درجه بندی (کالیبراسیون) یک ربات صنعتی با استفاده از یک دستگاه بینایی استریو (بینایی دو چشمی)

ربات های صنعتی دارای تکرار پذیری بسیار خوبی هستند اما هنوز هم فاقد دقت کاملاً مطلقی می باشند. دلیل اصلی اختلاف بین مدل جنبش شناسی ربات ایده آل انسجام یافته در کنترولر ربات و پارامترهای ربات واقعی است. یک روش برای شناسایی پارامترهای مدل ربات ارائه شده است. یک روش غیر مستقیم استفاده از سیستم بینایی استریو چسبیده به بازوی ربات برای اندازه گیری های نقاط درجه بندی با فاصله به کار گرفته می شود. نقاط به عنوان حوزه هایی قلمداد می شوند که با پروژه سیستم بینایی استریو یک حلقه در دو صفحه ضبط تصویر مستقل از زاویه دید در یک نقطه جمع می شوند. مختصات سه بعدی مرکز هر حوزه در پیکر بندیهای رباتی مختلفی به دست می آید. از این تفاسیر، خطاهای موقعیت یابی کامل ربات اندازه گیری می شوند. علامت گذاری استاندارد دناویت-هارتنبرگ (DH) زمانی به کار گرفته می شود که پارامترهای تغییر یافته مدل که حاوی مقادیر متعادل کننده رمز گذار مشترک اند مستقیماً وارد کنترولر ربات شوند. بررسی ها و آزمایشات درجه بندی (کالیبراسیون) انجام شده روی یک ربات صنعتی KUKA KR 6 R900 نشان دهنده نتایج دقیق اصلاح یافته اند. حداکثر خطای موقعیت یابی اطراف نقاط کالیبراسیون از 3.63 میلی متر قبل از درجه بندی، تا 1.29 میلی متر بعد از روش درجه بندی کاهش می یابد.

ربات های صنعتی دارای دامنه بسیار گسترده ای از کاربرد تنظیم (درجه بندی) از مونتاژ، تولید و سایر تکنولوژی ها است. ربات های صنعتی عمدتاً با فرآیندهایی در محیط های شناخته شده و سازمان یافته سروکار دارند که در آنها حرکت ربات از پیش تعیین و اجرا شده، دائماً مسیرها و حرکات در حال تکرار شدن هستند. به همین دلیل، ربات های صنعتی برای فراهم ساختن تکرار پذیری بسیار بالا برای اجرای موفقیت امیز کارهای از پیش تعیین شده طراحی و تولید می شوند. بعدی که در آن ربات های صنعتی، زمانی که به مشتری نهایی تحویل می شوند، باز هم قادر به ارائه نتایج رضایت بخش اند، دقت کامل است. در 6 درجه آزادی (DOF) دست ماشینی های رابط زنجیره ای (1) این مسئله مورد تأکید قرار می گیرد. از انجا که هر ربات صنعتی در محدوده مجاز خاصی تولید می شود دو واحد مکانیکی یکسانی وجود ندارد. از طرف دیگر، هر کنترولر ربات از مدل کنترل یکسان با پارامترهای DH (۲) ایده آل (طول های رابط (فاصله های حلقه)،خمیدگی ها، پیچ خوردگی ها و غیره) استفاده می کند. به همین دلیل همیشه توصیف خطای معین تفاوت بین موقعیت ایده آل در مدل ربات و موقعیت واقعی ربات در همان دستگاه مقایسه ای وجود دارد. تحقیقات در زمینه درجه بندی ربات روش های درجه بندی مختلف و الگوریتم های را نشان می دهد که پارامترهای DH مدل ربات را ارزیابی می کنند و یا مدل های جدید ربات حرکتی را با پارامترهای بیشتر برای افزایش و بهبود نتایج دقیق توصیف می کنند. در (3) یک روش درجه بندی استفاده از یک روش زنجیره حرکتی حلقه ای واقعی ارائه می شود. نقطه لیزری بر روی صفحه با فاصله طراحی شده و حرکات ربات کوچک تقویت می شوند. یک روش درجه بندی برای شناسایی 36 پارامتر مستقل بازوی یک ربات در (4) توصیف شده است. نویسندگان از یک اصل در مورد حرکت نقطه پایانی ربات اطراف پوسته های کروی متمرکز بر نقطه ثابت استفاده می کنند، داده های را جمع آوری و شناسایی پارامترهای حرکتی ربات را انجام می دهند. روش درجه بندی دیگری با استفاده از شبکه های هم تکاملی مشترک و نظریه شبه خطا در (5) توصیف شده است. دامنه روش های اندازه گیری در درجه بندی ربات از تئودولیت (6)، نورافکنی پرتو لیزری (3)، ماشین بینایی دو بعدی (7)، ماشین های اندازه گیری هماهنگ قابل حمل(8) و دیگر روش ها گسترده شده است. از بررسی کلی مدل ربات حرکتی روش های درجه بندی ربات صنعتی را می توان تقریباً در سه گروه مشخص کرد: • ثبت خطا- این ربات به عنوان جعبه سیاه در نظر گرفته می شود که در آن فاکتورها و مقادیر جبران برای هر حالت ربات ارائه شده اند • درجه بندی استاتیک- شناسایی پارامترهای تغییرناپذیر زمانی ربات • درجه بندی دینامیک (پویا)- شناسایی پارامترهای حرکتی ربات دولن و اسکروار (9) پیشنهاد کردند که همه پارامترهای مدل ربات حرکتی را می توان تنها با اندازه گیری موقعیت یک نقطه معین از نمایشگر پایانی ربات شناسایی کرد. با استفاده از این اصل، در این تحقیق یک روش درجه بندی زنجیره حلقه ای غیر مستقیم استاتیک مورد استفاده در بینایی استریو برای ارزیابی پارامترهای حرکتی ربات ارائه شده است که می توان مستقیماً در کنترولرهای ربات KUKA تعبیه کرد. با این روش سلسله مراتب کنترل و ساختار سیستم یک ربات دست نخورده باقی مانده و قابلیت استفاده از ربات صنعتی تغییر نمی کند. در بخش های بعدی برنامه آزمایشی توصیف شده، روش ها و الگوریتم ها ارائه شده و نتایج اولیه مورد بحث و بررسی قرار می گیرند.