Beitrag für Robotik 2004, München, Juni 2004, VDI-Bericht 1841, Seiten 91-99 1 Anwendungsspezifische Adaption für schnelle sensorge- stützte Roboterbewegungen Custom-designed adaptation for fast sensor-based robot motion Friedrich Lange, Gerd Hirzinger, Oberpfaffenhofen Kurzfassung Bei schnellen sensorgestützten Roboterbewegungen werden an Roboter und Sensorik hohe Anforderungen gestellt, für die normale Kalibrierungsmethoden oft nicht ausreichen. Am Bei- spiel einer an einem Roboterarm montierten Kamera zum schnellen Verfolgen einer ge- krümmten Linie werden die durch die Kalibrierungsfehler verursachten Bahnabweichungen minimiert. Zur Reduktion des Einflusses unmodellierter Eigenschaften erfolgt die Adaption an der Anwendung selbst. Dabei werden auch Ungenauigkeiten der Modellparameter im Zu- sammenspiel von Kamera und Roboter kompensiert. Im Experiment wird durch die Adaption eine Reduktion des Bahnfehlers um den Faktor 3 gemessen. Abstract Usual calibration methods are not always accurate enough to meet the requirements on pre- cision of robots and sensors for fast sensor-based robot motion. Path deviations caused by calibration errors are minimized for a robot mounted camera used for high-speed tracking of a curved line. Adaptation is executed using the application, to reduce the effect of unmodeled features. Inaccuracies of model parameters of the interaction of camera and robot are com- pensated as well. The experiment quantifies a reduction of the path error by a factor of three, effectuated by the adaptation. 1. Einleitung Um mit einem handelsüblichen Industrieroboter mit hoher Geschwindigkeit an a priori unbe- kannten Linien, z. B. Kabeln oder Kanten eines Werkstücks entlangzufahren (siehe Bild 1), benötigt man neben geeigneter Sensorik zur Erfassung der Sollbahn auch eine spezielle Regelung. In früheren Veröffentlichungen [1,2] haben die Autoren dazu eine zweistufige Architektur (siehe Bild 3) vorgeschlagen. In der unteren Ebene erfolgt eine prädiktive Positionsregelung, die den vom Roboterhersteller vorgesehenen Regler durch eine adaptive Vorsteuerung er- gänzt. Die obere Ebene definiert die Solltrajektorie unter Verwendung von Sensordaten. Schnittstelle beider Ebenen ist neben der aktuellen Soll- und Ist-Lage des Werkzeugs (Tool Center Point TCP) auch der in den nächsten Abtastschritten abzufahrende Abschnitt der Solltrajektorie. Er ermöglicht durch entsprechende Vorsteuerung die Realisierung eines idea- len Roboters, der verzögerungsfrei exakt die Sollbahn abfährt.