Dla dostawcy zrobotyzowanych rozwiązań szlifierskich kalibracja jest krytycznym krokiem zapewniającym wydajność i precyzję naszych systemów. Technologia zrobotyzowanego szlifowania zrewolucjonizowała takie branże, jak produkcja, przemysł lotniczy i motoryzacyjny, automatyzując proces szlifowania, poprawiając jakość i zwiększając produktywność. Jednakże bez odpowiedniej kalibracji zrobotyzowany system szlifowania może nie osiągnąć pożądanych wyników, co prowadzi do nieoptymalnej wydajności i potencjalnego marnowania zasobów. Na tym blogu omówię procedury kalibracji zrobotyzowanego rozwiązania szlifierskiego.
1. Wstępna konfiguracja i kontrola systemu
Przed rozpoczęciem procesu kalibracji istotne jest przeprowadzenie dokładnej wstępnej konfiguracji i kontroli zrobotyzowanego systemu szlifowania. W pierwszej kolejności należy upewnić się, że robot jest prawidłowo zainstalowany w wyznaczonym miejscu pracy. Podłoga powinna być pozioma i wytrzymać ciężar robota i powiązanego z nim wyposażenia. Sprawdź zasilacz, aby upewnić się, że spełnia on specyfikacje robota i narzędzi szlifierskich.
Sprawdź same narzędzia szlifierskie. Tarcze lub paski szlifierskie powinny być w dobrym stanie, bez pęknięć i nadmiernego zużycia. Nieprawidłowo zamontowane lub uszkodzone narzędzia szlifierskie mogą powodować niedokładne wyniki szlifowania, a nawet stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa. Sprawdź także uchwyty narzędzi, aby upewnić się, że są bezpiecznie zamocowane i mogą dokładnie wyrównać narzędzia szlifierskie.
2. Kalibracja kinematyczna
Kalibracja kinematyczna ma na celu określenie dokładnych parametrów geometrycznych łańcucha kinematycznego robota. Obejmuje to długości ogniw robota, przesunięcia połączeń i kąty położenia zerowego. Parametry te są kluczowe, aby robot mógł dokładnie poruszać się w żądanych pozycjach i orientacjach w przestrzeni roboczej.
Pierwszym krokiem kalibracji kinematycznej jest pomiar teoretycznych wartości parametrów kinematycznych. Zwykle wartości te podaje producent robota, ale mogą zawierać pewne błędy wynikające z tolerancji produkcyjnych. Aby uzyskać dokładniejsze wartości, możemy skorzystać z urządzeń pomiarowych takich jak tracker laserowy. Tracker laserowy może precyzyjnie zmierzyć położenie i orientację celu przyczepionego do końcówki robota – efektora.
Przesuwając robota do szeregu wcześniej zdefiniowanych pozycji i rejestrując pozycje celu za pomocą trackera laserowego, możemy następnie użyć algorytmu kalibracji do obliczenia rzeczywistych parametrów kinematycznych. Gdy algorytm kalibracji obliczy nowe wartości, zaktualizuj sterownik robota o te parametry, aby poprawić dokładność ruchu robota.
3. Kalibracja punktu centralnego narzędzia (TCP).
Punkt środkowy narzędzia (TCP) to punkt narzędzia szlifierskiego, który styka się z przedmiotem obrabianym. Dokładna kalibracja TCP jest niezbędna do uzyskania spójnych i precyzyjnych wyników szlifowania.
Istnieje kilka metod kalibracji protokołu TCP. Jedną z powszechnych metod jest kalibracja trzypunktowa. W tej metodzie robot przesuwa narzędzie szlifierskie tak, aby dotykało trzech różnych punktów nieruchomego obiektu, np. płytki kalibracyjnej. Położenie tych punktów rejestrowane jest przez sterownik robota. Na podstawie tych zarejestrowanych pozycji sterownik może obliczyć położenie i orientację TCP względem kołnierza robota.
Inną metodą jest użycie urządzenia narzędziowo-ustawiającego. Urządzenie do ustawiania narzędzi to wyspecjalizowany przyrząd, który może automatycznie mierzyć TCP. Robot przesuwa narzędzie szlifierskie do urządzenia do ustawiania narzędzi, które następnie mierzy położenie i orientację narzędzia i przekazuje dane do sterownika robota.
4. Kalibracja ramki odniesienia przedmiotu obrabianego
Aby mieć pewność, że robot będzie mógł dokładnie szlifować przedmiot obrabiany, należy skalibrować układ odniesienia przedmiotu obrabianego. Ramka odniesienia przedmiotu obrabianego określa położenie i orientację przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej robota.
Najpierw zidentyfikuj kluczowe cechy przedmiotu obrabianego, takie jak otwory, krawędzie lub powierzchnie. Następnie użyj urządzenia pomiarowego, np. sondy dotykowej, aby zmierzyć położenie tych elementów. Sondę dotykową można zamocować na końcówce robota, dzięki czemu robot może przesuwać sondę w odpowiednie punkty na obrabianym przedmiocie i rejestrować ich współrzędne.
Na podstawie zmierzonych współrzędnych kluczowych cech sterownik robota może obliczyć macierz transformacji pomiędzy układem odniesienia przedmiotu obrabianego a podstawowym układem odniesienia robota. Ta matryca transformacji jest następnie wykorzystywana przez robota do dokładnego pozycjonowania i orientowania się względem przedmiotu obrabianego podczas procesu szlifowania.
5. Kalibracja czujnika siły i momentu obrotowego
W szlifowaniu zrobotyzowanym często stosuje się czujniki siły i momentu obrotowego do monitorowania i kontrolowania siły szlifowania. Czujniki te wymagają regularnej kalibracji, aby zapewnić dokładny pomiar siły.
Kalibracja czujników siły i momentu obrotowego zazwyczaj polega na przyłożeniu do czujnika znanych sił i momentów oraz porównaniu zmierzonych wartości ze znanymi wartościami. Można tego dokonać za pomocą urządzenia kalibracyjnego, które jest w stanie przyłożyć precyzyjne siły i momenty obrotowe.
Podczas procesu kalibracji czujnik jest podłączony do urządzenia kalibracyjnego i przykładany jest szereg znanych sił i momentów obrotowych. Sygnał wyjściowy czujnika jest rejestrowany i generowana jest krzywa kalibracji. Ta krzywa kalibracji jest następnie wykorzystywana przez sterownik robota do przekształcania sygnału wyjściowego czujnika na dokładne wartości siły i momentu obrotowego.
6. Kalibracja systemu wizyjnego (jeśli dotyczy)
Jeśli zrobotyzowane rozwiązanie szlifierskie jest wyposażone w system wizyjny, wymaga również kalibracji. System wizyjny służy do identyfikacji przedmiotu obrabianego, określenia jego położenia i orientacji, a czasami także do monitorowania procesu szlifowania.
Do kalibracji systemu wizyjnego zwykle stosuje się wzór kalibracyjny. Wzór kalibracji składa się z zestawu znanych cech geometrycznych, takich jak kropki lub linie. System wizyjny rejestruje obraz wzorca kalibracyjnego i na podstawie znanych pozycji cech we wzorze można obliczyć wewnętrzne i zewnętrzne parametry kamery.
Parametry wewnętrzne opisują wewnętrzne właściwości aparatu, takie jak ogniskowa i punkt główny. Parametry zewnętrzne opisują położenie i orientację kamery względem ramy podstawowej robota. Po kalibracji system wizyjny może dokładnie dostarczyć robotowi informacje o położeniu i orientacji przedmiotu obrabianego.
Kontakt w sprawie zakupu i konsultacji
Kalibracja to wieloetapowy i złożony proces, który znacząco wpływa na wydajność i dokładność naszych zrobotyzowanych rozwiązań szlifierskich. Jeśli jesteś zainteresowany naszymiZrobotyzowane rozwiązanie szlifierskie do polerowania, i chciałbyś dowiedzieć się więcej na temat procedur kalibracji lub dokonać zakupu, skontaktuj się z nami. Jesteśmy gotowi udzielić Państwu profesjonalnego doradztwa i niestandardowych rozwiązań.
Referencje
- Craig, JJ (2005). Wprowadzenie do robotyki: mechanika i sterowanie . Sala Pearson Prentice.
- Siciliano, B. i Khatib, O. (red.). (2016). Podręcznik robotyki Springera. Skoczek.
