par exemple destinés à réaliser chacun des perçages sur cette pièce, un premier robot R1 est défini comme un robot maitre. La phase de calage de la position angulaire d’origine C0 est réalisée uniquement par rapport à ce premier robot R1, dit robot maitre.This calibration phase is carried out with respect to a single robot. Moreover, when the robotic cell 1 comprises several robots, for example two robots R1, R2, intended to work on the same part, for example intended to make each of the holes on this part, a first robot R1 is defined as a master robot . The phase of setting the original angular position C0 is carried out only with respect to this first robot R1, known as the master robot.

Cette position angulaire d’origine C0 est par exemple définie comme la position dans laquelle, le deuxième étalon REF2 est en face du robot R1, et coïncide avec un premier axe X1, du repère défini par le robot R1, et la coordonnée du deuxième étalon REF2 suivant un deuxième axe Y1 du repère défini par le robot R1, est à zéro.This original angular position C0 is for example defined as the position in which the second standard REF2 is opposite the robot R1, and coincides with a first axis X1, of the reference defined by the robot R1, and the coordinate of the second standard REF2 along a second axis Y1 of the reference defined by the robot R1, is at zero.

Pour ce faire, la phase de calage comporte une étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif 11, jusqu’à ce que l’unité de mesure 7 portée par le robot R1, détecte que le deuxième étalon REF2 positionné sur le plateau rotatif 11 atteint une position dans laquelle il coïncide avec l’axe X1, du robot R1, et que sa coordonnée suivant l’axe Y1 du robot R1, est à zéro. On associe ainsi une position angulaire du plateau rotatif 11 à la position angulaire d’origine C0.To do this, the wedging phase includes a step of driving the rotary plate 11 in rotation, until the measuring unit 7 carried by the robot R1 detects that the second standard REF2 positioned on the rotary plate 11 reaches a position in which it coincides with the X1 axis, of the robot R1, and that its coordinate along the Y1 axis of the robot R1, is at zero. An angular position of the rotary plate 11 is thus associated with the original angular position C0.

Comme dans l’exemple illustré, le plateau rotatif 11 peut être monté sur l’interface 9 mobile de façon linéaire. Dans ce cas, la phase de calage de la position angulaire d’origine C0 est mise en œuvre après un positionnement prédéfini de l’interface 9 mobile de façon linéaire, selon l’axe de translation V. Ce positionnement exploite le premier étalon REF1.As in the example shown, the turntable 11 can be mounted on the interface 9 which can be moved in a linear fashion. In this case, the phase of setting the original angular position C0 is implemented after a predefined positioning of the mobile interface 9 in a linear fashion, along the translation axis V. This positioning uses the first standard REF1.

Lors d’une étape d’entrainement, l’interface 9 mobile de façon linéaire, est déplacée jusqu’à ce que le premier étalon REF1 atteigne la position prédéfinie selon l’axe de translation V. Cet entrainement est par exemple commandé par l’unité de commande.During a training step, the mobile interface 9 in a linear fashion is moved until the first standard REF1 reaches the predefined position along the translation axis V. This training is for example controlled by the control unit.

La position prédéfinie est par exemple le milieu de course V1500 selon l’axe de translation V. La position de l’interface en milieu de course V1500 correspond par exemple, lorsqu’il y a deux robots R1, R2, à une position dans laquelle ces deux robots R1, R2, se font face, ce qui permet de faciliter la définition des positionnements relatifs des sous-ensembles de la cellule robotique 1. En alternative, toute autre position prédéfinie peut être envisagée, comme par exemple en début V0 ou en fin de course V3000.The predefined position is for example the mid-travel V1500 along the translation axis V. The position of the interface in the mid-travel V1500 corresponds for example, when there are two robots R1, R2, to a position in which these two robots R1, R2 face each other, which makes it easier to define the relative positions of the subassemblies of the robotic cell 1. Alternatively, any other predefined position can be envisaged, such as for example at the start of V0 or at the limit switch V3000.

Bien entendu, selon une alternative dans laquelle le plateau rotatif 11 ne serait pas monté sur une telle interface 9 mobile de façon linéaire, il n’y aurait pas à associer la position angulaire d’origine C0 à un positionnement particulier (par exemple en milieu de course V1500) de cette interface 9.Of course, according to an alternative in which the rotary plate 11 would not be mounted on such a linearly mobile interface 9, there would be no need to associate the original angular position C0 with a particular positioning (for example in the middle race V1500) of this interface 9.

Lorsque la cellule robotique 1 comporte plusieurs robots R1, R2, la position angulaire d’origine C0 n’est pas de nouveau étalonnée par rapport à l’autre ou aux autres robots R2. Aux itérations suivantes du procédé d’étalonnage, le ou les robots R2 suivants viennent identifier, par exemple en venant palper, le deuxième étalon REF2 à la position angulaire d’origine C0 adoptée précédemment. Il(s) utilise(nt) la valeur étalonnée par rapport au premier robot R1, dit robot maitre.When the robotic cell 1 comprises several robots R1, R2, the original angular position C0 is not calibrated again with respect to the other or to the other robots R2. At the following iterations of the calibration process, the following robot or robots R2 come to identify, for example by coming to feel, the second standard REF2 at the original angular position C0 adopted previously. He(they) use(s) the value calibrated with respect to the first robot R1, called the master robot.

Caractérisation du positionnement relatif de l’axe de rotation C par rapport à un robot
Une fois la position angulaire d’origine C0 calée, le plateau rotatif 11 est entrainé depuis cette position angulaire d’origine C0 vers au moins deux autres positions angulaires, en utilisant le deuxième étalon REF2 de façon à pouvoir relever et exprimer ses coordonnées dans chaque position angulaire dans le référentiel du robot R1, R2.
Characterization of the relative positioning of the axis of rotation C with respect to a robot
Once the original angular position C0 has been set, the rotary plate 11 is driven from this original angular position C0 to at least two other angular positions, using the second standard REF2 so as to be able to record and express its coordinates in each angular position in the frame of the robot R1, R2.

De façon avantageuse, les deux autres positions angulaires forment un angle de même mesure par rapport à la position angulaire d’origine C0. L’angle est par exemple de +120°, -120°.Advantageously, the two other angular positions form an angle of the same measure with respect to the original angular position C0. The angle is for example +120°, -120°.

Pour cela, la phase de caractérisation comporte une première étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif 11 jusqu’à ce que le deuxième étalon REF2 atteigne une deuxième position angulaire C+120. La première étape d’entrainement en rotation s’effectue selon un premier sens de rotation, par exemple de +120°.For this, the characterization phase includes a first step of rotating the rotary plate 11 until the second standard REF2 reaches a second angular position C+120. The first rotational drive step is performed in a first direction of rotation, for example +120°.

La phase de caractérisation comporte une deuxième étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif jusqu’à ce que le deuxième étalon REF2 atteigne une troisième position angulaire C-120. La deuxième étape d’entrainement en rotation s’effectue selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, par exemple de -120°. L’entrainement en rotation du plateau rotatif 11 peut être commandé par l’unité de commande de la cellule robotique 1.The characterization phase includes a second step of driving the rotary plate in rotation until the second standard REF2 reaches a third angular position C-120. The second rotational drive step is carried out according to a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, for example -120°. The rotational drive of the rotary plate 11 can be controlled by the control unit of the robotic cell 1.

Trois étapes de mesure peuvent être mises en œuvre. L’unité de mesure 7 relève les coordonnées du deuxième étalon REF2 dans la position angulaire d’origine C0 ou première position angulaire, dans la deuxième position angulaire C+120 et également dans la troisième position angulaire C-120.Three measurement steps can be implemented. The measuring unit 7 records the coordinates of the second standard REF2 in the original angular position C0 or first angular position, in the second angular position C+120 and also in the third angular position C-120.

En palpant le deuxième étalon REF2, en trois positions : la position angulaire d’origine C0, la deuxième position C+120 et la troisième position C-120, cela permet de définir un plan de rotation.By palpating the second standard REF2, in three positions: the original angular position C0, the second position C+120 and the third position C-120, this makes it possible to define a plane of rotation.

L’unité de commande peut à partir du plan de rotation, déduire le centre de rotation O’ du plateau rotatif 11.The control unit can, from the plane of rotation, deduce the center of rotation O' of the rotary plate 11.

Le plan de rotation défini et le centre de rotation O’ identifié, l’unité de commande peut déterminer un vecteur directeur de l’axe de rotation normal au plan de rotation et passant par le centre de rotation O’.The plane of rotation defined and the center of rotation O' identified, the control unit can determine a direction vector of the axis of rotation normal to the plane of rotation and passing through the center of rotation O'.

Il s’en suit une étape de caractérisation dans laquelle l’unité de commande exprime les coordonnées du vecteur directeur de l’axe de rotation dans le repère fixe O1, X1, Y1, Z1, respectivement O2, X2, Y2, Z2, du robot R1, respectivement R2.There follows a characterization step in which the control unit expresses the coordinates of the direction vector of the axis of rotation in the fixed frame O1, X1, Y1, Z1, respectively O2, X2, Y2, Z2, of the robot R1, respectively R2.

Lorsque la cellule robotique 1 comporte plusieurs robots R1, R2, les étapes pour caractériser l’axe de rotation C, à l’exception de la phase de calage de la position angulaire d’origine C0, peuvent être mises en œuvre par rapport au référentiel de chaque robot. Selon le mode de réalisation particulier décrit, ces étapes sont mises en œuvre par rapport au premier robot R1 de façon à exprimer l’axe de rotation C dans le référentiel de ce dernier, et par rapport au deuxième robot R2 de façon à exprimer l’axe de rotation C dans le référentiel de ce dernier.When the robotic cell 1 comprises several robots R1, R2, the steps for characterizing the axis of rotation C, with the exception of the phase of setting the original angular position C0, can be implemented with respect to the reference frame of each robot. According to the particular embodiment described, these steps are implemented with respect to the first robot R1 so as to express the axis of rotation C in the reference frame of the latter, and with respect to the second robot R2 so as to express the axis of rotation C in the reference frame of the latter.

Phase de caractérisation du positionnement relatif du plan de travail par rapport au plateau rotatif
En outre, selon le mode de réalisation particulier décrit avec une table de travail ou un plan de travail 13 sur le plateau rotatif 11, le procédé d’étalonnage comporte également une phase de caractérisation du positionnement relatif du plan de travail 13 par rapport au plan de rotation du plateau rotatif 11.
Characterization phase of the relative positioning of the work surface in relation to the turntable
Furthermore, according to the particular embodiment described with a work table or a work plane 13 on the rotary plate 11, the calibration method also comprises a phase of characterization of the relative positioning of the work plane 13 with respect to the plane rotation of the turntable 11.

Cette phase contribue à la définition du positionnement dans l’espace de la plateforme 3 mobile. L’objectif est d’identifier un éventuel désaxage et/ou un décalage angulaire de ce plan de travail 13 par rapport au plateau rotatif 11.This phase contributes to the definition of the positioning in space of the mobile platform 3. The objective is to identify any misalignment and/or angular offset of this work surface 13 relative to the turntable 11.

Pour ce faire, le procédé d’étalonnage comporte une ou plusieurs étapes permettant de définir, d’identifier le plan de travail 13 et son positionnement par rapport au plateau rotatif 11.To do this, the calibration process comprises one or more steps making it possible to define and identify the work surface 13 and its positioning in relation to the turntable 11.

Le plateau rotatif 11 est amené ou reste dans la position angulaire d’origine C0.The rotary plate 11 is brought or remains in the original angular position C0.

L’unité de mesure 7 portée par le bras de robot 5 peut réaliser au moins trois étapes de mesure, de façon à relever les coordonnées d’au moins trois points dans le plan de référence REF3-1 défini sur le plan de travail 13. Les trois points peuvent être disposés à 120° l’un de l’autre de façon à obtenir un plan de référence le plus représentatif possible. De façon avantageuse, le plan de référence est défini par le fond de l’alésage de référence, de façon à éviter d’introduire un défaut de planéité.The measurement unit 7 carried by the robot arm 5 can carry out at least three measurement steps, so as to record the coordinates of at least three points in the reference plane REF3-1 defined on the work plane 13. The three points can be arranged at 120° from each other so as to obtain the most representative reference plane possible. Advantageously, the reference plane is defined by the bottom of the reference bore, so as to avoid introducing a lack of flatness.

Les coordonnées relevées peuvent être transmises à l’unité de commande. À partir de ces mesures, l’unité de commande peut exprimer les coordonnées de ces trois points dans le repère O’, Xc, Yc, Zc du plateau rotatif 11, de façon à définir le plan d’appui ou de pose pour l’outillage, la pièce à travailler par les robots R1, R2. Il s’agit d’une étape de caractérisation du plan de référence REF3-1 dans le repère O’, Xc, Yc, Zc du plateau rotatif 11.The coordinates recorded can be transmitted to the control unit. From these measurements, the control unit can express the coordinates of these three points in the reference O′, Xc, Yc, Zc of the rotary plate 11, so as to define the support or laying plane for the tool, the part to be worked by the robots R1, R2. This is a characterization step of the reference plane REF3-1 in the O', Xc, Yc, Zc frame of the rotary plate 11.

Le procédé d’étalonnage comporte également une ou plusieurs étapes permettant d’identifier le centre O’’ du plan de travail. Pour cela, le plateau rotatif 11 est amené ou reste dans la position angulaire d’origine C0. L’unité de mesure 7 portée par le bras de robot 5, vient par exemple palper le plan de travail 13, lors d’au moins une étape de mesure, pour identifier l’alésage de référence REF3- dans le plan de référence REF3-1. Les coordonnées de l’alésage de référence REF3-2 relevées par l’unité de mesure 7 peuvent être transmises à l’unité de commande.The calibration process also includes one or more steps to identify the center O'' of the work plane. For this, the rotary plate 11 is brought or remains in the original angular position C0. The measurement unit 7 carried by the robot arm 5, comes for example to feel the work plane 13, during at least one measurement step, to identify the reference bore REF3- in the reference plane REF3- 1. The coordinates of the reference bore REF3-2 recorded by the measuring unit 7 can be transmitted to the control unit.

L’unité de commande, peut lors d’au moins une étape d’analyse, déterminer le centre de l’alésage de référence REF3-2. Ce centre correspond au centre O’’ du plan de travail 13. Ceci permet d’identifier les coordonnées Xi, Yi, du centre O’’.The control unit can, during at least one analysis step, determine the center of the reference bore REF3-2. This center corresponds to the center O'' of the work plane 13. This makes it possible to identify the coordinates Xi, Yi, of the center O''.

La composante Zi du centre O’’ peut être déterminée à partir de mesures, du palpage des trois points dans le plan de référence REF3-1 permettant d’identifier un éventuel défaut de parallélisme du plan de travail 13 par rapport au plan de rotation et un décalage du centre O’’ suivant la composante Zc du plan de rotation du plateau rotatif 11 précédemment identifié. L’unité de commande peut exprimer les coordonnées Xi, Yi, Zi du centre O’’ du plan de travail 13 dans le repère O’, Xc, Yc, Zc du plateau rotatif 11, lors d’au moins une étape de caractérisation.The component Zi of the center O'' can be determined from measurements, from the feeling of the three points in the reference plane REF3-1 making it possible to identify a possible lack of parallelism of the work plane 13 with respect to the plane of rotation and an offset of the center O'' along the component Zc of the plane of rotation of the rotary plate 11 previously identified. The control unit can express the coordinates Xi, Yi, Zi of the center O'' of the work plane 13 in the reference O', Xc, Yc, Zc of the rotary plate 11, during at least one characterization step.

Comme précédemment, selon le mode de réalisation avec le plateau rotatif 11 monté sur l’interface 9 mobile de façon linéaire, cette dernière est entrainée dans une position prédéfinie selon l’axe de translation V, telle que le milieu de course, préalablement aux étapes de mesure et de caractérisation pour identifier les décalages translatifs et rotatifs du plan de travail 13 par rapport au plateau rotatif 11.As before, according to the embodiment with the rotary plate 11 mounted on the interface 9 movable in a linear manner, the latter is driven into a predefined position along the translation axis V, such as the middle of the stroke, prior to the steps measurement and characterization to identify the translational and rotational shifts of the work surface 13 relative to the turntable 11.

Phase de caractérisation du référentiel outillage et/ou de la pièce à travailler
Par ailleurs, le procédé d’étalonnage peut comporter une phase de caractérisation d’un référentiel isostatique d’un outillage portant la pièce à travailler et/ou de la pièce à travailler.
Characterization phase of the tool reference and/or the part to be worked
Furthermore, the calibration method may comprise a phase of characterization of an isostatic reference frame of a tool bearing the part to be worked and/or of the part to be worked.

L’outillage ou la pièce à travailler est destinée à être disposée sur la plateforme 3 mobile, par exemple sur le plan de travail 13 sur le plateau rotatif 11 tel que décrit précédemment, ou en alternative sur un plan de travail sur l’interface 9 mobile de façon linéaire.The tool or the workpiece is intended to be placed on the mobile platform 3, for example on the work surface 13 on the rotary plate 11 as described above, or alternatively on a work surface on the interface 9 linearly movable.

Pour ce faire, le procédé d’étalonnage comporte au moins une étape de mesure par l’unité de mesure 7, pour venir palper par exemple, un étalon tel qu’une bague étalon sur l’outillage ou la pièce, de façon à définir un plan de référence (ce qui donne l’appui-plan pour le référentiel isostatique). L’unité de commande peut, lors d’au moins une étape de caractérisation, exprimer les coordonnées de ce plan de référence dans le repère du dernier étage identifié de l’architecture, par exemple dans le repère du plateau rotatif 11 ou de l’interface 9.To do this, the calibration method comprises at least one step of measurement by the measuring unit 7, to feel for example a standard such as a standard ring on the tool or the part, so as to define a reference plane (which gives the support plane for the isostatic reference). The control unit can, during at least one characterization step, express the coordinates of this reference plane in the reference of the last identified stage of the architecture, for example in the reference of the rotary plate 11 or of the interface 9.

Le procédé d’étalonnage peut comporter au moins une autre étape de mesure par l’unité de mesure 7, pour venir palper l’étalon tel que la bague étalon sur l’outillage ou la pièce, de façon à identifier son centre et définir le pivot du référentiel isostatique. L’unité de commande peut, lors d’au moins une étape de caractérisation, exprimer les coordonnées de ce centre dans le repère du dernier étage identifié de l’architecture, par exemple dans le repère du plateau rotatif 11 ou de l’interface 9.The calibration process can include at least one other step of measurement by the measuring unit 7, to feel the standard such as the standard ring on the tool or the part, so as to identify its center and define the pivot of the isostatic frame of reference. The control unit can, during at least one characterization step, express the coordinates of this center in the reference of the last identified stage of the architecture, for example in the reference of the rotary plate 11 or of the interface 9 .

Enfin, l’unité de mesure 7, peut venir palper par exemple un autre étalon, de façon à identifier l’arrêt en rotation du référentiel isostatique. L’unité de commande peut, lors d’au moins une étape de caractérisation, exprimer les coordonnées de cet autre étalon dans le repère du dernier étage identifié de l’architecture, par exemple dans le repère du plateau rotatif 11 ou de l’interface 9.Finally, the measuring unit 7 can come and feel, for example, another standard, so as to identify the stoppage in rotation of the isostatic reference frame. The control unit can, during at least one characterization step, express the coordinates of this other standard in the reference of the last identified stage of the architecture, for example in the reference of the rotary plate 11 or of the interface 9.

Phase d’identification des écarts
À partir des coordonnées relevées lors des différentes étapes de mesure, l’unité de commande peut analyser ces coordonnées pour identifier des défauts, des décalages de la cellule robotique 1 dans le monde réel par rapport au modèle virtuel théorique.
Gap identification phase
From the coordinates recorded during the various measurement steps, the control unit can analyze these coordinates to identify defects, shifts of the robotic cell 1 in the real world compared to the theoretical virtual model.

Phase d’identification des écarts du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au robot R1, R2
Notamment, l’unité de commande peut comparer les coordonnées de la plateforme 3 mobile relevées par l’unité de mesure et exprimées dans le repère O1, X1, Y1, Z1, respectivement O2, X2, Y2, Z2, du robot R1, respectivement R2, avec les coordonnées établies selon le modèle virtuel théorique.
Phase of identification of deviations from the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the robot R1, R2
In particular, the control unit can compare the coordinates of the mobile platform 3 detected by the measurement unit and expressed in the reference O1, X1, Y1, Z1, respectively O2, X2, Y2, Z2, of the robot R1, respectively R2, with the coordinates established according to the theoretical virtual model.

Il s’agit plus précisément de comparer les coordonnées de l’axe de translation V, notamment de son vecteur directeur , pour l’interface 9 mobile de façon linéaire avec les coordonnées théoriques.It is more precisely a question of comparing the coordinates of the axis of translation V, in particular of its directing vector , for the mobile interface 9 in a linear fashion with the theoretical coordinates.

De façon similaire, les coordonnées de l’axe de rotation C, notamment de son vecteur directeur , du plateau rotatif 11 sont comparées avec les coordonnées théoriques. Les écarts identifiés peuvent être enregistrés.Similarly, the coordinates of the axis of rotation C, in particular of its direction vector , of the turntable 11 are compared with the theoretical coordinates. Identified deviations can be recorded.

Lorsque la cellule robotique 1 comporte plusieurs robots R1, R2, les étapes pour l’identification des écarts peuvent être réitérées autant de fois qu’il y a de robots R1, R2, destinés à travailler sur une même pièce destinée à être disposée sur un support commun tel que le plan de travail 13. Selon le mode de réalisation particulier décrit avec deux robots R1, R2, ces étapes sont mises en œuvre par rapport au premier robot R1 et au deuxième robot R2.When the robotic cell 1 comprises several robots R1, R2, the steps for identifying the deviations can be repeated as many times as there are robots R1, R2, intended to work on the same part intended to be placed on a common support such as the work surface 13. According to the particular embodiment described with two robots R1, R2, these steps are implemented with respect to the first robot R1 and to the second robot R2.

Phase d’identification des écarts du positionnement relatif du plan de travail 13 par rapport au plateau rotatif 11
Par ailleurs, l’unité de commande peut également analyser et comparer les coordonnées du centre O’’ du plan de travail 13 par rapport à l’axe de rotation C et par rapport au modèle virtuel théorique, de façon à identifier un éventuel désaxage du centre O’’ du plan de travail 13 par rapport à l’axe de rotation C.
Phase of identification of deviations from the relative positioning of the work surface 13 in relation to the turntable 11
Furthermore, the control unit can also analyze and compare the coordinates of the center O'' of the work plane 13 with respect to the axis of rotation C and with respect to the theoretical virtual model, so as to identify any misalignment of the center O'' of the work plane 13 with respect to the axis of rotation C.

Également, l’unité de commande peut analyser et comparer les coordonnées des trois points définissant le plan de travail 13 (plus précisément le plan d’appui pour la pièce) par rapport aux coordonnées du plateau rotatif 11 et par rapport au modèle virtuel théorique, de façon à identifier un éventuel décalage rotatif du plan de travail 13 par rapport au plateau rotatif 11.Also, the control unit can analyze and compare the coordinates of the three points defining the work plane 13 (more precisely the support plane for the part) with respect to the coordinates of the rotary plate 11 and with respect to the theoretical virtual model, so as to identify any rotational offset of the work surface 13 relative to the turntable 11.

Ainsi, le procédé d’étalonnage permet aussi d’identifier le centre O’’ du plan de travail 13, les éventuels décalages translatifs et décalages rotatifs, par exemple si le plan de travail n’est pas normal à l’axe de rotation C qu’il présente un décalage angulaire par rapport au plan de rotation défini lors d’une étape antérieure. Les écarts identifiés peuvent être enregistrés.Thus, the calibration process also makes it possible to identify the center O'' of the work plane 13, any translational shifts and rotary shifts, for example if the work plane is not normal to the axis of rotation C that it has an angular offset relative to the plane of rotation defined during a previous step. Identified deviations can be recorded.

L’unité de commande peut encore comparer les coordonnées de l’outillage et/ou de la pièce à travailler relevées par l’unité de mesure avec les coordonnées établies selon le modèle virtuel théorique.The control unit can also compare the coordinates of the tool and/or of the part to be worked noted by the measuring unit with the coordinates established according to the theoretical virtual model.

Phase de correction des défauts
Par ailleurs, le procédé d’étalonnage permet de prendre en compte et de corriger les défauts identifiés.
Defect correction phase
Furthermore, the calibration process makes it possible to take into account and correct the faults identified.

À cet effet, l’unité de commande peut déterminer, au moins une consigne de correction à appliquer sur la chaine cinématique virtuelle théorique du robot R1, R2, en fonction des écarts de positionnement identifiés par rapport à au moins un des axes dits auxiliaires V, C, entre le monde réel et la théorie. Cette consigne de correction peut être enregistrée, intégrée dans le programme, de sorte que lors de son exécution c’est bien une donnée corrigée par cette consigne de correction qui est prise en compte et non une donnée théorique selon le modèle virtuel théorique.For this purpose, the control unit can determine at least one correction instruction to be applied to the theoretical virtual kinematic chain of the robot R1, R2, as a function of the positioning deviations identified with respect to at least one of the so-called auxiliary axes V, C, between the real world and theory. This correction setpoint can be recorded, integrated into the program, so that during its execution it is indeed data corrected by this correction setpoint which is taken into account and not theoretical data according to the theoretical virtual model.

De façon générale, le ou les robots R1, R2 vont se conformer par rapport à leurs positionnements vis-à-vis des axes dits auxiliaires V, C qui sont communs pour tous les robots R1, R2 lorsque la cellule 1 robotique en comporte plusieurs. Selon le mode de réalisation décrit, le programme exprime des valeurs de consignes des axes dits auxiliaires V et C, et aucune action corrective n’est appliquée sur ces valeurs de consignes. C’est la même consigne des axes auxiliaires V, C qui s’applique pour tous les robots. Des corrections vont par contre s’appliquer à des consignes de position pour les axes du ou de chaque robot R1, R2.In general, the robot(s) R1, R2 will conform with respect to their positions with respect to the so-called auxiliary axes V, C which are common for all the robots R1, R2 when the robotic cell 1 comprises several of them. According to the embodiment described, the program expresses setpoint values of the so-called auxiliary axes V and C, and no corrective action is applied to these setpoint values. The same setpoint for auxiliary axes V, C applies to all robots. On the other hand, corrections will apply to position instructions for the axes of the or each robot R1, R2.

Une consigne de correction à appliquer sur la chaine cinématique virtuelle du premier robot R1 peut être déterminée en fonction des écarts identifiés entre le positionnement relatif réel du premier robot R1 vis-à-vis de la plateforme 3 mobile, et le positionnement relatif selon le modèle virtuel théorique. Les valeurs des consignes des axes du premier robot R1 peuvent être calculées en fonction des écarts identifiés. Ceci peut se faire au travers d’une loi mathématique, en particulier d’une transformée cinématique qui intègre les valeurs de consignes d’axes auxiliaires virtuels. Les axes auxiliaires virtuels sont les images virtuelles des axes auxiliaires V et C dans le monde réel.A correction instruction to be applied to the virtual kinematic chain of the first robot R1 can be determined according to the differences identified between the actual relative positioning of the first robot R1 with respect to the mobile platform 3, and the relative positioning according to the model theoretical virtual. The setpoint values of the axes of the first robot R1 can be calculated according to the identified deviations. This can be done through a mathematical law, in particular a kinematic transform which integrates the setpoint values of virtual auxiliary axes. The virtual auxiliary axes are the virtual images of the V and C auxiliary axes in the real world.

De façon similaire, une consigne à appliquer sur la chaine cinématique virtuelle du deuxième robot R2 est déterminée en fonction des écarts identifiés de positionnement relatif du deuxième robot R2 par rapport à la plateforme 3 mobile au, entre le monde réel et le modèle théorique. Ceci peut se faire au travers d’une transformée cinématique qui intègre les valeurs de consignes des axes auxiliaires virtuels.Similarly, an instruction to be applied to the virtual kinematic chain of the second robot R2 is determined according to the identified deviations of relative positioning of the second robot R2 with respect to the mobile platform 3, between the real world and the theoretical model. This can be done through a kinematic transform which integrates the setpoint values of the virtual auxiliary axes.

La transformée cinématique est une loi mathématique. La transformée cinématique consiste à appliquer un modèle de calcul permettant de positionner un organe terminal (l’outil dans l’exemple décrit) en fonction de la configuration du mécanisme et inversement. Notamment, des produits matriciels permettent d’exprimer chaque transition d’articulation du robot et plus généralement de l’architecture globale. En robotique, l’un des modèles de calcul les plus exploités est la convention ou notation de Denavit-Hartenberg. Pour intégrer la réalité (delta versus théorie), on parle alors de paramètres de Denavit-Hartenberg modifiés. Bien entendu, d’autres conventions peuvent être utilisées.The kinematic transform is a mathematical law. The kinematic transform consists in applying a calculation model making it possible to position an end device (the tool in the example described) according to the configuration of the mechanism and vice versa. In particular, matrix products make it possible to express each robot joint transition and more generally of the overall architecture. In robotics, one of the most exploited calculation models is the Denavit-Hartenberg convention or notation. To integrate reality (delta versus theory), we then speak of modified Denavit-Hartenberg parameters. Of course, other conventions can be used.

Chaque robot R1, R2 vient ainsi se conformer à sa position réelle par rapport aux axes auxiliaires communs V, C. Les corrections peuvent donc différer au niveau des robots R1, R2, car leurs positionnements respectifs relativement aux axes auxiliaires communs V et C sont différents.Each robot R1, R2 thus conforms to its real position relative to the common auxiliary axes V, C. The corrections can therefore differ at the level of the robots R1, R2, because their respective positions relative to the common auxiliary axes V and C are different. .

EXEMPLE DE REALISATION
Afin de faciliter la compréhension, un exemple particulier purement illustratif pour l’étalonnage d’une celle robotique 1 est décrit ci-après à l’aide du tableau simplifié en figure 8 et de la figure 1.
EXAMPLE OF REALIZATION
In order to facilitate understanding, a purely illustrative particular example for the calibration of a robotic one 1 is described below using the simplified table in figure 8 and figure 1.

Les robots R1 et R2 sont des robots six axes (A1 à A6) et portent chacun une broche par exemple d’usinage BRO. Les valeurs de consigne théoriques des axes selon le modèle virtuel théorique sont :

  • pour le premier robot R1 : JTA1_1, JTA2_1, JTA3_1, JTA4_1, JTA5_1, JTA6_1, BROT_1
  • pour le deuxième robot R2 : JTA1_2, JTA2_2, JTA3_2, JTA4_2, JTA5_2, JTA6_2, BROT_2.
The robots R1 and R2 are six-axis robots (A1 to A6) and each carry a spindle for example BRO machining. The theoretical setpoint values of the axes according to the theoretical virtual model are:
  • for the first robot R1: JTA1_1, JTA2_1, JTA3_1, JTA4_1, JTA5_1, JTA6_1, BROT_1
  • for the second robot R2: JTA1_2, JTA2_2, JTA3_2, JTA4_2, JTA5_2, JTA6_2, BROT_2.

Une valeur de consigne théorique pour une position prédéfinie de l’interface 9 mobile de façon linéaire selon l’axe de translation V est : VT. Cette valeur de consigne théorique VT correspond à la valeur de consigne réelle. C’est la même valeur de consigne théorique VT qui s’applique pour le premier robot R1 ou le deuxième robot R2.A theoretical setpoint value for a predefined position of the interface 9 moving linearly along the translation axis V is: VT. This theoretical set point value VT corresponds to the actual set point value. The same theoretical setpoint value VT applies for the first robot R1 or the second robot R2.

Une valeur de consigne théorique pour une position angulaire prédéfinie du plateau rotatif 11 autour de l’axe de rotation C par rapport à la position angulaire d’origine C0 est : CT. Là encore, la valeur de consigne théorique CT correspond à la valeur de consigne réelle. C’est la même valeur de consigne théorique CT qui s’applique pour le premier robot R1 ou le deuxième robot R2.A theoretical setpoint value for a predefined angular position of the rotary plate 11 around the axis of rotation C with respect to the original angular position C0 is: CT. Here again, the theoretical setpoint value CT corresponds to the actual setpoint value. The same theoretical setpoint value CT applies for the first robot R1 or the second robot R2.

Les valeurs de consignes des axes auxiliaires virtuels VV_1, CV_1 sont les images virtuelles des consignes des axes auxiliaires réels V et C (qui correspondent aux valeurs théoriques) et sont destinées à être intégrées dans la transformée cinématique du premier robot R1. De façon similaire, les valeurs de consignes des axes auxiliaires virtuels VV_2, CV_2 sont les images virtuelles des consignes des axes réels V et C, et sont destinées à être intégrées dans la transformée cinématique du deuxième robot R2. Les valeurs de consignes des axes auxiliaires virtuels VV_1, CV_1 pour le premier robot R1, respectivement VV_2, CV_2 pour le deuxième robot R2, correspondent aux valeurs de consignes théoriques VT et CT et donc réelles. Autrement dit, les valeurs théoriques VT et CT sont des données d’entrée, qui s’appliquent pour tous les robots R1, R2.The setpoint values of the virtual auxiliary axes VV_1, CV_1 are the virtual images of the setpoints of the real auxiliary axes V and C (which correspond to the theoretical values) and are intended to be integrated into the kinematic transform of the first robot R1. Similarly, the setpoint values of the virtual auxiliary axes VV_2, CV_2 are the virtual images of the setpoints of the real axes V and C, and are intended to be integrated into the kinematic transform of the second robot R2. The setpoint values of the virtual auxiliary axes VV_1, CV_1 for the first robot R1, respectively VV_2, CV_2 for the second robot R2, correspond to the theoretical setpoint values VT and CT and therefore real. In other words, the theoretical values VT and CT are input data, which apply for all robots R1, R2.

Les robots R1, R2 sont préalablement calibrés. Les valeurs de consignes réelles des axes du premier robot R1 sont : JA1_1, JA2_1, JA3_1, JA4_1, JA5_1, JA6_1, BRO_1. Les valeurs de consignes réelles des axes du deuxième robot R2 sont : JA1_2, JA2_2, JA3_2, JA4_2, JA5_2, JA6_2, BRO_2. Une ou plusieurs valeurs de consignes réelles des axes sont différentes des valeurs théoriques.Robots R1, R2 are calibrated beforehand. The real reference values of the axes of the first robot R1 are: JA1_1, JA2_1, JA3_1, JA4_1, JA5_1, JA6_1, BRO_1. The real reference values of the axes of the second robot R2 are: JA1_2, JA2_2, JA3_2, JA4_2, JA5_2, JA6_2, BRO_2. One or more real setpoint values of the axes are different from the theoretical values.

Comme décrit précédemment, le procédé d’étalonnage peut être mis en œuvre d’abord par rapport au premier robot R1 (défini de façon arbitraire comme le robot maitre pour la mise en œuvre de la phase de calage de la position angulaire d’origine C0).As described above, the calibration method can be implemented first with respect to the first robot R1 (arbitrarily defined as the master robot for the implementation of the phase of setting the original angular position C0 ).

Notamment, la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au premier robot R1 est mise en œuvre de façon à identifier et caractériser à l’aide d’une série de mesures par l’unité de mesure 7 en s’appuyant sur les étalons ou éléments de référence REF1, REF2, REF3-1, REF3-2, les positionnements relatifs de la plateforme 3 mobile par rapport au premier robot R1.In particular, the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform 3 with respect to the first robot R1 is implemented so as to identify and characterize using a series of measurements by the measuring unit 7 in s' pressing on the standards or reference elements REF1, REF2, REF3-1, REF3-2, the relative positions of the mobile platform 3 with respect to the first robot R1.

Le premier robot R1 identifie après mesure, par exemple par palpage, son positionnement par rapport à l’interface 9 mobile de façon linéaire selon l’axe de translation V.The first robot R1 identifies after measurement, for example by probing, its positioning with respect to the interface 9 which moves linearly along the translation axis V.

De plus, le premier robot R1 permet de caler la position angulaire d’origine C0 du plateau rotatif 11 comme précédemment décrit. En outre, le premier robot R1 identifie son positionnement par rapport au plateau rotatif 11 autour de l’axe de rotation C.In addition, the first robot R1 makes it possible to set the original angular position C0 of the rotary plate 11 as previously described. In addition, the first robot R1 identifies its position relative to the rotary plate 11 around the axis of rotation C.

La phase de caractérisation du positionnement relatif du plan de travail 13 par rapport au plateau rotatif 11 peut ensuite être mise en œuvre. En alternative ou en complément, la phase de caractérisation du référentiel outillage et/ou de la pièce à travailler peut être mise en œuvre.The characterization phase of the relative positioning of the work surface 13 with respect to the rotary plate 11 can then be implemented. As an alternative or in addition, the characterization phase of the tool reference and/or the part to be worked can be implemented.

La phase d’identification des écarts est mise en œuvre pour identifier les défauts de positionnement relatif de la plateforme 3 mobile par rapport au premier robot R1, c'est-à-dire les écarts entre la théorie et la réalité. Il se peut que dans le monde réel, le premier robot R1 ne soit pas positionné par rapport l’interface 9 de façon conforme au modèle théorique. Également, il se peut que dans le monde réel, le premier robot R1 ne soit pas positionné par rapport au plateau rotatif 11 de façon conforme à la théorie. Il peut y avoir une différence entre une ou plusieurs valeurs théoriques et réelles de consigne de position des axes du premier robot R1.The gap identification phase is implemented to identify the defects of relative positioning of the mobile platform 3 compared to the first robot R1, that is to say the gaps between theory and reality. It may be that in the real world, the first robot R1 is not positioned with respect to the interface 9 in a manner consistent with the theoretical model. Also, it may be that in the real world, the first robot R1 is not positioned with respect to the rotary plate 11 in a way that conforms to the theory. There may be a difference between one or more theoretical and real position setpoint values for the axes of the first robot R1.

L’unité de commande en déduit une consigne de correction à appliquer sur une ou plusieurs des valeurs de consigne des axes du premier robot R1 pour prendre en compte ces écarts. Lors de la phase de correction, les consignes correctives sont appliquées aux valeurs de consigne des axes du premier robot R1, pour intégrer les défauts de positionnement par rapport aux axes auxiliaires communs V, C, dans le monde réel par rapport à la théorie. Il s’agit notamment de consignes de correction articulaires.The control unit deduces therefrom a correction setpoint to be applied to one or more of the setpoint values of the axes of the first robot R1 to take these deviations into account. During the correction phase, the corrective setpoints are applied to the setpoint values of the axes of the first robot R1, to integrate the positioning defects with respect to the common auxiliary axes V, C, in the real world with respect to the theory. These include joint correction instructions.

Autrement dit, selon le tableau de la figure 8, les consignes des axes du premier robot R1 peuvent être corrigées au niveau du programme en fonction des écarts entre les valeurs de consignes réelles des axes JA1,.., JA6, BRO_1, et les valeurs de consignes théoriques des axes JTA1_1, .., JTA6_1, BROT_1. À la lecture du programme, ces consignes de correction sont prises en compte et non les valeurs exprimées initialement selon le modèle virtuel théorique.In other words, according to the table in FIG. 8, the setpoints for the axes of the first robot R1 can be corrected at program level according to the differences between the actual setpoint values for the axes JA1,.., JA6, BRO_1, and the values theoretical setpoints for axes JTA1_1, .., JTA6_1, BROT_1. When reading the program, these correction instructions are taken into account and not the values initially expressed according to the theoretical virtual model.

Lors de de l’exécution du programme, il faudra une consigne commune pour le ou les axes auxiliaires V, C, qui sont communs à tous les robots R1, R2. Pour cela, le procédé d’étalonnage comporte une étape d’association ou de couplage au travers des axes auxiliaires virtuels pour tous les robots R1, R2. En d’autres termes, les consignes de correction sont fonction des axes auxiliaires communs V et C.When executing the program, a common setpoint will be required for the auxiliary axis(s) V, C, which are common to all the robots R1, R2. For this, the calibration process includes a step of association or coupling through the virtual auxiliary axes for all the robots R1, R2. In other words, the correction instructions are a function of the common auxiliary axes V and C.

Plus précisément, les axes auxiliaires virtuels sont couplés dans la transformée cinématique de chaque robot en intégrant ces écarts. Les valeurs de consignes des axes auxiliaires sont intégrées dans la transformée cinématique des robots et vont permettre par rapport aux écarts identifiés, de changer les valeurs des consignes pour chaque robot à prendre en compte lors de l’exécution du programme. Lorsque le procédé d’étalonnage est itéré par rapport au premier robot R1, la correction a pour effet de modifier les consignes sur les axes du premier robot R1. C’est le premier robot R1 qui s’auto-corrige par rapport à l’architecture réelle de l’ensemble plateforme mobile.More precisely, the virtual auxiliary axes are coupled in the kinematic transform of each robot by integrating these deviations. The setpoint values of the auxiliary axes are integrated into the kinematic transform of the robots and will make it possible, in relation to the identified deviations, to change the setpoint values for each robot to be taken into account during the execution of the program. When the calibration process is iterated with respect to the first robot R1, the correction has the effect of modifying the instructions on the axes of the first robot R1. It is the first R1 robot that self-corrects against the real architecture of the mobile platform assembly.

Ensuite, ces phases peuvent être réalisées cette fois par rapport au deuxième robot R2, et ainsi de suite avec les robots suivants, si la cellule robotique 1 comporte plus de deux robots R1, R2 destinés à travailler sur une même pièce, à l’exception de la phase de calage de la position angulaire d’origine C0 qui est réalisée uniquement par rapport au premier robot R1.Then, these phases can be carried out this time with respect to the second robot R2, and so on with the following robots, if the robotic cell 1 comprises more than two robots R1, R2 intended to work on the same part, with the exception of the phase of setting the original angular position C0 which is carried out only with respect to the first robot R1.

De façon similaire, les écarts de positionnement du deuxième robot R2 par rapport à la plateforme mobile 3, plus précisément par rapport à l’interface 9 et au plateau rotatif 13. L’unité de commande déduit pour le deuxième robot R2 en fonction des axes auxiliaires communs V, C, et des écarts des positionnements relatifs qui avaient été identifiés, les consignes de correction à appliquer sur les valeurs de consigne des axes du deuxième robot R2.Similarly, the positioning deviations of the second robot R2 relative to the mobile platform 3, more precisely relative to the interface 9 and to the rotary plate 13. The control unit deduces for the second robot R2 according to the axes common auxiliaries V, C, and deviations from the relative positions that had been identified, the correction instructions to be applied to the axis instruction values of the second robot R2.

Lors de l’exécution du programme pour usiner par exemple, les consignes de correction sont prises en compte par les robots R1, R2, et non les valeurs selon le modèle virtuel théorique exprimé initialement dans le programme. Le programme reste inchangé, ce sont les consignes envoyées aux axes des robots R1, R2 par l’unité de commande qui sont des valeurs corrigées.When executing the program for machining, for example, the correction instructions are taken into account by the robots R1, R2, and not the values according to the theoretical virtual model initially expressed in the program. The program remains unchanged, it is the instructions sent to the axes of robots R1, R2 by the control unit which are corrected values.

Enfin, le procédé d’étalonnage peut être mis en œuvre à tout instant.Finally, the calibration process can be implemented at any time.

Notamment, la cellule en particulier robotique 1 est installée à un instant initial. Le procédé d’étalonnage est mis en œuvre à cet instant initial de façon à identifier les défauts et les intégrer dans le programme, comme décrit précédemment.In particular, the particular robotic cell 1 is installed at an initial instant. The calibration process is implemented at this initial instant in order to identify the faults and integrate them into the program, as described previously.

De préférence, à l’instant initial, le procédé d’étalonnage est mis en œuvre à une température prédéterminée de référence. Cette température prédéterminée de référence correspond généralement à la température à laquelle le robot R1, R2 a été calibré. De façon non limitative, le calibrage absolu des robots est par exemple réalisé à 20°C +/-1°C ou 2°C.Preferably, at the initial instant, the calibration process is implemented at a predetermined reference temperature. This predetermined reference temperature generally corresponds to the temperature at which the robot R1, R2 has been calibrated. In a non-limiting way, the absolute calibration of the robots is for example carried out at 20°C +/-1°C or 2°C.

Toutefois, ce qui était valable à l’instant initial peut ne plus être valable à un instant ultérieur. Ceci peut être la conséquence, d’un phénomène de dilatation par exemple du fait d’une température plus élevée par exemple de 40°C ou 60°C, ou d’une usure intrinsèque.However, what was valid at the initial moment may no longer be valid at a later moment. This may be the consequence of an expansion phenomenon, for example due to a higher temperature, for example 40°C or 60°C, or intrinsic wear.

Le procédé d’étalonnage peut être réitéré à tout instant, de façon simple et rapidement, notamment si l’on estime que l’architecture de la cellule notamment robotique 1 a pu évoluer. Cette réitération à tout moment est possible car le procédé d’étalonnage n’a pas recours à d’autres dispositifs ou matériels externes à la cellule notamment robotique 1. Il peut être facilement mis en œuvre, recommencé à tout moment.The calibration process can be repeated at any time, simply and quickly, in particular if it is estimated that the architecture of the cell, in particular robotic cell 1, has been able to evolve. This reiteration at any time is possible because the calibration process does not have recourse to other devices or materials external to the cell, in particular robotics 1. It can be easily implemented, restarted at any time.

La cellule notamment robotique 1 va donc de nouveau s’auto-identifier et intégrer les défauts qui seront généralement différents des défauts identifiés initialement lors de l’installation de la cellule notamment robotique 1. Les consignes de correction à appliquer sont réactualisées en fonction de nouveaux défauts identifiés.The cell, in particular robotic 1, will therefore again identify itself and integrate the faults which will generally be different from the faults initially identified during the installation of the cell, in particular robotic 1. The correction instructions to be applied are updated according to new defects identified.

Une ou plusieurs des étapes du procédé d’étalonnage décrit peuvent être réitérées. L’ordre de certaines étapes du procédé d’étalonnage peut éventuellement être interverti.One or more of the steps of the described calibration process can be repeated. The order of certain steps of the calibration process may possibly be reversed.

La description qui précède se réfère au procédé d’étalonnage d’une cellule robotique 1 comprenant au moins un robot R1, R2, en particulier un robot industriel. Bien entendu, cette description peut s’appliquer également à une machine-outil, une machine cartésienne conventionnelle, et en particulier à une cellule comportant plusieurs machines dont une peut être définie comme machine meneuse, maitresse de façon similaire au premier robot R1 défini comme le robot maitre, pour réaliser la phase de calage de la position angulaire d’origine C0.The preceding description refers to the method for calibrating a robotic cell 1 comprising at least one robot R1, R2, in particular an industrial robot. Of course, this description can also apply to a machine tool, a conventional Cartesian machine, and in particular to a cell comprising several machines, one of which can be defined as a leader machine, master similarly to the first robot R1 defined as the master robot, to perform the phase of setting the original angular position C0.

Ainsi, le procédé d’étalonnage permet d’identifier les défauts inhérents aux positionnements relatifs des différents sous-ensembles de la cellule, telle qu’une cellule robotique 1. Le procédé d’étalonnage s’effectue en utilisant directement les machines ou robots R1, R2, sans nécessiter d’élément externe à la cellule, notamment robotique 1.Thus, the calibration method makes it possible to identify the defects inherent in the relative positioning of the various subassemblies of the cell, such as a robotic cell 1. The calibration method is carried out by directly using the machines or robots R1 , R2, without requiring any element external to the cell, in particular robotics 1.

Un tel procédé d’étalonnage peut être réalisé sur un temps d’étalonnage inférieur à la demi-heure, par exemple de l’ordre de 20mn à 25mn. On obtient un gain de temps conséquent par rapport aux solutions de l’art antérieur utilisant des dispositifs de mesure externes tels que des scanners ou lasers trackers, implémentées généralement sur une demi-journée voire une journée.Such a calibration process can be carried out over a calibration time of less than half an hour, for example of the order of 20 min to 25 min. A significant time saving is obtained compared to the solutions of the prior art using external measuring devices such as scanners or laser trackers, generally implemented over half a day or even a day.

La cellule notamment robotique 1 peut s’auto-identifier et permettre l’étalonnage de façon à garantir une précision par exemple d’usinage lorsque le programme de la cellule 1 est mis en œuvre. Les composantes de décalage identifiées sont intégrées, et des consignes de corrections sont appliquées et prises en compte par les machines / robots R1, R2 lorsque le programme est exécuté.The particular robotic cell 1 can self-identify and allow calibration so as to guarantee precision, for example of machining when the program of cell 1 is implemented. The identified offset components are integrated, and correction instructions are applied and taken into account by the machines/robots R1, R2 when the program is executed.

De plus, l’étalonnage peut être réitéré de façon simple pour identifier la réalité et l’intégrer à tout instant dans le programme, offrant une stabilité dans le temps de la cellule notamment robotique 1.
In addition, the calibration can be repeated in a simple way to identify the reality and integrate it at any time in the program, providing stability over time of the particular robotic cell 1.

Claims (10)

Procédé d’étalonnage d’une cellule (1) comprenant au moins une machine (R1, R2) définissant un repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) et au moins une plateforme (3) mobile par rapport à au moins un axe (V, C), tels que la machine (R1, R2) comprend un bras (5) configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur une pièce à travailler destinée à être positionnée sur la plateforme (3) mobile,
le procédé d’étalonnage comprenant une étape préliminaire d’agencement de ladite au moins une machine (R1, R2) par rapport à la plateforme (3) mobile dans le monde réel, à partir d’un modèle virtuel théorique de la cellule (1) utilisé pour programmer des déplacements de ladite au moins une machine (R1, R2) et de la plateforme (3) mobile, et des opérations à effectuer par ladite au moins une machine (R1, R2) sur la pièce à travailler selon un programme géré par une unité de commande de la cellule (1),caractérisé en ce quele procédé d’étalonnage comporte les phases suivantes :
  • une phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2) dans le monde réel, selon laquelle une unité de mesure (7) portée par le bras (5) relève les coordonnées d’au moins un étalon (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2) positionné sur la plateforme (3) mobile dans au moins une position prédéfinie et l’unité de commande exprime les coordonnées relevées dans le repère (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2),
  • une phase d’identification des écarts du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2) dans le monde réel par rapport au modèle virtuel théorique, selon laquelle l’unité de commande compare des coordonnées relevées par l’unité de mesure (7) et exprimées dans le repère (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2) avec les coordonnées établies selon le modèle virtuel théorique, et
  • une phase de correction des défauts, selon laquelle l’unité de commande détermine en fonction des écarts identifiés au moins une consigne de correction à appliquer sur une chaine cinématique virtuelle de ladite au moins une machine (R1, R2), et enregistre la consigne de correction au niveau du programme de la cellule (1).
Method for calibrating a cell (1) comprising at least one machine (R1, R2) defining a fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) and at least one platform (3) movable with respect to at least one axis (V, C), such that the machine (R1, R2) comprises an arm (5) configured to carry at least one tool so as to perform at least one automated operation on a workpiece intended to be positioned on the mobile platform (3),
the calibration method comprising a preliminary step of arranging said at least one machine (R1, R2) with respect to the mobile platform (3) in the real world, from a theoretical virtual model of the cell (1 ) used to program movements of said at least one machine (R1, R2) and of the mobile platform (3), and operations to be carried out by said at least one machine (R1, R2) on the workpiece according to a program managed by a cell control unit (1),characterized in thatthe calibration process comprises the following phases:
  • a characterization phase of the relative positioning of the mobile platform (3) with respect to said at least one machine (R1, R2) in the real world, according to which a measurement unit (7) carried by the arm (5) records the coordinates of at least one standard (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2) positioned on the mobile platform (3) in at least one predefined position and the control unit expresses the coordinates recorded in the reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) of said at least one machine (R1, R2),
  • a phase of identifying deviations from the relative positioning of the mobile platform (3) with respect to said at least one machine (R1, R2) in the real world with respect to the theoretical virtual model, according to which the control unit compares the coordinates recorded by the measuring unit (7) and expressed in the coordinate system (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) of the said at least one machine (R1, R2) with the established coordinates according to the theoretical virtual model, and
  • a fault correction phase, in which the control unit determines, based on the identified discrepancies, at least one correction instruction to be applied to a virtual kinematic chain of said at least one machine (R1, R2), and records the correction at cell program level (1).
Procédé d’étalonnage selon la revendication précédente, dans lequel la cellule est une cellule robotique (1) comprenant au moins un robot (R1, R2) définissant le repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) et ladite au moins une plateforme (3) mobile par rapport à au moins un axe (V, C), ledit au moins un robot (R1, R2) comprenant un bras de robot (5) configuré pour porter ledit au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur la pièce à travailler destinée à être positionnée sur la plateforme (3) mobile.
Calibration method according to the preceding claim, in which the cell is a robotic cell (1) comprising at least one robot (R1, R2) defining the fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2 ) and said at least one platform (3) movable with respect to at least one axis (V, C), said at least one robot (R1, R2) comprising a robot arm (5) configured to carry said at least one tool so as to perform at least one automated operation on the workpiece intended to be positioned on the mobile platform (3).
Procédé d’étalonnage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2) comporte :
  • au moins une étape d’entrainement de la plateforme (3) mobile dans le monde réel, commandée par l’unité de commande de la cellule (1), de sorte que ledit au moins un étalon (REF1, REF2) positionné sur la plateforme (3) mobile prenne au moins deux positions distinctes, ledit au moins un étalon (REF1, REF2) étant calibré, et
  • au moins deux étapes de mesure réalisées par l’unité de mesure (7) portée par le bras (5), lorsque ledit au moins un étalon (REF1, REF2) est dans les deux positions distinctes, de façon à relever les coordonnées dudit au moins un étalon (REF1, REF2) respectivement dans les deux positions distinctes, les coordonnées relevées sont transmises à l’unité de commande.
Calibration method according to one of the preceding claims, in which the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform (3) with respect to said at least one machine (R1, R2) comprises:
  • at least one step of driving the platform (3) mobile in the real world, controlled by the control unit of the cell (1), so that said at least one standard (REF1, REF2) positioned on the platform (3) mobile takes at least two distinct positions, said at least one standard (REF1, REF2) being calibrated, and
  • at least two measurement steps performed by the measurement unit (7) carried by the arm (5), when said at least one standard (REF1, REF2) is in the two distinct positions, so as to record the coordinates of said at least least one standard (REF1, REF2) respectively in the two distinct positions, the coordinates recorded are transmitted to the control unit.
Procédé d’étalonnage selon la revendication précédente, dans lequel durant la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2), l’unité de commande exprime les coordonnées d’un vecteur directeur ( , ) dudit au moins un axe (V, C) dans le repère de ladite au moins une machine (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2).Calibration method according to the preceding claim, in which during the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform (3) with respect to said at least one machine (R1, R2), the control unit expresses the coordinates of a direction vector ( , ) of said at least one axis (V, C) in the frame of said at least one machine (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2). Procédé d’étalonnage selon l’une des revendications 3 ou 4 dans lequel :
  • la plateforme (3) mobile comprend une interface (9) mobile de façon linéaire suivant un axe de translation (V), la course de l’interface (9) suivant l’axe de translation (V) étant calibrée, et dans lequel
  • lors d’une première étape d’entrainement, l’interface (9) est entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce qu’un étalon (REF1) sur l’interface (9) atteigne une première position linéaire (P1),
  • lors d’une deuxième étape d’entrainement, l’interface (9) est entrainée en déplacement linéaire jusqu’à ce que l’étalon (REF1) sur l’interface (9) atteigne une deuxième position linéaire (P2),
  • lors des étapes de mesure, l’unité de mesure (7) relève respectivement les coordonnées (XP1, YP1, ZP1) dudit étalon (REF1) en première position linéaire (P1) et en deuxième position linéaire (P2), et
  • lors d’une étape de caractérisation de l’axe de translation (V) par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2), l’unité de commande exprime les coordonnées (XP1, YP1, ZP1) dudit étalon (REF1) en première position linéaire (P1) et les coordonnées (XP2, YP2, ZP2) en deuxième position linéaire (P2) dans le repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2).
Calibration method according to one of Claims 3 or 4, in which:
  • the mobile platform (3) comprises an interface (9) mobile in a linear manner along a translation axis (V), the travel of the interface (9) along the translation axis (V) being calibrated, and in which
  • during a first drive step, the interface (9) is driven in linear displacement until a standard (REF1) on the interface (9) reaches a first linear position (P1),
  • during a second drive step, the interface (9) is driven in linear displacement until the standard (REF1) on the interface (9) reaches a second linear position (P2),
  • during the measurement steps, the measurement unit (7) respectively records the coordinates (X P1 , Y P1 , Z P1 ) of said standard (REF1) in the first linear position (P1) and in the second linear position (P2), and
  • during a step of characterizing the translation axis (V) with respect to said at least one machine (R1, R2), the control unit expresses the coordinates (X P1 , Y P1 , Z P1 ) of said standard (REF1) in the first linear position (P1) and the coordinates (X P2 , Y P2 , Z P2 ) in the second linear position (P2) in the fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2 ) of said at least one machine (R1, R2).
Procédé d’étalonnage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la plateforme (3) mobile comporte un plateau rotatif (11), mobile en rotation autour d’un axe de rotation (C), ledit procédé comportant une phase de calage d’une position angulaire d’origine (C0), durant laquelle le plateau rotatif (11) est entrainé en rotation, par l’unité de commande de la cellule (1),jusqu’à ce que l’unité de mesure (7) portée par ladite au moins une machine (R1, R2) détecte un étalon (REF2) sur le plateau rotatif (11) dans une position telle que :
  • ledit étalon (REF2) coïncide avec un premier axe prédéfini (X1, X2) du repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2) et que
  • la coordonnée dudit étalon (REF2), suivant un deuxième axe prédéfini (Y1, Y2) du repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2), soit à zéro.
Calibration method according to one of the preceding claims, in which the mobile platform (3) comprises a rotary plate (11), mobile in rotation about an axis of rotation (C), the said method comprising a phase of setting an original angular position (C0), during which the rotary plate (11) is driven in rotation, by the control unit of the cell (1),until the measuring unit (7) carried by said at least one machine (R1, R2) detects a standard (REF2) on the rotary plate (11) in a position such that:
  • said standard (REF2) coincides with a first predefined axis (X1, X2) of the fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) of said at least one machine (R1, R2) and that
  • the coordinate of said standard (REF2), along a second predefined axis (Y1, Y2) of the fixed reference (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) of said at least one machine (R1, R2), either at zero.
Procédé d’étalonnage selon la revendication précédente, dans lequel la phase de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2) comporte les étapes suivantes de façon à caractériser l’axe de rotation (C) par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2) :
  • une première étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif (11), dans laquelle l’unité de commande entraine le plateau rotatif depuis la position angulaire d’origine (C0) jusqu’à ce que l’étalon (REF2) sur le plateau rotatif (11) atteigne une deuxième position angulaire (C+120), et
  • une deuxième étape d’entrainement en rotation du plateau rotatif (11), dans laquelle l’unité de commande entraine le plateau rotatif depuis la position angulaire d’origine (C0) jusqu’à ce que l’étalon (REF2) sur le plateau rotatif (11) atteigne une troisième position angulaire (C-120),
  • trois étapes de mesure, dans lesquelles l’unité de mesure (7) relève respectivement les coordonnées dudit étalon (REF2) dans la position angulaire d’origine (C0), dans la deuxième position angulaire (C+120) et dans la troisième position angulaire (C+120),
  • au moins une étape d’identification d’un centre de rotation (O’) du plateau rotatif (11), dans laquelle l’unité de commande définit un plan de rotation, à partir des trois positions angulaires (C0, C+120, C-120), et en déduit le centre de rotation (O’),
  • une étape de détermination, dans laquelle l’unité de commande détermine un vecteur directeur de l’axe de rotation ( ) normal au plan de rotation défini et passant par le centre de rotation (O’), et
  • une étape de caractérisation, dans laquelle l’unité de commande exprime les coordonnées du vecteur directeur de l’axe de rotation ( ) dans le repère fixe (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2) de ladite au moins une machine (R1, R2).
Calibration method according to the preceding claim, in which the characterization phase of the relative positioning of the mobile platform (3) with respect to said at least one machine (R1, R2) comprises the following steps so as to characterize the axis of rotation (C) relative to said at least one machine (R1, R2):
  • a first step of driving the rotary plate (11) in rotation, in which the control unit drives the rotary plate from the original angular position (C0) until the standard (REF2) on the plate rotary (11) reaches a second angular position (C+120), and
  • a second step of driving the rotary plate (11) in rotation, in which the control unit drives the rotary plate from the original angular position (C0) until the standard (REF2) on the plate rotary (11) reaches a third angular position (C-120),
  • three measurement steps, in which the measurement unit (7) respectively records the coordinates of said standard (REF2) in the original angular position (C0), in the second angular position (C+120) and in the third position angular (C+120),
  • at least one step of identifying a center of rotation (O') of the turntable (11), in which the control unit defines a plane of rotation, from the three angular positions (C0, C+120, C-120), and deduces the center of rotation (O'),
  • a determining step, in which the control unit determines a direction vector of the axis of rotation ( ) normal to the defined plane of rotation and passing through the center of rotation (O'), and
  • a characterization step, in which the control unit expresses the coordinates of the direction vector of the axis of rotation ( ) in the fixed frame (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2) of said at least one machine (R1, R2).
Procédé d’étalonnage selon la revendication précédente, dans lequel le plateau rotatif (11) comporte un plan de travail (13) sur lequel est destinée à être posée la pièce à travailler, le plateau rotatif (11) définissant un repère (O’, XC, YC, ZC), ledit procédé comportant :
  • une phase de caractérisation du positionnement relatif du plan de travail (13) par rapport au plan de rotation du plateau rotatif (11) comportant les étapes suivantes :
    1. au moins trois étapes de mesure, dans lesquelles l’unité de mesure (7) portée par le bras (5) relève les coordonnées d’au moins trois points dans un plan de référence (REF3-1) défini sur le plan de travail (13), lorsque le plateau rotatif (11) est dans la position angulaire d’origine (C0),
    2. au moins une étape de caractérisation, dans laquelle l’unité de commande exprime les coordonnées desdits points du plan de référence (REF3-1) dans le repère (O’, Xc, Yc, Zc) du plateau rotatif (11),
    3. au moins une étape de mesure, dans laquelle l’unité de mesure (7) portée par le bras (5), identifie un alésage de référence (REF3-2) dans le plan de référence (REF3-1), lorsque le plateau rotatif (11) est dans la position angulaire d’origine (C0),
    4. au moins une étape d’analyse, dans laquelle l’unité de commande détermine le centre de l’alésage de référence (REF3-2) identifié, correspondant au centre (O’’) du plan de travail (13), et
    5. au moins une étape de caractérisation, dans laquelle l’unité de commande exprime les coordonnées du centre (O’’) du plan de travail (13) dans le repère (O’, Xc, Yc, Zc) du plateau rotatif (11),
  • une phase d’identification des écarts du positionnement relatif du plan de travail (13) par rapport au plateau rotatif (11) dans le monde réel et selon le modèle virtuel théorique.
Calibration method according to the preceding claim, in which the rotary plate (11) comprises a work surface (13) on which the workpiece is intended to be placed, the rotary plate (11) defining a mark (O', XVS, YVS, ZVS), said method comprising:
  • a characterization phase of the relative positioning of the work plane (13) with respect to the plane of rotation of the rotary plate (11) comprising the following steps:
    1. at least three measurement steps, in which the measurement unit (7) carried by the arm (5) records the coordinates of at least three points in a reference plane (REF3-1) defined on the work plane ( 13), when the turntable (11) is in the original angular position (C0),
    2. at least one characterization step, in which the control unit expresses the coordinates of said points of the reference plane (REF3-1) in the reference (O', Xc, Yc, Zc) of the rotary plate (11),
    3. at least one measuring step, in which the measuring unit (7) carried by the arm (5), identifies a reference bore (REF3-2) in the reference plane (REF3-1), when the rotary table (11) is in the original angular position (C0),
    4. at least one analysis step, in which the control unit determines the center of the reference bore (REF3-2) identified, corresponding to the center (O'') of the work plane (13), and
    5. at least one characterization step, in which the control unit expresses the coordinates of the center (O'') of the work surface (13) in the reference (O', Xc, Yc, Zc) of the rotary plate (11),
  • a phase of identification of the differences in the relative positioning of the work surface (13) with respect to the rotary plate (11) in the real world and according to the theoretical virtual model.
Procédé d’étalonnage selon l’une des revendications précédentes, la cellule (1) comprenant au moins deux machines (R1, R2) définissant respectivement un repère (O1, X1, Y1, Z1 ; O2, X2, Y2, Z2), les machines (R1, R2) étant configurées pour porter respectivement au moins un outil de façon à effectuer des tâches automatisées sur une même pièce destinée à être positionnée sur la plateforme (3) mobile, la valeur de consigne théorique dudit au moins un axe (V, C) de la plateforme (3) mobile étant égale à la valeur de consigne réelle dudit au moins un axe (V, C), dans lequel :
  • au moins les phases de caractérisation du positionnement relatif de la plateforme (3) mobile et d’identification des écarts sont mises en œuvre au moins en partie par rapport à chaque machine (R1, R2), et dans lequel
  • durant la phase de correction, l’unité de commande :
    1. détermine en fonction des écarts identifiés de positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à une première machine (R1), au moins une consigne de correction à appliquer sur une valeur de consigne de la chaine cinématique virtuelle de la première machine (R1) en fonction de la valeur de consigne théorique et réelle dudit au moins un axe (V, C) de la plateforme (3) mobile, et
    2. détermine en fonction des écarts identifiés de positionnement relatif de la plateforme (3) mobile par rapport à une deuxième machine (R2), au moins une consigne de correction à appliquer sur une valeur de consigne de la chaine cinématique virtuelle de la deuxième machine (R2) en fonction de la valeur de consigne théorique et réelle dudit au moins un axe (V, C) de la plateforme (3) mobile.
Calibration method according to one of the preceding claims, the cell (1) comprising at least two machines (R1, R2) respectively defining a mark (O1, X1, Y1, Z1; O2, X2, Y2, Z2), the machines (R1, R2) being configured to respectively carry at least one tool so as to perform automated tasks on the same part intended to be positioned on the mobile platform (3), the theoretical setpoint value of said at least one axis (V , C) of the mobile platform (3) being equal to the actual setpoint value of said at least one axis (V, C), in which:
  • at least the phases of characterization of the relative positioning of the mobile platform (3) and of identification of the deviations are implemented at least in part with respect to each machine (R1, R2), and in which
  • during the correction phase, the control unit:
    1. determines according to the identified differences in relative positioning of the mobile platform (3) with respect to a first machine (R1), at least one correction setpoint to be applied to a setpoint value of the virtual kinematic chain of the first machine (R1 ) as a function of the theoretical and actual setpoint value of said at least one axis (V, C) of the mobile platform (3), and
    2. determines according to the identified differences in relative positioning of the mobile platform (3) with respect to a second machine (R2), at least one correction setpoint to be applied to a setpoint value of the virtual kinematic chain of the second machine (R2 ) as a function of the theoretical and actual setpoint value of said at least one axis (V, C) of the mobile platform (3).
Cellule (1) comportant au moins une machine (R1, R2), une plateforme (3) mobile par rapport à ladite au moins une machine (R1, R2), et une unité de commande, ladite au moins une machine (R1, R2) comprenant au moins un bras (5) configuré pour porter au moins un outil de façon à effectuer au moins une opération automatisée sur une pièce destinée à être positionnée sur la plateforme (3) mobile,caractérisée en ce quela cellule (1) est configurée pour mettre en œuvre au moins certaines étapes d’un procédé d’étalonnage selon l’une des revendications précédentes, le bras (5) portant une unité de mesure (7) configurée pour mettre en œuvre au moins une étape de mesure et la plateforme (3) mobile présentant au moins un étalon (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2).
Cell (1) comprising at least one machine (R1, R2), a platform (3) movable relative to said at least one machine (R1, R2), and a control unit, said at least one machine (R1, R2 ) comprising at least one arm (5) configured to carry at least one tool so as to perform at least one automated operation on a part intended to be positioned on the mobile platform (3), characterized in that the cell (1) is configured to implement at least certain steps of a calibration method according to one of the preceding claims, the arm (5) carrying a measurement unit (7) configured to implement at least one measurement step and the mobile platform (3) presenting at least one standard (REF1, REF2, REF3-1, REF3-2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012207336A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Method for determining the axis of a turntable in a coordinate measuring machine.
DE102016013891A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Kuka Roboter Gmbh Measuring a movement axis of a robot

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