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Quand vous avez besoin de quelqu'un du Canada pour calibrer votre robot en Nouvelle Zélande

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Beaucoup de chercheurs pensent que le calibrage de robot est un problème qui a été avec succès résolu il y a des décennies, mais ils ont tort.

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Tandis que la théorie fondamentale est bien établie, son application pratique continue à être dans sa enfance. C'est le premier d'une série de poteaux qui fourniront l'évidence qu'il est toujours très difficile que un utilisateur obtienne un robot industriel précis. Tellement dur en effet qu'une compagnie dans le didn de la Nouvelle Zélande ? t hésitent à demander un de mes postdocs volent dedans pour l'aide.

Dans la décennie passée, la simulation de robot et les progiciels de programmation en différé sont devenus très populaires. Cependant, apparemment beaucoup d'utilisateurs ignorent toujours le fait que les robots industriels sont qu'on peut répéter mais non précis, au moins pas ? par défaut. ? Quand ces utilisateurs commencent à usiner avec leurs robots, ils se rendent compte soudainement que les résultats réels sont très différents des simulations.

Les robots industriels ont une répétabilité (continue) de position qui est habituellement meilleure que 0.1 millimètre (parfois aussi de bon que 0.01 millimètre). C'est dû à l'utilisation des gearheads de zéro-jeu de denture et des encodeurs à haute résolution. Cependant, parce qu'il serait trop cher d'usiner et assembler des pièces de robot assez avec précision et parce que les gearheads ne sont pas parfaitement rigides, là les différences importantes sont-elles entre le robot ? modèle mathématique de s qui est mis en application dans son contrôleur et le vrai robot. En raison de ces différences, si vous programmez un robot en différé pour aller dans une certaine position, vous pouvez observer des erreurs de position de jusqu'à quelques millimètres dans le vrai robot.

Le processus de trouver un nouveau modèle mathématique qui représente le vrai robot plus étroitement et mène à de plus petites erreurs de position, s'appelle le calibrage de robot. Afin d'identifier les paramètres du nouveau modèle, le matériel d'essai du même rang sophistiqué est nécessaire, comme les suiveurs à laser, qui sont extrêmement chers (plus de $100.000). Le coût du matériel d'essai exigé est probablement l'une des raisons principales pourquoi le calibrage de robot est toujours dans sa enfance dans la pratique.

Le robot fabrique (au moins ABB, FANUC, KUKA et MOTOMAN) le calibrage de robot d'usine d'offre comme option relativement peu coûteuse. I ? le ll examinent l'exécution de ces options dans un poteau différent, ainsi laissez ? foyer de s maintenant sur ces utilisateurs qui oublient d'acheter une telle option.

Ceci est arrivé à une compagnie basée à Auckland, Nouvelle Zélande, une commande de deux heures de Hobbiton (le village célèbre du seigneur des films d'anneaux). La compagnie fabrique des produits de marina par le fraisage de robot mais les erreurs importantes observées de la qualité extérieure de leurs pièces usinées. Elle utilise un robot d'ABB IRB 6640-130/3.2, qui a la charge utile de 130 kilogrammes, la portée de 3.2 m, 0.050 millimètre de répétabilité, et ? n'était pas calibré à l'usine. Sur le ce, le robot est placé sur une voie linéaire, qui présente encore une autre source des erreurs.

Après pesage de toutes les options (telles qu'embarquer le robot de nouveau à la Suède), la compagnie nous a appelés et a demandé l'aide. Non seulement l'expertise locale dans le calibrage de robot était indisponible, mais même un suiveur à laser était nulle part pour être trouvée voisin. Et ainsi, janvier passé, un de mes diplômés de Ph.D., Albert Nubiola (décrit ci-dessus dans Hobbiton), armé avec une paire de bascules et de C.A. - la voie, s'est dirigée en Nouvelle Zélande.

La C-Voie est un CMM optique photogrammétrie-basé développé par Creaform. Elle est un peu moins précise qu'un suiveur à laser (l'exactitude volumétrique est de 0.065 millimètre) et a un plus petit volume de mesure, mais est contrat et moins de manière davantage que la moitié des prix d'un suiveur à laser. En outre, elle peut mesurer la pose du robot ? le terminal de s (pas simplement la position) et (si correctement utilisé) n'est pas influencé par des vibrations ou des courants d'air.

La solution de calibrage de robot a été fournie utilisant RoboDK. Ce dernier est un outil logiciel pour la simulation de robot et la programmation en différé (OLP), lancé récemment comme avantage supplémentaire de notre laboratoire. Cette simulation et plate-forme d'OLP est fortement souple et peut déployer les méthodes de calibrage développées dans notre laboratoire. Il soutient actuellement plus de 200 robots de 10 fabricants différents.

Le calibrage de robot peut être effectué dans 4 étapes :

Calibrage d'armature de référence (6 mesures)

Calibrage d'outil (7 mesures)

Calibrage de robot (50-80 mesures)

Validation (facultative, autant de mesures comme désirées)

L'acquisition de mesure est entièrement automatisée par RoboDK et le calibrage peut être effectué en moins d'une heure utilisant la C-Voie ou un suiveur à laser de FARO (comme dans cette démonstration, où MATLAB a été employé à la place).

Le robot d'ABB ? l'erreur de position moyenne de s a été améliorée de 3.443 millimètres à 0.765 millimètre, comme validé dans 315 configurations arbitraires de robot. L'exactitude de position de robot a été également validée en fraisant une série de fentes équidistantes et usinée à différentes orientations d'outil. Après calibrage, des erreurs usinées de distance entre les fentes ont été réduites par demi ou meilleur.

Une fois que le robot est calibré, les paramètres du nouveau modèle mathématique peuvent être pris en considération par RoboDK et la plate-forme en différé de simulateur produit directement des programmes de robot précis pour le fraisage. Bien que des programmes de filtrage soit également soutenus par RoboDK, les programmes de fraisage de robot peuvent être automatiquement produits exactement à partir d'un dossier de FAO (tel que le G-code ou les dossiers d'appartement). RoboDK ? le solutionneur de chemin de s parvient automatiquement 6 robots d'axe pour les faire se comporter comme une commande numérique par ordinateur de 5 axes pour le fraisage. Cette méthodologie peut également être employée pour des applications de soudure et de peinture. Il est également possible de simuler et produire des programmes de robot par le python. RoboDK manipule automatiquement la syntaxe marque-spécifique.

Naturellement, notre laboratoire n'est pas les services de offre de calibrage de robot de seule organisation. Dynalog, par exemple, avait fonctionné exclusivement dans ce domaine pendant 25 années. Cependant, notre spécialité est l'élaboration des méthodes de calibrage de robot basées sur les dispositifs de grande précision peu coûteux originaux. Peut-être notre dispositif et méthode plus innovateurs est celui basé sur l'utilisation de télescoper simple ballbar de Renishaw. Cette méthode a été déjà appliquée dans l'espace d'AV&R pour des robots de FANUC.

Néanmoins pensez-vous vos robots êtes-vous précis ?