Modellbasierte Kalibrierung von Industrierobotern
Aufgrund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen weisen Industrieroboter individuelle Abweichungen vom Idealsystem auf. Ohne Kenntnis dieser Abweichungen kann es im Arbeitsbereich zu Fehlern von bis zu einigen Millimetern beim Anfahren von Zielpositionen in Robotersystemen kommen.
Auf dem Weg zur Optimierung solcher Robotersysteme wurde vom Fraunhofer IFAM in Stade eine äußerst leistungsfähige Softwareanwendung „CaliRob“ für die modellbasierte Kalibrierung entwickelt, die einen hochpräzisen Robotereinsatz ermöglicht. Die Software führt durch eine Laser-Tracker-basierte Vermessung des Roboters. Ein Schlüsselelement der Anwendung ist ein außergewöhnlich umfassendes, weitreichendes mathematisches Modell, das über 200 Parameter zur Beschreibung der Roboterkinematik umfasst. Der individuelle Parametersatz eines Roboters wird anhand der Messdaten aus der Vermessung in einer Optimierungsberechnung ermittelt, was
aufgrund der großen Anzahl von Parametern besonders anspruchsvoll, aber auch besonders genau ist. Herkömmliche Lösungsmethoden stoßen hier an ihre Grenzen, da die Parameter auf komplexe, teilweise mehrdeutige Weise miteinander interagieren.
Mit Hilfe eines am Fraunhofer IFAM entwickelten numerischen Optimierungsansatzes lassen sich diese Parameter trotz der ausgeprägten Mehrdeutigkeit des Problems zuverlässig bestimmen. Die Kalibrierung von Robotern trägt zur Verbesserung ihrer Genauigkeit bei und ermöglicht so in verschiedenen Anwendungen eine Steigerung ihrer Gesamtleistung.
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