DE10230772A1 - Measuring device and method for measuring a working point of tools for industrial robots - Google Patents
Measuring device and method for measuring a working point of tools for industrial robotsInfo
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Abstract
Eine Einmessvorrichtung (1) zum Einmessen eines Arbeitspunktes (TCP) von Werkzeugen (13) für Industrieroboter (8) hat mehrere sich in einem Referenz-Kreuzungspunkt (R) kreuzende Lichtschranken (5a, 5b).A measuring device (1) for measuring a working point (TCP) of tools (13) for industrial robots (8) has several light barriers (5a, 5b) crossing at a reference crossing point (R).
Description
Die Erfindung betrifft eine Einmessvorrichtung zum Einmessen eines Arbeitspunktes von Werkzeugen für Industrieroboter sowie ein Verfahren zum Einmessen eine Arbeitspunktes von Werkzeugen für Industrieroboter mit einer solchen Messvorrichtung. The invention relates to a measuring device for measuring a Working point of tools for industrial robots and a method for Measure a working point of tools for industrial robots with one such measuring device.
Industrieroboter haben zum Anfahren beliebiger Punkte innerhalb eines Arbeitsraums mehrere miteinander verbundene Arme, einen Handflansch am Ende des letzten Arms der miteinander verketteten Arme, und ein Werkzeug, das an den Handflansch angebracht ist. Das Werkzeug kann beispielsweise ein Greifer, ein Schweißkopf oder ähnliches sein. Industrial robots have to move to any point within a Workspace several interconnected arms, a hand flange at the end of the last arms of the linked arms, and a tool that is attached to the Hand flange is attached. The tool can be a gripper, for example Welding head or the like.
Die Lage und Orientierung des Handflansches oder des Arbeitspunktes eines an den Handflansch angebrachten Werkzeugs kann in einem ortsfesten roboterunabhängigen Weltkoordinatensystem oder einem ortsfesten auf einen Verankerungspunkt des Industrieroboters bezogenen Basiskoordinatensystem erfolgen. Die Beschreibung der Lage der Freiheitsgrade, d. h. der Achsen und der Handorientierung erfolgt hingegen in Roboterkoordinaten, wobei ausgehend von der Grundachse des Roboters, d. h. des Basiskoordinatensystems, für jeden Arm ein Achsen-Roboterkoordinatensystem definiert ist, das die relative Lage jeder Achse bezogen auf ihre vorgehende Achse beschreibt. Der Zusammenhang der Achsen- Roboterkoordinatensysteme eines Industrieroboters wird durch definierte Koordinatentransformationen beschrieben. Durch Vorgabe der Lage und der Orientierung des Handflansch oder des Arbeitspunktes eines Werkzeugs im Weltkoordinatensystem können somit durch Koordinatentransformation die Achsen- Roboterkoordinaten berechnet werden, um die einzelnen Achsen des Industrieroboters ansteuern zu können. The position and orientation of the hand flange or the working point of one the hand flange attached tool can be in a fixed robot-independent world coordinate system or a fixed one Anchoring point of the base robot-related basic coordinate system. The description of the location of the degrees of freedom, i. H. the axes and the In contrast, hand orientation takes place in robot coordinates, starting from the Basic axis of the robot, d. H. of the basic coordinate system, for each arm Axis robot coordinate system is defined, which is the relative location of each axis in relation to their previous axis. The relationship of the axes Robot coordinate systems of an industrial robot is defined by Coordinate transformations described. By specifying the location and the Orientation of the hand flange or the working point of a tool in the The world coordinate system can thus transform the axes Robot coordinates are calculated around the individual axes of the To control industrial robots.
Die Lage eines Arbeitspunktes eines Werkzeuges, das an den Handflansch des Industrieroboters angebracht wird, wird durch sogenannte TCP-Lagekoordinaten beschrieben. Die Programmierung des Industrieroboters erfolgt auf der Basis des Handflanschs und der festgelegten TCP-Lagekoordinaten. Die TCP- Lagekoordinaten werden bei jedem Werkzeug mitgeliefert und sind als Tool- Center-Point (TCP) bekannt. Die TCP-Lagekoordinaten sind ebenso wie die Achsen-Roboterkoordinaten jeweils ein Vektor mit sechs Dimensionen. Die ersten drei Koordinaten definieren die Lage des Arbeitspunktes relativ zu dem Werkzeugbasispunkt des Industrieroboters, d. h. des Befestigungspunktes des Werkzeugs an dem Handflansch. Die anderen drei Koordinaten definieren die Orientierung der Achsen des Arbeitspunktes relativ zu dem Werkzeugbasispunkt. The location of a working point of a tool attached to the hand flange of the Industrial robot is attached by so-called TCP position coordinates described. The industrial robot is programmed on the basis of the Hand flange and the specified TCP position coordinates. The TCP Position coordinates are supplied with each tool and are as tool Center-Point (TCP) known. The TCP location coordinates are just like that Axis robot coordinates each have a vector with six dimensions. The first three coordinates define the position of the working point relative to the Tool base point of the industrial robot, d. H. the attachment point of the Tool on the hand flange. The other three coordinates define the Orientation of the axes of the working point relative to the tool base point.
Der Arbeitspunkt des Werkzeugs kann beispielsweise die Spitze eines Schweißkopfes sein. Nur wenn die TCP-Lagekoordinaten exakt bekannt sind, kann der Arbeitspunkt des Werkzeugs präzise verfahren werden. The working point of the tool can, for example, be the tip of a Welding head. Only if the TCP position coordinates are known exactly can the Working point of the tool can be moved precisely.
Im Betrieb kann sich der Arbeitspunkt des Werkzeugs jedoch durch Werkzeugverschleiß, Verbiegung etc. ändern, was zu einer fehlerhaften Positionierung des Arbeitspunktes des Werkzeugs führt. However, the working point of the tool can change during operation Tool wear, bending etc. change, which leads to incorrect positioning of the Working point of the tool leads.
Es besteht daher die Notwendigkeit den Arbeitspunkt von Werkzeugen hochgenau einzumessen. There is therefore a need for the working point of tools to measure with high precision.
In der EP 0 417 320 A1 ist ein Verfahren zum Einmessen des Arbeitspunktes (TCP) des Werkzeuges eines Industrieroboters beschrieben, bei dem ein Einstellpunkt an dem Handflansch des Roboterarms festgelegt ist, wobei die Position des Einstellpunktes relativ zu dem Handflansch bekannt ist. Weiterhin ist eine Referenzspitze im Arbeitsraum des Industrieroboters aufgestellt. Zum Einmessen des Arbeitspunktes wird die Spitze des Werkzeugs auf die Referenzspitze aufgesetzt und die Position und Orientierung der Werkzeugspitze in einem Basiskoordinatensystem bestimmt. Dann wird der Einstellpunkt des Handflansches auf die Referenzspitze aufgesetzt und die Position und Orientierung des Einstellpunktes in dem Koordinatensystem des Handflansches bestimmt. Zudem wird die Position und Orientierung der Referenzspitze in dem Bezugskoordinatensystem bestimmt und aus den drei Matrizen eine Transformationsmatrix zur Bezeichnung der TCP-Lagekoordinaten des Arbeitspunktes des Werkzeuges berechnet. EP 0 417 320 A1 describes a method for measuring the working point (TCP) of the tool of an industrial robot, in which a Set point on the hand flange of the robot arm is fixed, the position the set point relative to the hand flange is known. Furthermore, one Reference tip set up in the work area of the industrial robot. To measure The working point becomes the tip of the tool on the reference tip and the position and orientation of the tool tip in one Base coordinate system determined. Then the setting point of the hand flange on the Reference tip attached and the position and orientation of the set point determined in the coordinate system of the hand flange. In addition, the Position and orientation of the reference tip in the reference coordinate system determined and from the three matrices a transformation matrix for designation the TCP position coordinates of the working point of the tool.
Das Einmessen erfordert einen mehrstufigen Verfahr-Vorgang sowie Koordinatentransformationen. The calibration requires a multi-stage process as well Coordinate transformations.
Aus dem US-Patent 6,352,354 B1 ist ein Lichtpunktelement zur Erzeugung eines Lichtpunktsignals an einem Arbeitspunkt eines Industrieroboter-Werkzeugs beschrieben. Hierdurch kann die genaue Position des Werkzeugs während einer Lernphase beschrieben werden. US Pat. No. 6,352,354 B1 describes a light point element for generating a Light point signal at an operating point of an industrial robot tool described. This allows the exact position of the tool during a Learning phase.
In dem US-Patent 5,929,584 ist ein Verfahren zum Einmessen eines Arbeitspunktes von Werkzeugen mit einem Kalibrierblock beschrieben, der vertikale und horizontale Flächen hat. Durch Bewegung des Werkzeugs von einer Startposition bis zu einem Berührungspunkt des Werkzeugs an einer der Flächen und Zurückfahren des Werkzeugs zum Startpunkt und Wiederholen des Vorgangs für die andere Fläche werden die TCP-Lagekoordinaten des Arbeitspunktes berechnet. Hierzu ist nachteilig eine aufwändige Koordinatentransformation von dem Bezugskoordinatensystem über die einzelnen Roboterkoordinaten bis zu dem Handflansch erforderlich, um aus den Bezugskoordinaten die TCP- Lagekoordinaten im TCP-Koordinatensystem zu ermitteln. U.S. Patent 5,929,584 describes a method of calibrating a Working point of tools described with a calibration block, the vertical and has horizontal surfaces. By moving the tool from one Starting position up to a point of contact of the tool on one of the surfaces and Return the tool to the starting point and repeat the process for the other surface becomes the TCP position coordinates of the working point calculated. The disadvantage here is a complex coordinate transformation from the Reference coordinate system over the individual robot coordinates up to the Hand flange required to use the reference coordinates to Determine position coordinates in the TCP coordinate system.
Aufgabe der Erfindung war es, eine verbesserte Einmessvorrichtung zum Einmessen eines Arbeitspunktes von Werkzeugen für Industrieroboter sowie ein Verfahren hierzu zu schaffen, um im Betrieb präzise und schnell den Arbeitspunkt von Werkzeugen einmessen zu können. The object of the invention was to provide an improved measuring device for Measuring a working point of tools for industrial robots as well as a To create procedures for this, in order to operate quickly and precisely To be able to measure the working point of tools.
Die Aufgabe wird mit der gattungsgemäßen Einmessvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einmessvorrichtung mehrere sich in einem Referenz-Kreuzungspunkt kreuzende Lichtschranken hat. The task is accomplished with the generic measuring device According to the invention solved in that the measuring device several in one Reference crossing point has crossing light barriers.
Im Unterschied zu den herkömmlichen Kalibrierblöcken mit horizontalen und vertikalen Flächen kann eine solche Einmessvorrichtung mit Gabellichtschranken relativ klein und leicht aufgebaut und fest im Arbeitsraum des Industrieroboters montiert werden. Im Betrieb kann der Arbeitspunkt des Werkzeugs, in der Regel die Werkzeugspitze, in den Referenz-Kreuzungspunkt der Lichtschranken gefahren werden, um die TCP-Lagekoordinaten (Tool-Center-Point-TCP) neu einzumessen. In contrast to the conventional calibration blocks with horizontal and Such a measuring device with fork light barriers can have vertical surfaces relatively small and light in structure and fixed in the work area of the industrial robot to be assembled. In operation, the working point of the tool can, as a rule the tool tip, in the reference crossing point of the light barriers be moved to the TCP position coordinates (Tool-Center-Point-TCP) new calibrate.
Hierzu hat die Lichtschrankenmesseinrichtung vorzugsweise einen auf einer Seite offenen Rahmen mit zwei voneinander beabstandeten parallelen Schenkeln. Mindestens im Bereich des vorderen und hinteren Endes der Schenkel ist jeweils ein Sender und Empfänger für zwischen den Schenkeln zu dem Rahmen ausgerichtete Lichtschranken vorgesehen. Das Werkzeug kann somit in diese U-förmige Einmessvorrichtung hineingefahren und solange dort verfahren werden, bis der Arbeitspunkt, d. h. die Werkzeugspitze des Werkzeuges den Referenz- Kreuzungspunkt passiert und beide Lichtschranken unterbrochen sind und demzufolge ein Schaltsignal abgeben. Dann werden die TCP-Lagekoordinaten ermittelt. For this purpose, the light barrier measuring device preferably has one on one side open frame with two spaced parallel legs. At least in the area of the front and rear ends of the legs is one Transmitter and receiver for between the legs to the frame aligned light barriers provided. The tool can thus be U-shaped Retract the measuring device and move there until the Operating point, d. H. the tool tip of the tool the reference Crossing point happens and both light barriers are interrupted and consequently give a switching signal. Then the TCP location coordinates determined.
Die Lichtschranken sind vorzugsweise als Infrarot-Lichtschranken ausgeführt.
Das Einmessen des Arbeitspunktes erfolgt vorzugsweise mit den Schritten:
- a) Festlegen der TCP-Lagekoordinaten des Arbeitspunktes des Werkzeuges bezogen auf einen Werkzeugbasispunkt des Industrieroboters und eines auf den Arbeitspunkt bezogenen TCP-Koordinatensystems,
- b) Verfahren des Werkzeuges mit Bezug auf das TCP-Koordinatensystem solange, bis der Arbeitspunkt des Werkzeuges in dem Referenz- Kreuzungspunkt der Lichtschrankenmesseinrichtung liegt,
- c) Korrigieren der TCP-Lagekoordinaten um die Differenz zwischen den festgelegten TCP-Lagekoordinaten und der beim Verfahren des Werkzeuges in Bezug auf das TCP-Koordinatensystem unmittelbar im TCP- Koordinatensystem vorliegenden Lage des Arbeitspunktes in dem Referenz-Kreuzungspunkt.
- a) determining the TCP position coordinates of the working point of the tool in relation to a tool base point of the industrial robot and a TCP coordinate system related to the working point,
- b) moving the tool with reference to the TCP coordinate system until the working point of the tool lies in the reference crossing point of the light barrier measuring device,
- c) Correcting the TCP position coordinates by the difference between the specified TCP position coordinates and the position of the working point in the reference crossing point that is present in the TCP coordinate system when the tool is moved in relation to the TCP coordinate system.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, das Werkzeug in Bezug auf das TCP-Koordinatensystem zu verfahren, d. h. die Steuerung erfolgt nicht wie herkömmlich auf der Basis des Weltkoordinatensystems oder Basiskoordinatensystems des Industrieroboters, sondern unmittelbar mit Bezug auf TCP- Koordinatensystem. Das TCP-Koordinatensystem hat in der Regel seinen Ursprung im Arbeitspunkt, beispielsweise der Messspitze des Werkzeugs, und eine Orientierung in Richtung des Werkzeugbasispunktes, beispielsweise des Befestigungspunktes des Werkzeugs an dem Handflansch. According to the invention it is thus proposed to use the tool in relation to the TCP coordinate system to move, d. H. the control is not like conventionally based on the world coordinate system or Basic coordinate system of the industrial robot, but directly with reference to TCP Coordinate system. The TCP coordinate system usually has its own Origin in the working point, for example the measuring tip of the tool, and a Orientation in the direction of the tool base point, for example the Attachment point of the tool on the hand flange.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Steuerungsposition des Industrieroboters unmittelbar auf das TCP-Koordinatensystem bezogen ist und ohne weitere Transformationen die Verschiebung des Arbeitspunktes relativ zu den vorher festgelegten TCP-Lagekoordinaten des Arbeitspunktes bestimmt werden kann. Es wird somit die Verschiebung des Referenz-Kreuzungspunktes bezogen auf den Ursprung des TCP-Koordinatensystems bestimmt, wobei der Ursprung des TCP-Koordinatensystems in der Regel den Arbeitspunkt eines neuwertigen Werkzeuges beschreibt. Die TCP-Lagekoordinaten können somit unmittelbar ohne weitere Transformation zur Korrektur der vorher festgelegten TCP- Lagekoordinaten verwendet werden. In this way it is achieved that the control position of the industrial robot is directly related to the TCP coordinate system and without further Transforms the shift of the working point relative to the previous one specified TCP position coordinates of the working point can be determined. The displacement of the reference crossing point is thus referred to determines the origin of the TCP coordinate system, the origin of the TCP coordinate system usually the working point of a new one Tool describes. The TCP position coordinates can thus be immediate without further transformation to correct the previously defined TCP Position coordinates are used.
Diese Vorgehensweise führt einerseits dazu, dass zum Einmessen lediglich ein einfacher Referenz-Kreuzungspunkt im Arbeitsraum des Industrieroboters definiert werden muss. Die Einmessvorrichtung kann somit relativ einfach im Vergleich zu einem Kalibrierblock aufgebaut werden. Zudem ermöglicht das Verfahren das schnelle und einmalige Anfahren des Referenz-Kreuzungspunktes durch die Werkzeugspitze, um eine Korrektur der TCP-Lagekoordinaten bei Verschleiß, Verbiegung oder ähnliches des Werkzeuges vorzunehmen. Dies wird auf einfache Weise nur dadurch erreicht, dass das Werkzeug zum Einmessen im TCP- Koordinatensystem geführt wird. Der Ursprung des TCP-Koordinatensystems, d. h. der Arbeitspunkt des Werkzeugs wird auf dem früher festgelegten Arbeitspunkt stationär gehalten und es werden somit die Basiskoordinaten des Referenz-Kreuzungspunktes der Lichtschrankenmesseinrichtung in Bezug auf den früher festgelegten Arbeitspunkt vermessen. On the one hand, this procedure leads to the fact that there is only one measurement simple reference crossing point in the work area of the industrial robot must be defined. The measuring device can thus be relatively simple Compared to a calibration block. It also enables Proceed through the quick and one-off approach to the reference crossing point the tool tip to correct the TCP position coordinates in the event of wear, Bend or the like of the tool. This is going on easily achieved only by using the tool for calibration in the TCP Coordinate system is performed. The origin of the TCP coordinate system, i. H. the working point of the tool is set on the earlier one Working point kept stationary and thus the basic coordinates of the Reference crossing point of the light barrier measuring device in relation to the previously measured working point.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained. Show it:
Fig. 1 perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einmessvorrichtung mit zwei sich kreuzenden Lichtschranken; FIG. 1 is perspective view of a calibration apparatus according to the invention with two intersecting light barriers;
Fig. 2 Draufsicht auf die Einmessvorrichtung nach Fig. 1; FIG. 2 top view of the measuring device according to FIG. 1;
Fig. 3 Skizze eines Industrieroboters mit mehreren Armen und Basiskoordinatensystem sowie Achsenkoordinatensystemen; Fig. 3 sketch of an industrial robot with several arms and base coordinate system and axis coordinate systems;
Fig. 4 Skizze der Verlagerung des Arbeitspunktes eines Werkzeugs nach Verschleiß in Bezug auf ein TCP-Koordinatensystem. Fig. 4 sketch of the shift of the working point of a tool after wear in relation to a TCP coordinate system.
Die Fig. 1 lässt eine erfindungsgemäße Einmessvorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht erkennen. Die Einmessvorrichtung 1 hat einen auf einer Seite offenen Rahmen 2 mit zwei voneinander beabstandeten parallelen Schenkeln 3a, 3b. Die Einmessvorrichtung 1 ist somit U-förmig. Die Schenkel 3a, 3b sind integral mit einer Halteplatte 4 verbunden, mit der die Einmessvorrichtung 1 ortsfest in dem Arbeitsraum des Industrieroboters montiert werden kann. FIG. 1 reveals a perspective view of a calibration apparatus 1 according to the invention. The measuring device 1 has a frame 2 that is open on one side and has two parallel legs 3 a, 3 b that are spaced apart from one another. The measuring device 1 is thus U-shaped. The legs 3 a, 3 b are integrally connected to a holding plate 4 , with which the measuring device 1 can be fixed in the working space of the industrial robot.
In den Schenkeln 3a, 3b sind diagonal hierzu ausgerichtete Lichtschranken 5a, 5b vorgesehen, die sich in einem Referenz-Kreuzungspunkt R im Zwischenraum zwischen den Schenkeln 3a, 3b treffen. Hierzu ist jeweils ein Sender 6 und ein Empfänger 7 pro Lichtschranke 5a, 5b an einem vorderen Ende eines ersten Schenkels 3a und am hinteren Endes des anderen Schenkels 3b für die erste Lichtschranke 5a bzw. an dem hinteren Ende des ersten Schenkels 3a und dem vorderen Ende des zweiten Schenkels 3b für die zweite Lichtschranke 5b angebracht. Auf diese Weise wird eine Gabellichtschranke geschaffen, die vorzugsweise als Infrarot-Lichtschranke ausgebildet ist. In the legs 3 a, 3 b, diagonally aligned light barriers 5 a, 5 b are provided which meet at a reference crossing point R in the space between the legs 3 a, 3 b. For this purpose, there is a transmitter 6 and a receiver 7 for each light barrier 5 a, 5 b at a front end of a first leg 3 a and at the rear end of the other leg 3 b for the first light barrier 5 a and at the rear end of the first leg 3 a and the front end of the second leg 3 b for the second light barrier 5 b attached. In this way, a fork light barrier is created, which is preferably designed as an infrared light barrier.
Die Fig. 2 lässt die Einmessvorrichtung 1 in der Draufsicht erkennen. Es wird deutlich, dass die Lichtschranken 5a, 5b diagonal zwischen den Schenkeln 3a und 3b verlaufen und sich im Zwischenraum der Schenkel 3a, 3b in einem Referenz-Kreuzungspunkt R treffen. The Fig. 2 reveals the calibration apparatus 1 in plan view. It is clear that the light barriers 5 a, 5 b run diagonally between the legs 3 a and 3 b and meet in the space between the legs 3 a, 3 b at a reference crossing point R.
Ein Arbeitspunkt TCP eines Werkzeugs für einen Industrieroboter, beispielsweise die Werkzeugspitze, wird zum Einmessen des Arbeitspunktes TCP so verfahren, dass der Arbeitspunkt TCP in dem Referenz-Kreuzungspunkt R der Einmessvorrichtung 1 liegt. In diesem Falle sind beide Lichtschranken 5a, 5b durch die Werkzeugspitze unterbrochen, so dass ein Schaltsignal erzeugt wird. A working point TCP of a tool for an industrial robot, for example the tool tip, is moved to measure the working point TCP in such a way that the working point TCP lies in the reference crossing point R of the measuring device 1 . In this case, both light barriers 5 a, 5 b are interrupted by the tool tip, so that a switching signal is generated.
Das Einmessverfahren wird im Folgenden näher erläutert. The measuring procedure is explained in more detail below.
Die Fig. 3 lässt eine Skizze eines Industrieroboters 8 erkennen. Ein Industrieroboter 8 hat ein Basiskoordinatensystem ≙0 oder Weltkoordinatensystem, das ortsfest in Bezug auf das Fundament des Industrieroboters 8 ausgerichtet ist. An dem Sockel 9 befindet sich eine Kette von über Gelenke 10 miteinander verbundene Arme 11. Für jeden dieser Arme 11 ist ein Achsen-Koordinatensystem ≙1, ≙2, ≙3 definiert, mit dem Position und Orientierung des jeweiligen Endes des entsprechenden Arms 11 in Bezug auf das zugeordnete Gelenk 10, mit der Arm 11 mit dem vorhergehenden Arm 11 verbunden ist, beschreibt. FIG. 3 shows a sketch of an industrial robot. 8 An industrial robot 8 has a base coordinate system ≙ 0 or world coordinate system, which is fixed in relation to the foundation of the industrial robot 8 . A chain of arms 11 connected to one another via joints 10 is located on the base 9 . For each of these arms 11 , an axis coordinate system ≙ 1 , ≙ 2 , ≙ 3 is defined, with the position and orientation of the respective end of the corresponding arm 11 with respect to the associated joint 10 , with which arm 11 is connected to the previous arm 11 is describes.
An dem Ende der Kette von Armen 11 befindet sich eine Handfläche 12, an die das Werkzeug 13 angebracht ist. At the end of the chain of arms 11 there is a palm 12 to which the tool 13 is attached.
Für das Werkzeug 13 ist ein TCP-Koordinatensystem ≙TCP festgelegt, das einen Ursprung in dem Arbeitspunkt TCP des Werkzeugs hat. Für das Werkzeug 13 werden auf der Basis dieses TCP-Koordinatensystems OTCP TCP-Lagekoordinaten bereitgestellt, die die Position und Orientierung des Arbeitspunktes TCP in Bezug auf den Werkzeugbasispunkt W am Handflansch 12, d. h. in Bezug auf den Befestigungspunkt des Werkzeugs 13 an dem Industrieroboter 8 definiert. A TCP coordinate system ≙ TCP is defined for the tool 13 , which has an origin in the working point TCP of the tool. On the basis of this TCP coordinate system O, TCP TCP position coordinates are provided for the tool 13 , which position and orientation of the working point TCP in relation to the tool base point W on the hand flange 12 , ie in relation to the attachment point of the tool 13 on the industrial robot 8 Are defined.
Um die TCP-Lagekoordinaten im Betrieb bezogen auf den Werkzeugbasispunkt W des Industrieroboters 8 schnell und mit geringen Rechenaufwand einmessen zu können, wird erfindungsgemäß die Werkzeugspitze des Werkzeugs 13 in den Referenz-Kreuzungspunkt R der ortsfest montierten Einmessvorrichtung 1 auf der Basis des TCP-Koordinatensystems ≙TCP, verfahren. Es erfolgt somit eine auf den Arbeitspunkt TCP bezogene Interpolation des Verfahrweges beim Führen des Werkzeugs 13 durch den Industrieroboter 8. Der Ursprung des TCP- Koordinatensystems ≙TCP wird hierbei stationär in Bezug auf die festgelegten TCP-Lagekoordinaten des Arbeitspunktes TCP gehalten. Aus dem Verfahrweg kann direkt die Verschiebung des Arbeitspunktes TCP bei Verschleiß oder Verbiegen des Werkzeugs 13 in den TCP-Koordinaten bestimmt werden. Es wird also quasi eine Verschiebung des Referenz-Kreuzungspunktes R in Bezug auf einen ursprünglichen Referenz-Kreuzungspunkt RTCP bestimmt. Damit entfällt die Notwendigkeit, aufwändige Koordinatentransformationen durchzuführen und es braucht lediglich wie in einem Schritt der Referenz-Kreuzungspunkt R angefahren werden. In order to be able to quickly and easily measure the TCP position coordinates in operation based on the tool base point W of the industrial robot 8 , the tool tip of the tool 13 is inventively placed in the reference crossing point R of the fixedly mounted measuring device 1 on the basis of the TCP coordinate system- TCP , procedure. There is thus an interpolation of the travel path related to the operating point TCP when the tool 13 is guided by the industrial robot 8 . The origin of the TCP coordinate system ≙ TCP is kept stationary in relation to the defined TCP position coordinates of the working point TCP. The displacement of the working point TCP when the tool 13 is worn or bent in the TCP coordinates can be determined directly from the travel path. A shift of the reference crossing point R with respect to an original reference crossing point R TCP is thus determined. This eliminates the need to carry out complex coordinate transformations and only needs to approach the reference crossing point R as in one step.
Die Fig. 4 lässt das Werkzeug 13 mit dem TCP-Koordinatensystem ≙TCP erkennen, dass seinen Ursprung im Arbeitspunkt TCP des Werkzeugs 13 hat. Für den Fall der skizzierten Verkrümmung des Werkzeuges verlagert sich der Arbeitspunkt TCP1 in Bezug auf den vorher festgelegten ursprünglichen Arbeitspunkt TCP0. Die TCP-Lagekoordinaten sind um diese Verschiebung ΔTCP0 = TCP1 - TCP0 zu korrigieren. Da erfindungsgemäß die Steuerung des Industrie-Roboters 8 in Bezug auf das TCP-Koordinatensystem ≙TCP erfolgt, wird die Differenz zwischen den ursprünglich festgelegten TCP-Lagekoordinaten TCP0und die Lage des neuen Arbeitspunktes TCP1 eines verschlissenen Werkzeugs 13 unmittelbar ermittelt. The Fig. 4 reveals the tool 13 with the TCP coordinate system ≙ TCP that its origin at the working point of the tool 13 has TCP. In the case of the sketched curvature of the tool, the working point TCP 1 shifts in relation to the previously defined original working point TCP 0 . The TCP position coordinates have to be corrected for this shift ΔTCP 0 = TCP 1 - TCP 0 . Since, according to the invention, the control of the industrial robot 8 takes place with respect to the TCP coordinate system ≙ TCP , the difference between the originally defined TCP position coordinates TCP 0 and the position of the new working point TCP 1 of a worn tool 13 is determined directly.
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