发拉科视觉零点标定恢复(三)

文摘   其他   2023-12-19 11:31   重庆  

所谓视觉零点标定恢复机器人在更换电机和减速机等机构部件时,对应的轴的零点标定数据(轴旋转角的零点位置)无效,将丢失已被零点标定的状态。视觉零点标定恢复功能,是将相机安装机器人的工具上的任意位置,在部件的更换前和更换后利用多个机器人姿势(下称“测量姿势”),自动测量已被固定设置的点阵板,根据这些测量结果确保精度地恢复已被零点标定的状态的一种功能。
视觉零点标定恢复功能的特点和制约
•  本功能只对应 6 轴机器人,无法在 4 轴和 5 轴机器人上使用。此外,无法在拳头机器人上使用本功能。
•  相机安装以外的作业已实现自动化。操作简单,不依赖于作业人员,可确保精度地恢复已被零点标定的状态。
•  在进行多个轴的部件更换时,可同时恢复这些轴的零点标定状态。
•  使用本功能的条件是,在进行部件的更换作业之前机器人能够移动。
•  本功能需要在部件更换作业的前后用相机和点阵板进行视觉测量。部件更换作业前后进行视觉测量时,相机和点阵板的位置需要保持完全一致。因此,从部件更换作业前的视觉测量开始,到部件更换后的视觉测量结束为止,不能改变相机和点阵板的位置。
 视觉零点标定恢复中使用的 TP  程序

视觉零点标定恢复中,使用机器人的动作程序(下称“TP 程序”)进行一系列的作业。该 TP 程序在视觉零点标定恢复的操作中途会被自动创建,但是也可利用机器人的离线编程系统,预先创建 TP 程序。这样,就可以进一步缩短现场的作业时间,在短暂的时间内有效进行作业。

系统构成
视觉零点标定恢复的系统,由机器人控制装置、示教器(iPendant)、相机、镜头、相机电缆、点阵板构成。

测量姿势

视觉零点标定恢复中使用多个测量姿势。根据测量时基准位置(初始值)自动创建这些测量姿势。
详细的创建方法如下所示。
•  测量时基准位置各自的姿势角(W、P、R),创建共计 27 个测量姿势,其中包括正的最大摆动角度、负的最大摆
动角度和 0 的 3 个摆动角度。
•  设置为各测量位置中的相机到目标的距离(相机与点阵板的距离)与测量时基准位置下的相机到目标的距离相等。
测量时基准位置,在所创建的多个测量姿势中设置在机器人与周围不会相互干涉,机器人能够在广阔的范围内动作的位置。请参考如下例子。
机器人较容易动作的测量时基准位置例
只要设置下图所示的测量时基准位置,就可以增大测量姿势的最大摆动角度。
1  J2 轴、J4 轴的角度大致上在 0 度附近
2  J3 轴的角度为负值
3  机器人的手腕法兰盘朝下
相机和点阵板的设置
将相机切实固定在机器人的工具上。
得相机的光轴前端的注视点(下图所示的视觉 TCP)处于从 J6 轴的中心线偏移的位置。偏移要确保 100mm 以上。相机到目标的距离(相机与点阵板的距离)的建议值约为 500mm。
使得相机和工具从机器人机座偏离,进而如下图所示,若使得 J3 手臂向下方倾斜,手腕部分就难于发生干涉。

另一方面,相机和工具若在机器人机座附近,或如下图所示那样 J3 手臂向上方倾斜,则容易在手腕部分发生干涉。这种情况下,就需要减小“测量姿势的摆动角度”,零点标定状态的恢复结果可能会变差。

参考这些例子,适当选定相机的配置和机器人的测量时基准位置。

将点阵板放置在能够稳定设置的场所。

点阵板的设置方法
在机器人处于测量时基准位置的状态下设置点阵板。
•  以使得点阵板的X轴方向在相机图像上成为上方向的方式设置点阵板。
•  要使得点阵板的面与相机的光轴几乎垂直。
•  要使得点阵板的 4 个较大的黑色圆圈尽可能拍入图像的中央。
视觉零点标定恢复的操作
步骤
1  按下 MENU(菜单)键。
2  选择“实用工具”。
3  按下 F1[类型]。
4  选择“iRCalibration”。
示教器上显示如下所示的画面。
在此画面上,显示可使用的 iRCalibration 功能的项目列表。所显示的项目因选项的状况而有所不同。
5  将光标指向“视觉零点标定恢复”项目,按下 F3(详细)或 ENTER(输入)键。示教器上显示如下所示的视觉零点标定恢复画面。
通过从画面的上方按照顺序选择并执行各项目,就可以有效执行将已被零点标定的状态予以复原的作业。部件的更换作业,在“检查基准测量结果”和“进行恢复测量”之间进行。
视觉零点标定恢复画面上的设置
视觉零点标定恢复画面上有如下两个设置项目。
•  机器人组
•  测量用工具坐标系编号
机器人组的设置
将光标指向视觉零点标定恢复画面的“机器人组”,输入要进行恢复作业的机器人的组编号。
工具坐标系编号的设置
将光标指向视觉零点标定恢复画面的“测量用工具坐标系编号”,输入在视觉测量中要使用的工具坐标系编号。
设置要恢复的机器人轴
步骤
1  在视觉零点标定恢复画面上将光标指向“设置要恢复的机器人轴”,按下 F4(执行)或 ENTER 键。
示教器显示如下所示的设置要恢复的机器人轴画面。
2  将光标指向要恢复零点标定状态的轴,在按住 SHIFT 键的同时按下 F4(启用),就可设置要恢复的轴。可以选择个恢复零点标定状态的轴。此外,在按住 SHIFT 键的同时按下 F5(禁用),就可以解除要恢复的轴设置。
3  要恢复的轴设置完成后,按下 PREV 键,返回视觉零点标定恢复画面。
创建程序
步骤
1  在视觉零点标定恢复画面上将光标指向“创建程序”,按下 F4(执行)或 ENTER 键。
示教器上显示如下所示的创建程序画面。
2  设置要使用的相机类型。(7DC2 系列 02 版或更新版)
相机类型可选择“SONY XC-56”、“BASLER acA640-20um”、“KOWA SC36MF”、“iRVision 相机”的任何一种。
要使用的相机为“与主板的 JRL7 端口或复用器的 JRL7A 端口连接的 SONY XC-56”时,选择“SONY XC-56”。
使用 iRVision 相机时,将相机类型变更为“iRVision 相机”,在紧靠其下的项目中选择 iRVision 的相机数据。
3  设置要使用的相机镜头的焦距(单位[mm])。
4  设置要使用的点阵板的点阵间距(单位[mm])。实用工具 iRCalibratio
5  设置视觉测量时的相机曝光时间(单位[msec])。
设置为能够同时看到执行时监视和创建程序画面。下面结合在示教器(iPendant)上同时显示图像和创建程序画面的状态进行说明。示教器成为如下所示的情形。
在此画面上使用功能键,设置曝光时间。
功能键的功能
F2(时间+):增大曝光时间值。
F3(时间-):减小曝光时间值。
F4(实时):  显示实时图像。
F5(检测) :  检测点阵板。检测成功时,在所检测的点的位置显示+字标记。检测失败时,显示错误消息。
所谓适当的曝光时间
为了避免图像中的点阵板明亮区域的部分成为白色,要以看上去稍许成为灰色的方式调整曝光时间。此外,以能够明显区分点阵板的背景色部分和黑色圆圈部分的方式调整曝光时间。下面示出几个不同的曝光时间下的图像例。
6  以使得点阵板的原点大致映照在相机中心的方式移动机器人,并进行测量时基准位置的示教。
在创建程序画面上将光标指向“测量时基准位置”,在按住 SHIFT 键的同时按下 F5(记录位置)。现在位置即被作为测量基准位置存储,示教器成为如下所示的情形。
7  T2 模式或 AUTO 模式时,将机器人的倍率设置为 30%以下,测量相机位置。在 T1 模式下,更高的倍率也无妨。将测量时基准位置作为测量的开始姿势,机器人向着 X、Y、Z 的平行方向移动数 cm,在沿 W、P、R 的姿势方向发生 15 度左右变化的多个姿势下自动移动的同时执行相机位置的测量。根据视觉测量结果,计算出相机的位置和点阵板的位置。
将光标指向“测量相机的位置”,在按住 SHIFT 键的同时按下 F4(执行)。
执行相机位置的测量。测量中,示教器上显示如下所示的画面。
测量结束后,示教器的画面按如下所示方式变化。
•  “测量相机的位置”的状态成为“完成”。
•  显示“相机位置已测量”的消息。
•  显示测量结果。
测量结果
•  相机位置:视觉 TCP 的位置
•  点阵板位置:点阵板的原点位置
8  设置用来进行视觉零点标定恢复的测量时最大摆动角度W、P、R。
“测量时最大摆动角度 W、P”的建议范围为 20 度~45 度。
“测量时最大摆动角度 R”的建议范围为 30 度~45 度。
9  创建测量程序。
将光标指向“创建程序”,按下 F4(执行)或 ENTER 键。
创建程序结束后,示教器的画面按如下所示方式变化。
•  “创建程序”的状态成为“完成”。
•  显示“测量程序已创建”的消息。
机器人组为1时,创建 TP 程序 VMRCV1、VMRDAT11、VMRDAT12、VMRDAT13。VMRCV1 的最后的数字、和从VMRDAT11、VMRDAT12、VMRDAT13 的最后数起的第二个数字表示机器人组编号。
10 确认基准测量的评估值和恢复测量的评估值,其中一方的评估值大于 4.2 时,从步骤 8 重新操作。即使经过如此操作评估值也得不到改善时,以使得相机和点阵板的距离离开的方式再示教测量时基准位置,并从步骤 6 重新操作。若在已经存在测量程序的状态下执行测量程序的创建,则会在示教器的画面上显示如下消息。
若按下 F4(是),就创建新的测量程序。
若按下 F5(否),就不创建新的测量程序而重新计算现有程序的评估值。
11 创建完成后,按下 PREV (返回)键,返回视觉零点标定恢复画面。

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