Entwicklung und Implementierung eines Verfahrens zur statischen, kartesischen Kalibrierung von Robotern unter Verwendung gemessener räumlicher Abweichungen

Inhaltsangabe:Einleitung:
Trotz der weiten Verbreitung von Computern und Rechnersystemen werden Roboter heute immer noch sehr häufig mittels Online-Programmierung programmiert. Dabei fährt der Benutzer den TCP (Tool Center Point, im Allgemeinen bei einem Greifer der Punkt, an dem dieser ein Werkstück greift) mit Hilfe des zum Roboter gehörenden Handbediengerätes zu allen für das Programm relevanten Punkten und übernimmt an diesen Punkten die sechsdimensionale Positionsangabe. Durch dieses Vorgehen wird die sehr hohe Wiederholgenauigkeit von modernen Industrierobotern genutzt. Diese Eigenschaft kennzeichnet die Fähigkeit von Industrierobotern, bekannte Punkte mit hoher Genauigkeit anzufahren.
Nachteile dieser Methode sind: Da der Roboter während der Programmierung benötigt wird, ergibt sich ein Produktionsstillstand und damit werden Kosten verursacht. Diese sind umso höher, zumal jede relevante Position geteacht werden muss und so der zeitliche Rahmen sehr umfangreich wird. Wenn sehr präzise Programmabläufe gefordert sind, können die Programme nicht auf Roboter des gleichen Typs übertragen werden, so dass für jeden Roboter die zeit- und kostenintensiven Teachphasen anfallen. Dem heutigen Stand der Technik wesentlich eher entsprechend ist der Ansatz der Offline-Programmierung des Roboters. Der gesamte Arbeitsablauf des Roboters wird an einem Rechner geplant. Dabei wird mit Hilfe eines Simulationsprogramms die Arbeitszelle des Roboters mit allen relevanten Gegenständen und Werkstücken modelliert. In der Simulation werden die Programme für den Arbeitsablauf erstellt. Wenn diese Erstellung abgeschlossen ist, werden die Programme und alle anderen nötigen Daten an den Roboter übertragen. Dadurch verringert sich die Zeit, in der die Produktion gestoppt werden muss.
Neben dem Vorteil der Kostenersparnis ergibt sich auch eine bessere Bedienbarkeit und ein höherer Komfort bei der Programmierung, da verschiedene im Simulationssystem integrierte Werkzeuge benutzt werden können, um die Programmierung zu erleichtern. Allerdings hat dieses Verfahren auch Nachteile: Da nun der Roboter nicht mehr mit Hilfe des Handbediengerätes an die relevanten Positionen gefahren wird, spielt die entscheidende Rolle für die Anwendbarkeit des erstellten Programms nicht mehr die Wiederholgenauigkeit des Roboters, sondern die absolute Positioniergenauigkeit. Damit wird die Genauigkeit bezeichnet, mit der der Roboter eine Position im Raum, die nicht vorher geteacht wurde, anfahren [...]