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Overview
Die absolute Positioniergenauigkeit von Industrierobotern ist für bestimmte Aufgaben oft unzureichend. Insbesondere bei hochpräzisen Anwendungen treten Genauigkeitssprobleme auf, deren Beseitigung sehr zeit- und kostenintensiv ist oder den Einsatz erst gar nicht ermöglicht. Diese Problematik zieht sich durch alle Branchen (Medizinaltechnik, Automotiv, Uhrenindustrie. Lebensmittelindustrie……usw.) und durch alle Anwendungen wie Positionieren, Montieren, Selektieren, Bearbeiten…..usw..
Wenn von absoluter Genauigkeit eines Roboters die Rede ist, so bezieht sich dies eigentlich auf die genaue Kenntnis der absoluten Position des für den Arbeitsprozess verwendeten Werkzeugs (im Eng. User Tool, UT)). Da sich das UT je nach Anwendungsfall ändern kann, bezieht man die Positionsbestimmung meist auf den Befestigungspunkt des Arbeitsgerätes am Roboter (TCP: Tool Center Point). Um die absolute Position des TCP im Raum zu bestimmen, ist es notwendig, sich auf ein raumfestes Koordinatensystem R zu beziehen. Hierzu verwendet man in der Regel den Auflagepunkt des Roboters.
Der Übergang vom TCP zum UT Punkt ist in der Regel durch eine fixe Transformation gegeben, wodurch eine Rekalibration vom TCP auf das UT relativ einfach ist.
Wesentliches Projektziel ist die Entwicklung eines kostengünstigen Funktionsdemonstrators für ein Robotor Kalibriersystem, welches die nachfolgenden funktionalen Anforderungen erfüllt.:
- Absolute Positioniergenauigkeit von besser 0.1 mm:Die absolute Positionsgenauigkeit eines spezifischen Roboters wird prinzipiell durch dessen Wiederholgenauigkeit limitiert. Ziel ist, die absolute Genauigkeit möglichst nahe an die Wiederholgenauigkeit zu bringen. Der Wert von 0.1 mm wurde aus Erfahrungswerten für die Wiederholgenauigkeit von ab Werk kalibrierten Robotern gewonnen.
- Integrationsmöglichkeit in den Produktionsprozess: Um die Verifikation der Kalibration auch unter Lastbedingungen zu gewährleisten, welche stark von der Nennlast abweichen, soll die Möglichkeit gegeben sein, das Kalibrationssystem direkt in den Produktionsprozess zu integrieren
- Einfacher Transport und Aufbau: Das System muss flexibel an verschiedenen Roboterstandorten in einem Unternehmen einsetzbar sein, ohne dass ein signifikanter Personalaufwand notwendig ist