Roboterkalibrierung:Welche Teile müssen kalibriert werden?

Wenn Sie möchten, dass Ihr Roboter seine Aufgabe genau erfüllt, überlegen Sie wahrscheinlich, ob Sie eine Kalibrierung durchführen müssen.

Ist es wirklich notwendig, Ihren Roboter zu kalibrieren?

Welche Art von Kalibrierung benötigt Ihre gewählte Aufgabe?

Und welche Teile des Roboteraufbaus müssen kalibriert werden?

Kalibrierung ist kein sehr spannendes Thema in der Robotik. Aber das Kalibrieren Ihres Roboters kann den Unterschied zwischen einem hochpräzisen Roboter-Setup und einem, das Ihren Anforderungen nicht entspricht, ausmachen.

In einer kürzlich erschienenen Feature-Version von RoboDK haben wir eine verbesserte Kalibrierung für Roboterschienen hinzugefügt. Wir haben auch ein Video-Tutorial zur Tool Center Point-Kalibrierung veröffentlicht.

Dies ist eine gute Gelegenheit, sich anzusehen, welche Teile eines Roboters kalibriert werden müssen!

Müssen Roboter wirklich kalibriert werden?

Sie fragen sich vielleicht, ob Ihr Roboter überhaupt kalibriert werden muss.

Sollte der Roboter schließlich nicht bereits kalibriert sein, wenn er das Werk verlässt?

Es gibt einen wichtigen Unterschied in der Robotik…

Roboter sind auf hohe Reproduzierbarkeit ausgelegt, aber sie sind in der Regel nicht sofort einsatzbereit.

Wenn Sie sich über den Unterschied zwischen Genauigkeit und Wiederholbarkeit nicht sicher sind, können Sie sich das so vorstellen. Wenn Sie den Roboter anweisen würden, 6 Punkte an genau derselben Stelle im Raum zu zeichnen:

• Die Genauigkeit gibt an, wie nahe diese 6 Punkte an der gewünschten Position liegen.
• Wiederholbarkeit gibt an, wie nahe die 6 Punkte beieinander liegen.

Wiederholbarkeit ist eine Eigenschaft des physischen Roboters und seines Designs. Aber um einen Roboter genau zu machen, müssen Sie ihn kalibrieren.

Roboterkalibrierung in Kürze

Der Prozess der Roboterkalibrierung besteht im Wesentlichen darin, das Koordinatensystem des Roboters mit dem Koordinatensystem der Umgebung auszurichten. Wenn Sie einen kalibrierten Roboter anweisen, an eine Stelle im Arbeitsbereich zu gehen, können Sie sicher sein, dass er genau an diese Stelle fährt.

Es gibt 2 grundlegende Ansätze zur Kalibrierung:

1. Roboterkalibrierung von Hand mit einem Fixpunkt — Dies ist eine grobe Art der Kalibrierung, die eine gute Option ist, wenn Sie Ihren Roboter nur für die Offline-Programmierung kalibrieren müssen. Hier ist ein Video, in dem wir beschreiben, wie diese grundlegende Kalibrierung durchgeführt wird.
2. Roboterkalibrierung mit einem 3D-Tracker — Diese Art der Kalibrierung erfordert die zusätzliche Technologie eines 3D-Lasertrackers. Im Vergleich zur vorherigen Methode kann die Genauigkeit des Roboters erheblich verbessert werden, aber die Kosten für den Kauf oder die Miete eines Lasertrackers müssen berücksichtigt werden.

Während des Kalibrierungsprozesses bewegt sich der Roboter zu bestimmten Positionen und Ausrichtungen. Bei der manuellen Kalibrierung fahren Sie den Roboter selbst zu diesen Orten. Mit einem Lasertracker bewegt sich der Roboter selbst und der Tracker erkennt seinen genauen Standort.

Roboterwerkzeugkalibrierung

Neben der Kalibrierung des Roboters selbst müssen Sie wahrscheinlich auch das Werkzeug kalibrieren.

Dazu wird der Kalibriervorgang mit dem am Ende des Roboterflansches befestigten Werkzeug durchlaufen. Da das Werkzeug das „Geschäftsende“ des Roboters ist, möchten Sie, dass es so genau ist, wie es für Ihre spezielle Aufgabe erforderlich ist.

Abhängig von der Art des Werkzeugs und der Aufgabe können Sie eine Art der Kalibrierung einer anderen vorziehen.

Beispielsweise benötigen Sie für eine grobe Pick-and-Place-Aufgabe keine sehr genaue Kalibrierung. Ob es sich um einen Fingergreifer, einen Vakuumgreifer oder etwas anderes handelt, es spielt keine Rolle, ob die Werkzeugposition einige Millimeter außerhalb liegt.

Andererseits würde eine detaillierte Lötaufgabe für oberflächenmontierte elektronische Chips wahrscheinlich eine möglichst genaue Kalibrierung erfordern. In diesem Fall sollten Sie die genauere Kalibrierungsmethode verwenden.

Andere Teile eines Roboter-Setups, die kalibriert werden müssen

Das Werkzeug und der Roboter selbst sind die Hauptteile des Roboteraufbaus, die kalibriert werden müssen. Andere Teile eines Roboter-Setups können jedoch abhängig von Ihrem spezifischen Setup eine Kalibrierung erfordern.

Dazu gehören:

• Sensoren — Verschiedene Arten von Sensoren müssen möglicherweise kalibriert werden, bevor sie verwendet werden können, wie z. B. Temperatursensoren, Kraftsensoren und Lichtsensoren. Jeder hat seine eigene Kalibrierungsmethode. Einige müssen möglicherweise regelmäßig neu kalibriert werden, um Materialänderungen im Sensor zu berücksichtigen, die im Laufe der Zeit oder aufgrund von Änderungen in der Umgebung auftreten.
• Kameras – Vision-Sensoren haben einige verschiedene Kalibrierungsverfahren, die Sie durchführen können, einschließlich Verzerrungskalibrierung, Farbkalibrierung und Lichtkalibrierung. Oft müssen diese Verfahren jedes Mal ausgeführt werden, wenn der Roboter geladen wird oder sich die Umgebung ändert.
• Externe Achsen — Zusätzliche Achsen wie Werkstückpositionierer und Schienen müssen auf die gleiche Weise wie Roboter kalibriert werden. In RoboDK können Sie sie mit den gleichen Roboterkalibrierungswerkzeugen kalibrieren.

Obwohl dies wie viele verschiedene Kalibrierungen erscheinen mag, werden Sie wahrscheinlich nicht alle diese Teile in allen Ihren Roboteranwendungen verwenden.

So kalibrieren Sie Ihren Roboter schnell und einfach

Die Roboterkalibrierung muss nicht kompliziert sein. Mit den richtigen Werkzeugen können Sie Ihren Roboter und all Ihr Zubehör schnell und einfach kalibrieren.

Um den Roboter und das Werkzeug zu kalibrieren, können Sie die Kalibrierungsfunktion in RoboDK verwenden. Dies dauert nur etwa 20 Minuten und ist ein einfacher Vorgang.

Wenn Sie ein Programmiertool wie TwinTrack verwenden, ist die Kalibrierung noch einfacher, da das Tool selbst einen Lasertracker verwendet. Mit derselben Hardware können Sie Ihren Roboter sowohl kalibrieren als auch programmieren!

Die Kalibrierung kann wie ein Ärgernis erscheinen, wenn Sie mit der Robotik beginnen. Es lohnt sich jedoch, im Voraus ein wenig Zeit und Mühe zu investieren, um die beste Genauigkeit für die von Ihnen gewählte Anwendung zu erzielen.

Welche Aspekte der Roboterkalibrierung sind für Sie immer noch verwirrend? Erzählen Sie es uns in den Kommentaren unten oder beteiligen Sie sich an der Diskussion auf LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram oder im RoboDK-Forum.