DE4015644C2 - Verfahren zum Bestimmen relevanter Punkte eines Werkzeugs am Handflansch eines gesteuerten mehrachsigen Manipulators - Google Patents
Verfahren zum Bestimmen relevanter Punkte eines Werkzeugs am Handflansch eines gesteuerten mehrachsigen ManipulatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen im
Oberbegriff des Hauptanspruches.
In der Praxis besteht ein großes Problem mit dem Austausch
und der Vermessung neuer manipulatorgeführter Werkzeuge.
Damit die Manipulatorsteuerung ein Werkzeug exakt bewegen
und positionieren kann, muß sie wissen, wo sich die
relevanten Werkzeugpunkte, insbesondere der sogenannte
Tool-Center-Point, befinden. Hierzu müssen ständig die
Ortskoordinaten dieser relevanten Punkte im
manipulatoreigenen World-Koordinaten-System bekannt sein.
Die Koordinatenbeschreibung erfolgt durch zwei Beziehungen,
nämlich einmal die relative Lage und Orientierung des
relevanten Punktes innerhalb des
Flansch-Koordinaten-Systems der Manipulatorhand und zum
anderen durch die Lage und Orientierung dieses Systems
gegenüber dem World-Koordinaten-System. Beim Wechsel eines
Werkzeugs ändern sich die relative Lage und Orientierung
der relevanten Punkte gegenüber dem
Flansch-Koordinaten-System.
In der Praxis war es daher bislang notwendig, jedes
Werkstück exakt vor dem Gebrauch zu vermessen und dann
lagegenau am Handflansch zu befestigen. Durch diese externe
und sehr aufwendige Werkzeugvermessung konnten dann die
Relativwerte für Lage und Orientierung im
Flansch-Koordinaten-System von Hand ermittelt und in die
Manipulatorsteuerung eingegeben werden. Ein Werkzeugwechsel
bedingte demnach einen erheblichen Aufwand und
entsprechende Kosten.
Aus der nächstliegenden US-PS 4 771 222 ist ein Verfahren
zur Ermittlung des Tool-Center-Points auf der Basis eines
bekannten Referenzpunktes und einer Koordinatenberechnung
bekannt. Hierfür sind drei Referenzpunkte mit bekannten
Positionen und Abständen erforderlich, die gemeinsam auf
einem Gestell angeordnet sind. Mit dem Tool-Center-Point
werden alle drei Referenzpunkte angefahren. Darüber hinaus
ist es erforderlich, den Roboter noch einmal zu bewegen, um
die Werkzeugkoordinatenachsen parallel zu den Achsen x, y, z
im World-Koordinaten-System auszurichten. Dabei werden die
Achswerte der Roboterachsen aufgenommen und hieraus auf die
Werkzeugorientierung im Flansch-Koordinaten-System
zurückgerechnet. Beim Stand der Technik sind zum Bestimmen
eines relevanten Punktes am Werkzeug mehrere Roboter- und
Werkzeugbewegungen nötig. Darüber hinaus ist es schwierig
und relativ ungenau, die Werkzeugkoordinatenachsen parallel
zu den Grundachsen x, y, z im World-Koordinaten-System
auszurichten. Hierfür sieht die US-Schrift lediglich eine
optische Kontrolle vor. Das bekannte Verfahren ist damit in
erster Linie für einfachere 3-D-Werkzeuge geeignet und
weniger für komplizierte 6-D-Werkzeuge.
Die DE-OS 37 31 704 zeigt ein Verfahren zum Eichen eines
Sensors. Auch hier sind mehrere Werkzeug- und
Roboterbewegungen für den Eichvorgang erforderlich, wobei
an einer Eichplatte mindestens drei bekannte Referenzpunkte
anzufahren sind. Einen ähnlichen Stand der Technik
offenbart fener die US-PS 4 816 733. Bei dem dort
beschriebenen Eichverfahren sind wie bei den beiden
eingangs genannten Entgegenhaltungen mehrere
Anfahrbewegungen und Meßpositionen erforderlich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
einfacheres, praktischeres und kostengünstigeres Verfahren
zum Bestimmen der relevanten Punkte eines Werkzeugs
aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im
Hauptanspruch.
Mit der Erfindung ist keine externe Werkzeugvermessung
notwendig. Vielmehr findet die Bestimmung der relevanten
Punkte am Manipulator mit dem angebauten Werkzeug statt und
geht auch mit wenig Bau-, Zeit- und Kostenaufwand vor sich.
Es genügt, den gesuchten relevanten Punkt des Werkzeugs an
einen einzelnen externen, d. h. im Arbeitsraum des
Manipulators liegenden Referenzpunkt mit bekannten
Ortskoordinaten im World-Koordinaten-System einmal zu
verfahren. An dieser Stelle hat der gesuchte relevante
Punkt bekannte absolute Ortskoordinaten, nämlich die des
Referenzpunktes. Hieraus läßt sich zum einen die bis dahin
unbekannte relative Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems gegenüber dem
World-Koordinaten-System ermitteln. Aus zwei bekannten
Koordinatensystemen können wiederum die Ortskoordinaten
des Referenzpunktes bzw. des dort befindlichen relevanten
Werkzeugpunktes in das Flansch-Koordinaten-System
transformiert werden. Aus diesen beiden relativen
Ortskoordinaten läßt sich wiederum die Lage und
Orientierung des relevanten Punktes gegenüber dem
Flansch-Koordinaten-System berechnen. In der Regel geht es
hierbei um den Abstand (T), den Seitenversatz (L) und den
Drehwinkel (D) um die z-Achse des relevanten Punktes
gegenüber dem Handflansch.
Das Verfahren kann vereinfacht werden, wenn in der
Bahnensteuerung schon die Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems gegenüber dem
World-Koordinaten-System bekannt und abrufbar ist. Der
Ermittlungsschritt der Relativbeziehung zwischen den beiden
Koordinatensystemen kann dann entfallen. Bei den momentanen
Steuerungen ist dies zwar grundsätzlich möglich, aber noch
nicht in der Praxis realisiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für beliebige
Werkzeuge und auch für beliebige relevante Punkte. Es ist
für mehrachsige Manipulatoren und insbesondere für
mehrachsige Industrieroboter geeignet. Es dient nicht nur
zur Vermessung neuer Werkzeuge, sondern kann auch zur
Kontrolle benutzter Werkzeuge auf eventuelle Schäden
verwendet werden.
Für die Bestimmung des Referenzpunktes gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Im einfachsten Fall ist der Referenzpunkt
irgendwo im Arbeitsraum des Manipulators, eventuell sogar
am Manipulator selbst, positioniert und bereits vorab
vermessen. Um die Vermessung zu vereinfachen, kann hierfür
auch der Manipulator mit einem bereits bekannten Werkzeug
eingesetzt werden. Dessen ebenfalls bekannter relevanter
Punkt, beispielsweise der Tool-Center-Point, wird auf den
Referenzpunkt gefahren, wobei die mitgeführten absoluten
Ortskoordinaten des relevanten Punktes aufgenommen und dann
dem Referenzpunkt in der Steuerung zugeordnet werden. In
der Praxis läßt sich dies auf einfache Weise mit einem Dorn
realisieren, dessen Spitze den Referenzpunkt markiert.
Um einen höheren Komfort und insbesondere auch eine
Möglichkeit zur Automatisierung des Bestimmungsvorganges zu
erreichen, wird der gesuchte relevante Punkt selbst als
Referenzpunkt herangezogen. Dies ist mit Hilfe eines auf
das World-Koordinaten-System referierten Vermessungssystems
möglich, das den gesuchten relativen Punkt erfaßt und
dessen Ortskoordinaten bestimmt. Vorteilhafterweise muß
dazu nicht unbedingt ein bestimmter Punkt im Arbeitsraum
angefahren werden, sondern es genügt irgendeine frei
wählbare Stelle im Erfassungsraum des Vermessungssystems.
Dadurch kann der Manipulator den Bestimmungsvorgang
selbsttätig und automatisch durchführen, da er keinen
bestimmten Referenzpunkt mehr ansteuern muß.
Das Vermessungssystem kann in unterschiedlicher Weise
realisiert werden, beispielsweise als Laser-Reflex-System,
Radar oder auf sonstige Art. Bevorzugt wird die optische
Messung mit einem Kamerasystem, das besonders exakte
Positionswerte des relevanten Punktes im Raum liefert und
zuverlässig arbeitet. Ein solches Kamerasystem ist im
übrigen auch für andere Zwecke bei Industrierobotern
ohnehin häufig schon im Einsatz.
In weiterer Alternative kann auch ein unbekannter
mechanischer Referenzpunkt, beispielsweise ein Dorn, mit
einem ebenfalls unbekannten Werkzeug viermal aus
verschiedenen Richtungen angefahren werden. In allen vier
Positionen werden von der Manipulatorsteuerung die
gemeldeten Ortskoordinaten im World-Koordinaten-System
aufgenommen und miteinander verglichen. Nachdem sich das
Werkzeug nicht ändert und immer mit dem gleichen relevanten
Punkt den Referenzpunkt berührt, müssen die aufgenommenen
vier Punkte auf einer Kugel um den Referenzpunkt liegen,
deren Mittelpunkt und damit der Referenzpunkt sich dann
ohne weiteres errechnen läßt.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und
schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht und schematischer
Darstellung einen Industrieroboter mit einem zu
vermessenden Werkzeug und
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Handflansches und
seines Koordinatensystems.
Der in Fig. 1 gezeigte sechs-achsige Industrieroboter (1)
besitzt eine mehrfach abwinkelbare Hand (2) in Form einer
sogenannten Zentralhand, die am vorderen Ende einen
Handflansch (3) trägt. Am Handflansch (3) ist ein Werkzeug
(4) befestigt, das im gezeigten Ausführungsbeispiel
mehrfach abgewinkelt ist und drei relevante Punkte (5, 6, 7)
trägt. Der relevante Punkt (5) an der Werkzeugspitze ist
der sogenannte Tool-Center-Point, auf den die
Manipulatorsteuerung (15) die Roboterbewegungen abstimmt.
Der Tool-Center-Point ist beispielsweise bei einem
Schweißbrenner die Spitze des aus der Düse tretenden
Schweißdrahtes. Der zweite relevante Punkt (6) ist
beispielsweise ein vorstehender Ansatz, der
Kollisionsprobleme aufwerfen kann und daher in der
Manipulatorsteuerung (15) bei den Werkzeugbewegungen
berücksichtigt werden muß. Ähnliches gilt für den dritten
relevanten Punkt (7), der beispielsweise ein Knickpunkt
ist. Die relevanten Punkte (6, 7) können auch Achsen eines
in sich beweglichen Werkzeugs sein. In Abwandlung des
gezeigten Ausführungsbeispiels kann ein Werkzeug (4) auch
nur einen relevanten Punkt oder eine beliebige größere Zahl
solcher Punkte haben.
Die Positionswerte des Werkzeugs (4) und die
Roboterbewegungen sind auf ein manipulatoreigenes
World-Koordinaten-System (8) bezogen, das vorzugsweise
kartesisch ist. Der Handflansch (3) besitzt ein eigenes
Flansch-Koordinaten-System (9), das ebenfalls vorzugsweise
kartesisch ist. Der Ursprung des
Flansch-Koordinaten-Systems (9) ist zugleich der
Flanschmittelpunkt.
Die relevanten Punkte (5, 6, 7) des Werkzeugs (4) stehen in
einer bestimmten Lage und Orientierung zum
Flansch-Koordinaten-System (9). Im gezeigten
Ausführungsbeispiel wird diese Beziehung durch den Abstand
(T) entlang der z-Achse, den Seitenversatz (L) entlang der
x-Achse und den Drehwinkel (D) um die z-Achse definiert.
Mit diesen drei Werten ist die relative Lage und
Orientierung des betrachteten relativen Punktes (5, 6, 7)
gegenüber dem Flansch-Koordinaten-System (9) festgelegt.
Die relative Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems (9) gegenüber dem
World-Koordinaten-System ist in der Manipulatorsteuerung
(15) zwar bekannt, aber nicht in Parameterform durch
Anzeige abrufbar. In der Manipulatorsteuerung (15) liegen
jedoch bei einem bekannten Werkzeug die Ortskoordinaten der
relevanten Punkte (5, 6, 7) im World-Koordinaten-System
abrufbar und anzeigbar vor. Sie setzen sich durch
Koordinatentransformation aus der Relativbeziehung zwischen
den relevanten Punkten und dem Flansch-Koordinaten-System
und dessen Relativbeziehung gegenüber dem
World-Koordinaten-System zusammen.
Bei einem Werkzeugwechsel oder einer Kollision des
Werkzeugs (4) mit einem Hindernis ist die Lage und
Orientierung eines oder mehrerer der relevanten Punkte
(5, 6, 7) gegenüber dem Flansch-Koordinaten-System (9) nicht
oder nicht mehr bekannt und muß neu bestimmt werden. Dieser
Bestimmungsvorgang läuft wie folgt ab:
Das unbekannte oder beschädigte Werkzeug (4) wird mit dem
zu bestimmenden relevanten Punkt (5, 6, 7) vom Roboter (1) im
Arbeitsraum auf einen Referenzpunkt (10) gefahren. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel besteht dieser aus der Spitze
eines ortsfesten Kegels (11), die beim Anfahren punktgenau
berührt wird. Die Ortskoordinaten des Referenzpunktes (10)
liegen im World-Koordinaten-System (8) vor und sind
entweder vorher bestimmt worden oder werden während des
Anfahrens durch den relevanten Punkt (5, 6, 7) bestimmt. Die
verschiedenen Alternativen werden nachfolgend näher
erläutert. Für die weitere Erklärung des Verfahrens zur
Bestimmung der gesuchten relativen Punkte (5, 6, 7) werden
die absoluten Ortskoordinaten des Referenzpunktes (10) im
World-Koordinaten-System (8) als bekannt angenommen.
Wenn sich der gesuchte relevante Punkt (5, 6, 7) am
Referenzpunkt (10) befindet, werden in der Bahnensteuerung
die bekannten Ortskoordinaten dem relevanten Punkt (5, 6, 7)
zugeordnet. Für die nachfolgende Bestimmungsoperation
bleiben der Manipulator (1) mit dem Werkzeug (4) und dem zu
bestimmenden relevanten Punkt (5, 6, 7) ortsfest stehen.
Wenn die relative Lage des Flansch-Koordinaten-Systems
gegenüber dem World-Koordinaten-System (8) nicht abrufbar
ist, wird sie durch den nachfolgenden Verfahrensabschnitt
ermittelt. Wie eingangs erwähnt setzt sich der Ortsvektor
vom Koordinatenursprung bzw. dem Flanschmittelpunkt zum
betrachteten relevanten Punkt (5, 6, 7) aus den achsbezogenen
Abständen (T) und (L) zusammen. Zur Bestimmung der Lage und
Orientierung des Flansch-Koordinaten-System (9) gegenüber
dem World-Koordinaten-System (8) wird der Referenzpunkt
(10) bzw. der betrachtete relevante Punkt (5, 6, 7) auf
mindestens drei, vorzugsweise vier gewählte Punkte
(16, 17, 18, 19) verlegt und sozusagen abgebildet. Die Punkte
(16, 17, 18, 19) sind repräsentativ für das
Flansch-Koordinaten-System und liegen auf dessen
verschiedenen Achsen. Bei der Verlegung wird der
betrachtete relevante Punkt (5, 6, 7) fiktiv auf dem
Flansch-Koordinaten-System (9) abgebildet und sozusagen
umdefiniert. Es werden hierdurch drei oder vier neue
Ortskoordinaten der repräsentativen Punkte (16, 17, 18, 19) im
World-Koordinaten-System (8) gewonnen.
In der gezeigten Ausführungsform wird der Tool-Center-Point
(5) betrachtet. Wie Fig. 2 zeigt, werden bei einem
Drehwinkel (D) = 0 (T) und (L) ebenfalls als 0 definiert.
Der Tool-Center-Point (5) kommt damit fiktiv auf dem
Koordinatenursprung des Flansch-Koordinaten-Systems (9) zu
liegen, wobei in der Manipulatorsteuerung (15)
entsprechende Ortskoordinaten für diesen repräsentativen
Punkt (16) im World-Koordinaten-System (8) ausgegeben und
gegebenenfalls gespeichert werden. Durch Definition von (D)
und (L) = 0 wird der Tool-Center-Point (5) auf dem
repräsentativen Punkt (17) der z-Achse abgebildet, der vom
Koordinatenursprung den Abstand (T) hat. Des weiteren wird
durch (D) und (T) = 0 der Tool-Center-Point (5) auf dem
dritten repräsentativen Punkt (18) der x-Achse abgebildet,
der vom Koordinatenursprung den Abstand (L) hat.
Gegebenenfalls kann auf der y-Achse aus den repräsentativen
Punkten (16, 17, 18) ein vierter repräsentativer Punkt (19)
unter Vorgabe von (D) = 0 errechnet werden. Durch die
repräsentativen Punkte (16, 17, 18, 19) und deren
Ortskoordinaten im World-Koordinaten-System (8) ist das
Flansch-Koordinaten-System (9) eindeutig in der Translation
und Rotation gegenüber dem World-Koordinaten-System (8)
bestimmt.
Durch die Relativbeziehung zwischen den beiden
Koordinatensystemen (8, 9) können nun auch Ortskoordinaten
beliebiger Punkte vom einen in das andere Koordinatensystem
(8, 9) transformiert werden. Durch Koordinatentransformation
werden nun die Ortskoordinaten des Tool-Center-Points (5)
im Flansch-Koordinaten-System (9) errechnet. Aus diesem
Ortsvektor wiederum werden (T), (L) und (D) für den
Tool-Center-Point des neuen oder beschädigten Werkzeugs
errechnet und als Parameter in der Manipulatorsteuerung
(15) gespeichert. Die Bestimmung des Tool-Center-Points (5)
ist damit abgeschlossen. Die weiteren relevanten Punkte
(6, 7) können auf die gleiche vorbeschriebene Weise bestimmt
werden.
Die Durchführung der Rechenoperationen kann anhand der von
der Manipulatorsteuerung (15) angezeigten Ortskoordinaten
von Hand durchgeführt werden. In der bevorzugten
Ausführungsform hat die Manipulatorsteuerung (15) ein
integriertes Rechen- oder Softwaremodul, das die
Operationen automatisch und intern durchführt. Für die
Bestimmung der weiteren relevanten Punkte (6, 7) können
damit auch die bereits aufgefundenen repräsentativen Punkte
(16, 17, 18, 19) bzw. das Flansch-Koordinaten-System (9) beim
Anfahren der nächsten relevanten Punkte (6, 7) mitgenommen
werden, so daß Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems (9) gegenüber dem
World-Koordinaten-System (8) auch an den weiteren Punkten
sofort zur Verfügung stehen.
Die Ermittlung der Ortskoordinaten des Referenzpunktes (10)
im World-Koordinaten-System (8) ist auf verschiedene Weise
möglich. Zum einen kann der Roboter (1) ein bekanntes
Werkzeug (4) mit einem bekannten Tool-Center-Point (5) oder
einem sonstigen relevanten Punkt auf den Referenzpunkt (10)
bewegen. Die Manipulatorsteuerung (15) übernimmt dann die
im World-Koordinaten-System (8) mitgeführten und
angezeigten Ortskoordinaten des bekannten
Tool-Center-Points (5) und ordnet sie dem Referenzpunkt
(10) zu. Anschließend wird das bekannte Werkzeug (4) gegen
das unbekannte getauscht und dann das vorstehend
beschriebene Bestimmungsverfahren durchgeführt.
Eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung der Ortskoordinaten
des Referenzpunktes (10) besteht darin, mit einem
unbekannten Werkzeug (4) und einem demgemäß unbekannten
relevanten Punkt (5, 6, 7) den ebenfalls unbekannten
Referenzpunkt (10) von Hand mit dem Manipulator anzufahren.
Das Anfahren findet viermal aus verschiedenen Richtungen
und mit verschiedenen Achsstellungen des Roboters (1)
statt. Jedesmal werden dabei die in der
Manipulatorsteuerung (15) angezeigten absoluten
Ortskoordinaten in der eingangs beschriebenen Weise auf den
Flanschmittelpunkt (16) durch Definition von (D, T, L) = 0
abgebildet. Die angegebenen Ortskoordinaten der vier Punkte
sind zwar wegen des noch nicht vermessenen Werkzeugs (4)
als einzelne Absolutwerte unrichtig. Zusammen definieren
sie aber vier Punkte einer Kugel deren Mittelpunkt der
Referenzpunkt (10) ist. Aus den Ortskoordinaten kann über
die Kugelbeziehung dann ein korrekter Positionswert für den
Referenzpunkt (10) im Worldkoordinatensystem (8) errechnet
werden. Beim vierten Anfahren wird außerdem in der eingangs
beschriebenen Weise durch Abbildung des nun korrekten
Referenzpunktes (10) auf drei oder vier repräsentative
Punkte (16, 17, 18, 19) das Flanschkoordinatensystem (9)
bestimmt. Der weitere Bestimmungsvorgang für den gesuchten
relevanten Punkt (5, 6, 7) findet ebenfalls in der
vorgeschriebenen Weise statt.
Eine dritte Möglichkeit besteht im Einsatz eines
Vermessungssystems (12), das den gesuchten relevanten Punkt
(5, 6, 7) erfaßt und seine Position in Ortskoordinaten des
Worldkoordinatensystems (8) angibt. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht das Vermessungssystem (12) aus
zwei Kameras (13), die einen internen Raster zur Bewegungs-
und Positionsverfolgung beinhalten und eine
Auswerteschaltung (14) aufweisen. Das Vermessungssystem
(12) hat ein eigenes Koordinatensystem, das bei der
Einrichtung über eine Koordinatentransformation auf das
Worldkoordinatensystem (8) referiert wird. Die Einrichtung
kann mit Hilfe eines bekannten Werkzeuges (4) und dessen
Tool-Center-Point (5) mit bekannten Ortskoordinaten
erfolgen. Um den Tool-Center-Point (5) der verschiedenen
Werkzeuge (4) oder einen sonstigen relevanten Punkt
(6, 7) zuverlässig erfassen zu können, ist an diesen Stellen
eine LED angeordnet. Zur Bestimmung eines relevanten
Punktes (5, 6, 7) eines unbekannten oder beschädigten
Werkzeugs (4) wird dieser Punkt vom Roboter (1) an
irgendeine Stelle im Erfassungsraum des Vermessungssystems
(12) bewegt. Im Gegensatz zu den vorgenannten
Positionierverfahren kann dies auch automatisch und über
die Manipulatorsteuerung (15) geschehen. Die eingenommene
Stellung des relevanten Punktes (5, 6, 7) ist zugleich der
Referenzpunkt (10) dessen Ortskoordinaten vom
Vermessunssystem (12) aufgenommen und im
Worldkoordinatensystem (8) angezeigt werden und in die
Manipulatorsteuerung (15) eingegeben werden. Der weitere
Bestimmungsvorgang läuft in der eingangs beschriebenen
Weise ab.
Stückliste
1 Manipulator, Industrieroboter
2 Hand
3 Handflansch
4 Werkzeug
5 relevanter Punkt, Tool-Center-Point
6 relevanter Punkt, Ansatz
7 relevanter Punkt, Knickpunkt
8 World-Koordinaten-System
9 Flansch-Koordinaten-System
10 Referenzpunkt
11 Dorn
12 Vermessungssystem, Kamerasystem
13 Kamera
14 Auswerteschaltung
15 Manipulatorsteuerung
16 repräsentativer Punkt, Ursprung, Flanschmittelpunkt
17 repräsentativer Punkt, z-Achse
18 repräsentativer Punkt, x-Achse
19 repräsentativer Punkt, y-Achse
2 Hand
3 Handflansch
4 Werkzeug
5 relevanter Punkt, Tool-Center-Point
6 relevanter Punkt, Ansatz
7 relevanter Punkt, Knickpunkt
8 World-Koordinaten-System
9 Flansch-Koordinaten-System
10 Referenzpunkt
11 Dorn
12 Vermessungssystem, Kamerasystem
13 Kamera
14 Auswerteschaltung
15 Manipulatorsteuerung
16 repräsentativer Punkt, Ursprung, Flanschmittelpunkt
17 repräsentativer Punkt, z-Achse
18 repräsentativer Punkt, x-Achse
19 repräsentativer Punkt, y-Achse
Claims (5)
1. Verfahren zum Bestimmen relevanter Punkte eines
Werkzeugs am Handflansch eines gesteuerten
mehrachsigen Manipulators im manipulatoreigenen
World-Koordinaten-System, wobei der relevante Punkt
in der Manipulatorsteuerung durch seine relative Lage
und Orientierung innerhalb des
Flansch-Koordinaten-Systems und dessen Lage und
Orientierung gegenüber dem World-Koordinaten-System
beschrieben wird, wobei der Manipulator mit dem
relevanten Punkt des Werkzeugs einen externen
Referenzpunkt mit bekannten Ortskoordinaten im
World-Koordinaten-System anfährt, wonach an Hand des
Referenzpunktes die Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems gegenüber dem
World-Koordinaten-System in der Manipulatorsteuerung
berechnet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Manipulator (1) für jeden relevanten Punkt
(5, 6, 7) nur einen einzelnen Referenzpunkt (10) einmal
anfährt und daß dann an Hand des einen Referenzpunktes
(10) durch Koordinatentransformation die Lage und
Orientierung des relevanten Punktes (5, 6, 7) im
Flansch-Koordinaten-System (9) berechnet wird, wobei
zur Bestimmung von Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems (9) der Referenzpunkt
(10) in mindestens drei gewählte repräsentative
Punkte (16, 17, 18, 19) des Flansch-Koordinaten-Systems
(9) fiktiv verlegt wird, wobei die Ortskoordinaten
der repräsentativen Punkte (16, 17, 18, 19) im
World-Koordinaten-System (8) aufgenommen werden, und
daß daraus die Lage und Orientierung des
Flansch-Koordinaten-Systems (9) gegenüber dem
World-Koordinaten-System (8) berechnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die repräsentativen
Punkte (16, 17, 18, 19) auf den Ursprung und mindestens
zwei Achsen des Flansch-Koordinaten-Systems (9)
verlegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Lage und
Orientierung des relevanten Punktes (5, 6, 7) im
Flansch-Koordinaten-System (9) durch Höhenabstand
(T), Seitenversatz (L) und Drehwinkel (D) um die
z-Achse bestimmt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ortskoordinaten
des Referenzpunktes (10) durch vorheriges Anfahren
mit einem bekannten Werkzeug bestimmt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rechenoperationen in der Manipulatorsteuerung (15)
durchgeführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904015644 DE4015644C2 (de) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Verfahren zum Bestimmen relevanter Punkte eines Werkzeugs am Handflansch eines gesteuerten mehrachsigen Manipulators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4015644A1 DE4015644A1 (de) | 1991-11-21 |
DE4015644C2 true DE4015644C2 (de) | 1994-01-20 |
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ID=6406485
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904015644 Expired - Fee Related DE4015644C2 (de) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Verfahren zum Bestimmen relevanter Punkte eines Werkzeugs am Handflansch eines gesteuerten mehrachsigen Manipulators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4015644C2 (de) |
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