DE19960933C1 - Verfahren zur Kalibrierung eines programmgesteuerten Roboters bezüglich eines in einer Bearbeitungsvorrichtung aufgenommenen Werkstücks - Google Patents

Verfahren zur Kalibrierung eines programmgesteuerten Roboters bezüglich eines in einer Bearbeitungsvorrichtung aufgenommenen Werkstücks

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines mit einem Offline-Bahnprogramm gesteuerten Roboters bezüglich Arbeitspunkten oder Bahnkurven an einem Werkstück in einer Bearbeitungsvorrichtung. Erfindungsgemäß werden in einem ersten Verfahrensschritt (a) mittels eines offline erstellten Kalibrierprogramms auf einen Versuchsfeld verschiedene Kalibrierpositionen angefahren, wobei Positionsabweichungen von der vorgegebenen Kalibrierposition und der tatsächlich angefahrenen Kalibrierposition ermittelt werden, woraus Korrekturwerte errechnet und in die Robotersteuerung übernommen werden. In einem anschließenden Verfahrensschritt (b) wird der Roboter im Bereich der Bearbeitungsvorrichtung angebracht, an der maßlich bekannte Messpunkte mittels eines offline erstellten Kalibrierungsprogrammteils angefahren werden, wobei Lageabweichungen ermittelt werden und basierend auf diesen Lageabweichungen eine dreidimensionale Nullpunktverschiebung im Bahnprogramm durchgeführt wird. In einem dritten Verfahrensschritt (c) wird mit dem Roboter die durch das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung ggf. korrigierte Bahnprogramm vorgegebene Bewegungsbahn abgefahren, wobei noch vorhandene Abweichungen online für eine entsprechende Korrektur des offline erstellten Bahnprogramms ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines programmgesteuer­ ten Roboters bezüglich eines in einer Bearbeitungsvorrichtung aufgenomme­ nen Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Schrift EP 0 577 876 B1 ist eine Randbearbeitungsvorrichtung zur Randbearbeitung eines Werkstücks mit einem gebogenen Randabschnitt ins­ besondere zur Erstellung einer Falzflanschverbindung bekannt. Dazu ist eine Randbearbeitungsrolle am vorderen Ende einer Roboterhand eines pro­ grammgesteuerten Roboters angebracht mit der die Falzung an einem in einem Falzbett liegenden Blechbauteil vorgenommen wird. Die Randbearbei­ tungsrolle ist in Andrückrichtung federnd gelagert. In dieser Federlagerung werden Abweichungen zwischen der programmgesteuerten Bahnkurve der Roboterhand und der tatsächlichen Falzlage im Falzbett aufgenommen und kompensiert. Dadurch können sich Unregelmäßigkeiten im Rollenandruck entlang der Bahnkurve ergeben, die zu Druckstellen oder nicht gleichmäßig geschlossenen Falzflanschen und damit insgesamt zu ungleichmäßigen Falz­ flanschen führen. Dadurch kann einerseits die Stabilität nachteilig beeinflusst und andererseits die Optik gestört sein.
Ein besonderes Problem ergibt sich dann, wenn Roboter an der selben Bear­ beitungsvorrichtung ausgetauscht werden, da dann bei einer Bauteilbearbei­ tung erhebliche Abweichungen auftreten können, die durch unterschiedliche mechanische Fertigungstoleranzen der einzelnen Roboter und durch Anord­ nungstoleranzen der Roboter bezüglich der Bearbeitungsvorrichtung bedingt sind. Nach einem Robotertausch kann, insbesondere wenn sich Toleranzen negativ ergänzen, ein wesentlich verschlechtertes Bearbeitungsergebnis vor­ liegen, das umfangreiche und aufwendige Nachjustierungen erforderlich macht.
Bahnkurven oder Arbeitspunkte, die von einem Roboter angefahren werden sollen, werden regelmäßig durch ein offline erstelltes Steuerprogramm vorge­ geben, das beispielsweise aus CAD-Daten erstellt wird.
Zudem ist es auch bekannt Arbeits- oder Bahnpunkte an einem Musterbauteil mit einem optischen Handgerät zu erfassen und über eine Vermessungskame­ ra die entsprechenden Positionen in einem Steuerprogramm für einen Roboter zu verarbeiten (DE 196 26 459 A1). Die vorstehend genannten Probleme in Verbindung mit einem Roboteraustausch treten jedoch auch bei einer solchen optischen Erfassung und Erstellung eines Steuerprogramms auf, da ein so er­ stelltes Steuerprogramm für alle verfügbaren Roboter verwendet wird und je­ weils roboterspezifische Toleranzen im Steuerprogramm nicht berücksichtigt sind.
Weiter ist eine Justiervorrichtung zum Justieren der Auslenkung eines Robo­ terarms bekannt (DE 38 22 597 A1). Dazu werden am Ende eines Roboter­ arms mehrere mechanische Messuhren zum Messen von Höhendifferenzen angebracht mit denen Abweichungen von der vom Roboterarm programmge­ steuert angefahrenen Position von der tatsächlich erforderlichen Position an einem Werkstück erfasst werden. Beim Vorliegen einer Abweichung soll hier offensichtlich eine Justierung in allgemein bekannter Weise durch eine direkte Korrektur in einem Bahnsteuerprogramm durchgeführt werden. Solche Kor­ rekturen sind somit auf den gerade aktuellen Roboter bezogen und bei einem Roboteraustausch können sich solche roboterspezifischen Korrekturen negativ verstärken und in erheblichen Abweichungen auswirken, so dass nach einem Roboteraustausch aufwendige Nachjustierungen und Kalibrierungen erforder­ lich werden.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Kalibrierung eines mittels eines offline erstellten Bahnprogramms programmgesteuerten Roboters vorzuschla­ gen, mit dem der Aufwand für Kalibrierungen und Nachjustierungen, insbeson­ dere bei einem Robotertausch verringerbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird das Verfahren in folgenden Verfahrensschritten durchgeführt:
In einem ersten Verfahrensschritt (a) werden mittels eines offline erstellten Ka­ librierprogramms vom Roboter auf einem Versuchsfeld verschiedene genau vermessene Kalibrierpositionen angefahren, wobei Positionsabweichungen von der jeweils im Versuchsfeld vorgegebenen Kalibrierposition und der tat­ sächlich mittels des Kalibrierprogramms angefahrenen Kalibrierposition ermit­ telt werden und wobei aus diesen Positionsabweichungen Korrekturwerte er­ rechnet und in die Robotersteuerung zum Ausgleich von Robotertoleranzen übernommen werden.
Mit dieser Maßnahme werden somit, unabhängig von einem Steuerprogramm zum Anfahren von Arbeitspunkten oder Bahnkurven bei einem späteren Ro­ botereinsatz, schon vorher im Versuchsfeld Korrekturen durchgeführt, die ro­ boterspezifische Herstellungstoleranzen berücksichtigen und ausgleichen. Bei allen Robotern die in einem solchen Versuchsfeld kalibriert worden sind wurde damit eine Normierung vorgenommen dergestalt, dass mechanische unter­ schiedliche Fertigungstoleranzen über das Kalibrierprogramm berücksichtigt sind und sich jeder Roboter grundsätzlich gleich verhält.
In einem weiteren Verfahrensschritt (b) wird der Roboter im Bereich der Bear­ beitungsvorrichtung angebracht. An der Bearbeitungsvorrichtung werden maß­ lich bekannte Messpunkte mittels eines offline erstellten Kalibrierungspro­ grammteils angefahren, wobei Lageabweichungen zwischen den durch das Kalibrierprogramm vorgegebenen Messpunktlagen und den tatsächlich ange­ fahrenen Messpunktlagen ermittelt werden. Basierend auf diesen gegebenen­ falls vorhandenen Lageabweichungen wird eine dreidimensionale Nullpunkt­ verschiebung im Bahnprogramm durchgeführt. Damit wird ein Ausgleich von Positionierabweichungen zwischen einem Roboter und der Bearbeitungsvor­ richtung gegenüber einem theoretischen Bahnprogramm und einer tatsächlich mit gewissen Toleranzen vorliegenden Position berücksichtigt. Vorteilhaft ist diese zweite Kalibrierung nach dem Verfahrensschritt (b) zum Ausgleich von Positionierabweichungen zwischen Roboter und Bearbeitungsvorrichtung von den ersten Kalibriermaßnahmen nach dem Verfahrensschritt (a) zur Korrektur roboterspezifischer Toleranzen entkoppelt, so dass bei einem Robotertausch gegebenenfalls nur noch der relativ einfache Verfahrensschritt (b) zum Aus­ gleich von Positionierabweichungen erforderlich ist.
Erst nach den Verfahrensschritten (a) und (b) wird im Verfahrensschritt (c) mit dem Roboter das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung korrigierte Bahnprogramm und die entsprechende Be­ wegungsbahn abgefahren. Gegebenenfalls noch vorhandene Abweichungen zwischen tatsächlich vom Roboter angefahrenen Arbeitspunkten oder Bahn­ konturen und gewünschten Punkten oder Konturen an der Bearbeitungsvor­ richtung oder an Werkstücken werden nun online ermittelt und das offline er­ stellte Bahnprogramm gegebenenfalls korrigiert. Die dabei noch erforderlichen Korrekturen sind relativ klein und schnell durchführbar, da bei diesen Korrektu­ ren weder Herstellungstoleranzen des aktuell eingesetzten Roboters noch Po­ sitioniertoleranzen zwischen Roboter und Bearbeitungsvorrichtung, die in den Verfahrensschritten (a) und (b) bereits berücksichtigt sind, eingehen.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung von Kalibrierungen und Korrekturen sind bei einem Robotertausch nur noch relativ geringe Anpassungsmaßnah­ men und Korrekturen durchzuführen. Zudem wird damit eine besonders ge­ naue vorgegebene Bewegungsbahn im gesamten Arbeitsbereich eines Robo­ ters steuerbar. Arbeitspunkte oder Bahnkurven werden mit hoher Präzision angefahren und durchfahren, so dass besonders genaue und gleichmäßige Arbeitsergebnisse bei einer Werkstückbearbeitung erhalten werden.
Zur Ermittlung von Abweichungen in den Verfahrensschritten (a), (b) und/oder (c) können nach Anspruch 2 am Roboter vorzugsweise am Roboterarmende wenigstens ein optisches und/oder mechanisches Messsystem angebracht werden. Dabei kann auf an sich bekannte Messsysteme zurückgegriffen wer­ den.
Die im Verfahrensschritt (a) anfahrbaren Kalibrierpositionen werden nach An­ spruch 3 vorteilhaft als vorzugsweise etwa zehn genau bekannte Messmarken eines im Arbeitsbereich des Roboters aufgespannten Raumgitters ausgebildet. Damit können einzelnen Robotern zugeordnete Herstellungstoleranzen mit ho­ her Genauigkeit ausgeglichen und kalibriert werden da es sich gezeigt hat, dass je nach Roboterhersteller Abweichungen bis zu 5 mm möglich sind. Kor­ rekturwerte für die Software können aus ermittelten Positionsabweichungen nach Anspruch 4 mittels eines Rechenprogramms errechnet werden.
Nach Anspruch 5 kann es erforderlich sein, den Verfahrensschritt (a) zur Kon­ trolle mehrfach durchzuführen, wobei eine abschließende Kalibrierung dann ausreicht, wenn an keiner der Kalibrierpositionen bzw. der Messmarken eine Abweichung größer von ca. 0,1 mm vorhanden ist.
Nach Anspruch 6 sind beim Verfahrensschritt (b) regelmäßig weniger Mess­ punkte als beim Verfahrensschritt (a) ausreichend. Vorzugsweise sind dabei wenigstens vier als Anrisse oder Passbohrungen ausgebildete Messpunkte an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen.
Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft überall dort verwendet werden, wo ein theoretisches Steuerprogramm, beispielsweise aus CAD-Daten für Werkstückbearbeitungen vorgegeben ist und mit einem Robo­ tertausch gerechnet werden muss. Solche Bearbeitungen können unter ande­ rem Stanznieten, Bahnschweißen oder Laserschweißen sein.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung hochgenauer Falzungen verwendbar, wobei hier ein Robotertausch ohne die erfindungsgemäßen Kalibrierungen besonders aufwendige Online-Korrekturen erforderlich macht. Nach Anspruch 7 ist das Werkstück ein Blechbauteil, das in einem Falzbett als Bearbeitungsvorrichtung aufnehmbar ist. Ein Randflansch ist mittels einer roboterseitigen Rolle falzbar. Da aufgrund der erfindungsge­ mäßen Kalibrierungen eine besonders hohe und reproduzierbare Bahngenau­ igkeit erzielbar ist, braucht die Rolle nicht federbelastet angeordnet sein son­ dern kann unmittelbar zur Aufbringung der Falzkraft verwendet werden. Damit sind hochgenau gearbeitete und reproduzierbar herstellbare Falze erzielbar, die hohen Stabilitätsanforderungen und gehobenen optischen Ansprüchen ge­ nügen.
In Verbindung mit einer Falzvorrichtung wird mit Anspruch 8 vorgeschlagen, dass beim Verfahrensschritt (c) das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) bereits hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung korrigierte Bahnprogramm in einer Bahnkurve gegenüber dem Falzbett abgefahren wird. Das Falzbett ist dabei so ausgeführt, dass es geringfügig vorzugsweise ca. 1 mm größer als der theoretische Umriss des Bauteils ist. Beim Durchfahren der Bahnkurve wird der Abstand der Rolle zum Falzbett in bestimmten Bahnabschnitten, vor­ zugsweise ca. alle 50 mm auf Abweichungen überprüft. Bei erkannten Abwei­ chungen wird eine Korrektur im Bahnprogramm vorgenommen, wobei hier ge­ gebenenfalls mehrere Kontrolldurchgänge vorzunehmen sind. Anschließend wird das gesamte Bahnprogramm für eine Bahnkurve in Richtung Falzbett um einen empirisch zu ermittelnden Wert nachgesetzt. Dieses Nachsetzen dient zum Ausgleich von Elastizitäten des Roboters, wobei diese mit einem solchen Nachsetzen im größten Teil des Roboterarbeitsbereichs mit ausreichender Genauigkeit berücksichtigt sind. In der Praxis hat sich ein Nachsetzwert von ca. 1 mm für übliche Anwendungen als geeignet erwiesen.
Eine letzte abschließende Korrekturmaßnahme wird nach Anspruch 9 dann anhand eines oder mehrerer auf der Basis des vorbeschriebenen korrigierten Steuerprogramms gearbeiteten Musterbauteile durchgeführt. Dabei wird das Musterbaustück auf Druckstellen und nicht komplett geschlossene Falz­ flanschstücke hin untersucht. In Bahnabschnitten mit Druckstellen am Muster­ bauteil wird das Bahnprogramm vom Falzbett weg und in Bahnabschnitten mit offenen Falzflanschstücken zum Falzbett hin korrigiert. Diese Korrekturen kön­ nen gegebenenfalls nacheinander anhand von mehreren Musterbauteilen bis zu einem befriedigenden Falzergebnis durchgeführt werden bis alle Übergänge weich ineinander laufen.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch ein Flussdiagramm zu einem Verfahren zur Kalibrierung eines mittels eines erstellten Offline-Bahnprogramms pro­ grammgesteuerten Roboters.
Wie dies aus dem Schema der Fig. 1 ersichtlich ist, werden in einem ersten Verfahrensschritt (a) mittels eines offline erstellten Kalibrierprogramms vom Roboter auf einem Versuchsfeld verschiedene, genau vermessene Kalibrier­ positionen angefahren. Hierzu wird am Roboter ein optisches und/oder me­ chanisches Meßsystem angebracht, wobei die im Verfahrensschritt (a) ange­ fahrenen Kalibrierpositionen als etwa zehn genau gekannte Messmarken eines im Arbeitsbereich des Roboters aufgespannten Raumgitters ausgebildet sind. Positionsabweichungen von der jeweils im Versuchsfeld vorgegebenen Kalib­ rierposition und der tatsächlich mittels des offline erstellten Kalibrierprogramms angefahrenen Kalibrierposition werden dabei ermittelt und aus diesen Positi­ onsabweichungen Korrekturwerte errechnet, die in die Robotersteuerung zum Ausgleich von Robotertoleranzen übernommen werden. Diese ermittelten Kor­ rekturwerte für die Software des Roboters werden dabei vorzugsweise durch ein Rechenprogramm aus den gemessenen Positionsabweichungen errechnet. Nach einer derartigen Korrektur werden die Kalibrierpositionen zur Kontrolle erneut angefahren, wobei die Kalibrierung nach einem wiederholten Verfah­ rensschritt (a) als erfolgt gilt, wenn die Abweichungen an keiner der Kalibrier­ positionen bzw. der angefahrenen Messmarken größer 0,1 mm sind.
Anschließend an diese Roboterkalibrierung im Versuchsfeld wird dann der Ro­ boter in einem weiteren Verfahrensschritt (b) im Bereich der Bearbeitungsvor­ richtung angebracht. Dort werden dann maßlich bekannte Messpunkte mittels eines offline erstellten Kalibrierungsprogrammteils angefahren, wobei Lageab­ weichungen zwischen den durch das Kalibrierungsprogrammteil vorgegebenen Messpunktlagen und den tatsächlich angefahrenen Messpunktlagen ermittelt werden. Dabei sind wenigstens vier als Anrisse oder Passbohrungen ausgebil­ dete Messpunkte an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen. Im Falle von ermittelten Lageabweichungen wird dann im Bahnprogramm eine dreidimensi­ onale Nullpunktverschiebung durchgeführt, um einen Ausgleich von Positio­ nierabweichungen zwischen einem Roboter und der Bearbeitungsvorrichtung gegenüber einem theoretischen Bahnprogramm und einer tatsächlich mit ge­ wissen Toleranzen vorliegenden Position zu berücksichtigen. Die im Verfah­ rensschritt (b) durchzuführende Roboterkalibrierung zur Vorrichtung hin ist in Ordnung, wenn die Abweichung zur Vorrichtung kleiner als 0,2 mm ist. Der Roboter ist dann fertig zum Einspielen des Offline-Bahnprogramms.
Dieses Offline-Bahnprogramm, das im schematischen Flussdiagramm der Fig. 1 als Offlineprogramm bezeichnet ist, wird in einem sich an den Verfahrens­ schritt (b) anschließenden Verfahrensschritt (c) eingespielt und korrigiert. Das heißt, dass mit dem Roboter die Bewegungsbahn abgefahren wird, die durch das offline erstellte und im Verfahrensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktver­ schiebung gegebenenfalls korrigierte Bahnprogramm vorgegeben ist. Das Off­ line-Bahnprogramm wird dabei vorzugsweise gegenüber dem Falzbett abge­ fahren, wobei das Falzbett so ausgeführt ist, dass es geringfügig, zum Beispiel um ca. 1 mm größer als der theoretische Umriss des Bauteils ist und der Ab­ stand der Rolle zum Falzbett in bestimmten Bahnabschnitten, zum Beispiel ca. alle 50 mm überprüft wird. Bei erkannten Abweichungen werden diese im Off­ line-Bahnprogramm korrigiert, wobei anschließend das gesamte Offline-Bahn­ programm für eine Bahnkurve in Richtung Falzbett um einen empirisch zu er­ mittelnden Wert, der vorzugsweise ca. 1 mm beträgt, nachgesetzt wird. Dieses Nachsetzen dient zum Ausgleich von Elastizitäten des Roboters für den größ­ ten Teil seines Arbeitsbereichs.
Für eine Optimierung des Offline-Bahnprogramms wird nach dem Abfahren des Bahnprogramms gegenüber dem Falzbett und nach einer eventuell damit zusammenhängenden Programmkorrektur sowie nach dem Nachsetzen des Bahnprogramms im Verfahrensschritt (c) eine abschließende Programmüber­ prüfung und -korrektur anhand eines damit bearbeiteten Musterbauteils vor­ genommen. Dazu wird das Musterbauteil ins Falzbett gelegt und mit dem zu­ vor gegebenenfalls korrigierten Offline-Bahnprogramm gefalzt. Danach wird das Musterbauteil auf Druckstellen und auf nicht komplett geschlossene Flanschstücke hin untersucht. Bei Druckstellen wird dabei das Programm vom Falzbett weg korrigiert, während bei offenen Flanschen das Programm zum Falzbett hin korrigiert wird. Diese Korrektur wird so lange durchgeführt, bis sich für den gesamten Falzbereich ein vorzugsweise gleichmäßig geschlossener Flansch ergibt, wofür unter Umständen mehrere solcher Programmkorrekturen nacheinander durchzuführen sind.
Sobald das Musterbauteil, das im Diagramm der Fig. 1 als Bauteil bezeichnet ist, in Ordnung ist, wird das Programm archiviert und die Kalibrierung ist been­ det.

Claims (9)

1. Verfahren zur Kalibrierung eines mittels eines erstellten offline-Bahnpro­ gramms programmgesteuerten Roboters bezüglich Arbeitspunkten oder Bahnkurven an einem Werkstück in einer Bearbeitungsvorrichtung, die mit einer Roboterhand anfahrbar sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) mittels eines offline erstellten Kalibrierprogramms werden vom Ro­ boter auf einem Versuchsfeld verschiedene, genau vermessene Kalib­ rierpositionen angefahren, wobei Positionsabweichungen von der jeweils im Versuchsfeld vorgegebenen Kalibrierposition und der tatsächlich mittels des Kalibrierprogramms angefahrenen Kalibrierposition ermittelt werden und wobei aus diesen Positionsabweichungen Korrekturwerte errechnet und in die Robotersteuerung zum Ausgleich von Robotertole­ ranzen übernommen werden,
  • b) der Roboter wird im Bereich der Bearbeitungsvorrichtung ange­ bracht, an der maßlich bekannte Messpunkte mittels eines offline er­ stellten Kalibrierungsprogrammteils angefahren werden, wobei Lageab­ weichungen zwischen den durch das Kalibrierprogramm vorgegebenen Messpunktlagen und den tatsächlich angefahrenen Messpunktlagen er­ mittelt werden und wobei basierend auf diesen Lageabweichungen eine dreidimensionale Nullpunktverschiebung im Bahnprogramm zum Aus­ gleich von Positionierabweichungen zwischen Roboter und Bearbei­ tungsvorrichtung durchgeführt wird, und
  • c) mit dem Roboter wird die durch das offline erstellte und im Verfah­ rensschritt (b) hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung gegebenenfalls korrigierte Bahnprogramm vorgegebene Bewegungsbahn abgefahren, wobei noch vorhandene Abweichungen zwischen tatsächlich angefahre­ nen Arbeits- oder Bahnpunkten und gewünschten Punkten oder Kontu­ ren an der Bearbeitungsvorrichtung oder an Musterwerkstücken online für eine entsprechende Korrektur des offline erstellten Bahnprogramms ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermitt­ lung der Abweichungen im Verfahrensschritt (a) und/oder im Verfah­ rensschritt (b) und/oder im Verfahrensschritt (c) am Roboter, vorzugs­ weise am Roboterarmende wenigstens ein optisches und/oder mechani­ sches Meßsystem angebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahrensschritt (a) anfahrbaren Kalibrierpositionen als vorzugsweise etwa zehn genau bekannte Messmarken eines im Ar­ beitsbereich des Roboters aufgespannten Raumgitters ausgebildet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahrensschritt (a) ermittelten Korrekturwerte für die Soft­ ware des Roboters aus den gemessenen Positionsabweichungen durch ein Rechenprogramm errechnet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zwischenverfahrensschritt nach dem Verfahrensschritt (a) die Kalibrierpositionen zur Kontrolle erneut angefahren werden, wobei die Kalibrierung nach einem wiederholten Verfahrensschritt (a) aus­ reicht, wenn die Abweichungen an keiner der Kalibrierpositionen bzw. der Messmarken größer 0,1 mm sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt (b) wenigstens vier als Anrisse oder Pass­ bohrungen ausgebildete Messpunkte an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück ein Blechbauteil ist, das in einem Falzbett als Bear­ beitungsvorrichtung aufnehmbar ist, bei dem mittels einer roboterseiti­ gen Rolle ein Randflansch falzbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass beim Verfahrensschritt (c) das offline erstellte und im Verfahrens­ schritt (b) bereits hinsichtlich einer Nullpunktverschiebung korrigierte Bahnprogramm gegenüber dem Falzbett abgefahren wird, wobei das Falzbett so ausgeführt ist, dass es geringfügig, vorzugsweise ca. 1 mm größer als der theoretische Umriss des Bauteils ist und der Abstand der Rolle zum Falzbett in bestimmten Bahnabschnitten, vorzugsweise ca. alle 50 mm überprüft wird, und dass bei erkannten Abweichungen diese im Bahnprogramm korrigiert werden, und
dass anschließend das gesamte Bahnprogramm für eine Bahnkurve in Richtung Falzbett um einen empirisch zu ermittelnden Wert, vorzugs­ weise von ca. 1 mm nachgesetzt wird, wobei dieses Nachsetzen zum Ausgleich von Elastizitäten des Roboters dient.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Abfahren des Bahnprogramms gegenüber dem Falzbett und nach eventueller damit zusammenhängender Programmkorrekturen sowie nach dem Nachsetzen des Bahnprogramms im Verfahrensschritt (c) eine abschließende Programmüberprüfung und -korrektur anhand eines damit bearbeiteten Musterbauteils erfolgt, dergestalt
dass das Musterbauteil auf Druckstellen und nicht komplett geschlosse­ ne Falzflanschstücke hin untersucht wird, und
dass in Bahnabschnitten mit Druckstellen am Musterbauteil das Bahn­ programm vom Falzbett weg und in Bahnabschnitten mit offenen Falz­ flanschstücken zum Falzbett hin korrigiert wird, wobei gegebenenfalls mehrere solche Programmkorrekturen nacheinander anhand von Mus­ terbauteilen bis zu einem befriedigenden Falzergebnis durchzuführen sind.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10124044A1 (de) * 2001-05-16 2002-11-21 Kuka Schweissanlagen Gmbh Verfahren zum Kalibrieren eines Bahnprogramms
DE10203002A1 (de) * 2002-01-26 2003-08-14 Karmann Gmbh W Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Roboters
EP1702727A2 (de) * 2002-05-13 2006-09-20 Trumpf Maschinen Austria GmbH & CO. KG. Fertigungseinrichtung mit einer Biegepresse, einer Handhabungsvorrichtung und einer Kalibriereinrichtung
EP1459855A3 (de) * 2003-01-22 2008-12-31 CLAAS Fertigungstechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit eines Arbeitsroboters
DE102010010919A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Eisenmann Ag Verfahren zum Übertragen des Arbeitsprogrammes eines ersten mit Individualfehlern behafteten Roboters auf einen zweiten mit Individualfehlern behafteten Roboter
DE102010010920A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Eisenmann Ag Verfahren zum Kalibrieren eines Roboters
DE102011008174A1 (de) * 2011-01-10 2012-07-12 EngRoTec - Solutions GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden zweier Formteile zu einem Bauteil, wie einer Tür oder einer Haube einer Fahrzeugkarosse
DE102013014467A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 Dürr Ecoclean GmbH "Verfahren zum Einmessen und/oder Kalibrieren eines Roboters"

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3822597A1 (de) * 1988-07-04 1990-01-11 Siemens Ag Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik
EP0577876A1 (de) * 1992-07-09 1994-01-12 TRIENGINEERING Co., Ltd. Vorrichtung zum Verbinden eines Werkstücks
DE19626459A1 (de) * 1996-07-02 1998-01-08 Kuka Schweissanlagen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Teachen eines programmgesteuerten Roboters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3822597A1 (de) * 1988-07-04 1990-01-11 Siemens Ag Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik
EP0577876A1 (de) * 1992-07-09 1994-01-12 TRIENGINEERING Co., Ltd. Vorrichtung zum Verbinden eines Werkstücks
DE19626459A1 (de) * 1996-07-02 1998-01-08 Kuka Schweissanlagen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Teachen eines programmgesteuerten Roboters

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10124044A1 (de) * 2001-05-16 2002-11-21 Kuka Schweissanlagen Gmbh Verfahren zum Kalibrieren eines Bahnprogramms
DE10124044B4 (de) * 2001-05-16 2011-12-01 Kuka Systems Gmbh Verfahren zum Kalibrieren eines Bahnprogramms
DE10203002A1 (de) * 2002-01-26 2003-08-14 Karmann Gmbh W Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Roboters
DE10203002B4 (de) * 2002-01-26 2006-12-28 Wilhelm Karmann Gmbh Vorrichtung zum Kalibrieren eines Roboters
EP1702727A2 (de) * 2002-05-13 2006-09-20 Trumpf Maschinen Austria GmbH & CO. KG. Fertigungseinrichtung mit einer Biegepresse, einer Handhabungsvorrichtung und einer Kalibriereinrichtung
EP1702727A3 (de) * 2002-05-13 2007-09-26 Trumpf Maschinen Austria GmbH & CO. KG. Fertigungseinrichtung mit einer Biegepresse, einer Handhabungsvorrichtung und einer Kalibriereinrichtung
EP1459855A3 (de) * 2003-01-22 2008-12-31 CLAAS Fertigungstechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit eines Arbeitsroboters
DE102010010919A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Eisenmann Ag Verfahren zum Übertragen des Arbeitsprogrammes eines ersten mit Individualfehlern behafteten Roboters auf einen zweiten mit Individualfehlern behafteten Roboter
DE102010010920A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Eisenmann Ag Verfahren zum Kalibrieren eines Roboters
DE102011008174A1 (de) * 2011-01-10 2012-07-12 EngRoTec - Solutions GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden zweier Formteile zu einem Bauteil, wie einer Tür oder einer Haube einer Fahrzeugkarosse
DE102013014467A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 Dürr Ecoclean GmbH "Verfahren zum Einmessen und/oder Kalibrieren eines Roboters"
US10099376B2 (en) 2013-08-30 2018-10-16 Ecoclean Gmbh Method for setting up and/or calibrating a robot

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