JP2002512898A - Method for calibration of parallel manipulators - Google Patents
Method for calibration of parallel manipulatorsInfo
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Abstract
(57)【要約】 可動なプラットフォーム(2)に、ジョイント(5)を介して可変長のロッド(アクチュエータ3)あるいは不変長のロッド(8’)の端部が連結されている。ロッド(3、8)は、それらの別の端部で、ジョイント(4)を介してプラットフォーム(1)と連結されている。それは、数インデックスiによって特徴づけられるアクチュエータ(3、3’)の操作によって別の数インデックスjによって特徴づけられるさまざまなポジションへもたらされる。動かないプラットフォーム(1)に対して相対的な可動なプラットフォームの位置およびオリエンテーションを部分的におよび/あるいは間接的に特徴づけるパラメータが測定される。実際のジョイント点座標は、測定されるべきパラメータの数および種類にしたがって作られた方程式系から算定される。したがって、可動なプラットフォームの位置およびオリエンテーションを完全に特徴づけるすべてのパラメータの測定のかわりに、測定技術的にわずかな手間だけで算出され得る且つ較正プロセスの自動化を許すパラメータが測定される。 (57) [Summary] The end of a variable-length rod (actuator 3) or a constant-length rod (8 ') is connected to a movable platform (2) via a joint (5). The rods (3, 8) are connected at their other ends to the platform (1) via joints (4). It is brought into various positions characterized by another number index j by the operation of the actuator (3, 3 ') characterized by the number index i. Parameters that partially and / or indirectly characterize the position and orientation of the mobile platform relative to the stationary platform (1) are measured. The actual joint point coordinates are calculated from a system of equations created according to the number and type of parameters to be measured. Therefore, instead of measuring all parameters that completely characterize the position and orientation of the mobile platform, parameters are measured which can be calculated with little technical effort and which allow the automation of the calibration process.
Description
【0001】 本発明は、請求項1の上位概念部分に記載の、パラレルマニピュレータ、特に
ヘキサポッド機械あるいはリナポッド機械(Hexapod - oder Linapod - Maschine
)、の較正のための方法に関する。The invention relates to a parallel manipulator, in particular a hexapod machine or a linapod machine (Hexapod-oder Linapod-Maschine).
), A method for calibration.
【0002】 工作機械の従来の構造形式は、互いに連続して(abfolgende)互いに対して直角
に位置する送り装置(キャリッジ、Vorschuebe)を有する。これらは、いわゆる
開いた運動連鎖(offene kinematische Ketten)に配置されている。当該開いた運
動連鎖の場合には、加工材料加工(Werkstueckbearbeitung)の際に、第一の駆動
部が第二の駆動部を動かし、第二の駆動部が第三の駆動部を動かし、及びそのよ
うにさらに続いて動かさねばならない。最近、この機械タイプの場合には、1m/
sよりも大きいクイックモーション速度(Eilgangsgeschwindigkeiten)及び1gよ
りも大きい軌道加速度(パスに沿っての加速度、Bahnbeschleunigungen)が同時
に高い軌道精度の場合には著しい経費を伴ってだけ達成され得ることが不都合で
あると判明した。したがって、現代の刃材料(切断材料、Schneidwerkstoffe)
の可能性が不十分にしか役立てられない。なぜならば、加工材料の高速加工HS
C(ハイスピードカッティング、High Speed Cutting)が可能でないかあるいは
少なくとも限定的にしか可能でないからである。この背景に対して、最近、次の
ような工作機械が開発された。当該工作機械は機械軸の固定された直角の配置を
もはや有さず、当該工作機械の場合には閉じた運動連鎖(geschlossene kinemati
sche Ketten)の原理が使用された。この配置の場合には、運動の実現のために必
要とされる軸がもはや互いに上のせされず、もはや相互に運ばれない。むしろ、
空間固定の第二のプラットフォーム、通例機械テーブル(機械ステージ)、に関
してのプラットフォームの適当な空間的な動きを実現する運動(キネマティクス
)が使用される。ヘキサポッド(六脚類、Hexapod)及びリナポッド(Linapod)の
ような新式の工作機械の周知の代表は、Weck, M.; Giesler, M.; Pritschow, G.
; Wurst, K.-H.によって 、Schweizer Maschinenmarkt、45巻/1997、28〜35頁に記載されている。さ
らに、ヘキサポッドは、DE 296 07 680により知られている。[0002] A conventional construction type of machine tool has a feeder (carriage, Vorschuebe) which is positioned abfolgende at right angles to one another. These are arranged in a so-called opene kinematische Ketten. In the case of the open kinematic chain, during work material processing (Werkstueckbearbeitung), the first drive moves the second drive, the second drive moves the third drive, and the And then move on. Recently, in the case of this machine type, 1m /
It is disadvantageous that quick motion velocities (Eilgangsgeschwindigkeiten) greater than s and orbital accelerations (acceleration along the path, Bahnbeschleunigungen) greater than 1 g can only be achieved at the same time with high trajectory accuracy and only at considerable expense. It turned out. Therefore, modern blade materials (cutting materials, Schneidwerkstoffe)
Possibility of inadequate can only be used. Because of high-speed processing HS
This is because C (High Speed Cutting) is not possible or at least only limited. Against this background, the following machine tools have recently been developed. The machine tool no longer has a fixed right-angled arrangement of the machine axes and in the case of the machine tool a closed kinematic chain (geschlossene kinemati)
sche Ketten) principle was used. In this arrangement, the axes required for the realization of the movement are no longer placed on top of one another and are no longer carried together. Rather,
A movement (kinematics) is used that achieves the appropriate spatial movement of the platform with respect to a spatially fixed second platform, usually a machine table (machine stage). Well-known representatives of modern machine tools, such as Hexapod and Linapod, are described by Weck, M .; Giesler, M .; Pritschow, G.
By Wurst, K.-H. Schweizer Maschinenmarkt, 45/1997, pp. 28-35. Furthermore, hexapods are known from DE 296 07 680.
【0003】 周知のヘキサポッドの場合には、それぞれプラットフォームに枢着的に(関節
接続により)連結された六つのアクチュエータ(Aktoren)の長さがコンピュータ
制御されて変えられることによって、可動なプラットフォームが機械テーブルの
空間固定の第二のプラットフォームに関して六つの自由度で動かされ得る。これ
に対してリナポッドは、固定長(不変長)の六つのロッドを有する。ジョイント
(リンク、継ぎ手、関節、Gelenke)を備えるそれらの端部がそれぞれ一方の端
部で可動なプラットフォームに枢着され且つ他方の端部で、同様に枢着的に、リ
ニアガイドにおいて移動可能である。後者は、ここでは、通例、統一された言葉
の使い方の理由からアクチュエータと呼ばれる。そのとき当該アクチュエータが
不動のプラットフォームに付設されたジョイントのポジションをこれに対してリ
ニアに移動させる。この機械の高い作業精度は、計算機の比較的に複雑なソフト
ウエアに基づく。しかしながら、機械の高精度の較正の場合にだけそれの利点が
効果を発揮し得る。このために、台架側の及び可動なプラットフォームに付設さ
れたジョイント点の実際の座標(組み立て誤差及び/あるいは製造誤差を含む)
の決定が合目的である。しかしながら、ジョイント中心の座標の直接の測定は、
機械の相対的に小さい寸法の場合にだけ可能である。というのは、そのために、
相応の測定機械が意のままにならねばならないからである。しかしながら、30
0mm及びそれ以上よりも大きいポジショニング範囲(Verfahrbereich)をもつ機械
の実際の大きさの場合には、このことは実際的にもはや実行可能でない。In the case of the well-known hexapods, the length of the six actuators (Aktoren), each of which is pivotally connected (by articulation) to the platform, is changed by computer control so that the movable platform is changed. It can be moved in six degrees of freedom with respect to the spatially fixed second platform of the machine table. In contrast, linapods have six fixed length (invariant length) rods. Their ends with joints (links, joints, joints, Gelenke) are each pivotally connected at one end to a movable platform and at the other end are also pivotally movable in a linear guide. is there. The latter are usually referred to herein as actuators for reasons of unified language usage. The actuator then linearly moves the position of the joint attached to the stationary platform. The high working accuracy of this machine is based on the relatively complex software of the computer. However, its advantages can only take effect in the case of high-precision calibration of the machine. For this purpose, the actual coordinates (including assembly and / or manufacturing errors) of the joint points on the platform and attached to the movable platform
Decision is appropriate. However, a direct measurement of the joint center coordinates is
This is only possible with relatively small dimensions of the machine. Because for that,
The corresponding measuring machine must be left at will. However, 30
With the actual size of the machine with a positioning range (Verfahrbereich) greater than 0 mm and more, this is no longer practically feasible.
【0004】 較正の問題を図1〜4をもとにして詳細に説明する。図面において、 図1は、周知のヘキサポッド機械の図式的な図を示し、 図2は、採用された座標系及びベクトルのそれに対応するオリエンテーションを
示し、 図3は、周知のリナポッド機械の図式的な図を示し、 図4は、採用された座標系及びベクトルのそれに対応するオリエンテーションを
示す。 図1では、不動のテーブルがプラットフォーム1として示されている。その上
にて基礎座標系B=(xB,yB,zB)が定義されている(図2)。可動なプラットフ
ォーム2は、プラットフォーム座標系P=(xP,yP,zP)を有する。プラットフォ
ーム1、2は、六つのアクチュエータ3を介して、当該アクチュエータ3の長さ
が変えられるという形で六つの自由度で互いに対して動かせるように連結されて
いる。その際、アクチュエータ3は、一方の端部でジョイント4を介して不動の
プラットフォーム1に、且つ他方の端部でジョイント5を介して可動なプラット
フォーム2につながれている。プラットフォーム2の厳密な制御のために、両方
のプラットフォーム1、2におけるカルダンジョイントないし球継ぎ手4、5の
中心点6、7の位置及び数インデックスj=0をもつ選択可能な基準ポジション
についてのアクチュエータ3の長さli0すべてが可能な限り厳密に知られていな
ければならない。しかし、実際には、これは、高精度の製造及び組み立ての際に
も達成され得ない。その理由で、原理的に任意に設定可能な基準ポジションj=
0を出発点とする。いま、機械の完全に組み立てられた状態におけるジョイント
中心点6、7の位置並びにアクチュエータ3の長さli0を、座標及び長さに影響
を及ぼすすべての要因を考慮にいれて決めるために、数インデックスi=1、…
、6をもつ6つのアクチュエータで次の42個のスカラー量を決めるという問題
が生じる:すなわち、 ・基礎座標系Bにおけるベクトル によって記述される不動のプラットフォーム1の六つのジョイント中心点6のそ
れぞれ3つの座標、全部で18個のスカラー量; ・プラットフォーム座標系Pにおけるベクトル によって記述される可動なプラットフォーム2の6つのジョイント中心点7のそ
れぞれ3つの座標、全部で18個のスカラー量;及び ・基準ポジションにおける六つのアクチュエータ3の長さli0、全部で6つのス
カラー量。The problem of calibration will be described in detail with reference to FIGS. In the drawings, FIG. 1 shows a schematic diagram of a known hexapod machine, FIG. 2 shows the coordinate system employed and the corresponding orientation of the vectors, and FIG. 3 shows a schematic diagram of the known linapod machine. FIG. 4 shows the coordinate system employed and the corresponding orientation of the vector. In FIG. 1, an immobile table is shown as a platform 1. Underlying at the upper coordinate system B = (x B, y B , z B) is defined (FIG. 2). Movable platform 2 has platform coordinate system P = (x P, y P , z P) a. The platforms 1, 2 are connected via six actuators 3 so as to be movable with respect to one another in six degrees of freedom, such that the length of the actuators 3 is variable. The actuator 3 is connected at one end to a stationary platform 1 via a joint 4 and at the other end to a movable platform 2 via a joint 5. For tight control of the platform 2, the actuator 3 for the position of the center points 6, 7 of the cardan joints or ball joints 4, 5 on both platforms 1, 2 and for a selectable reference position with the number index j = 0. All lengths l i0 must be known as strictly as possible. However, in practice, this cannot be achieved even during precision manufacturing and assembly. For that reason, a reference position j =
0 is the starting point. Now, the positions of the joint center points 6, 7 in the fully assembled state of the machine and the length l i0 of the actuator 3 are determined by taking into account all the factors affecting the coordinates and the length. Index i = 1, ...
The problem arises of determining the next 42 scalar quantities with the six actuators with, 6: the vector in the basic coordinate system B Three coordinates of each of the six joint center points 6 of the stationary platform 1 described by: a total of 18 scalar quantities; a vector in the platform coordinate system P Three coordinates of each of the six joint center points 7 of the movable platform 2 described by: a total of 18 scalar quantities; and the length l i0 of the six actuators 3 in the reference position, a total of 6 scalar quantities .
【0005】 さらに、図2は、基礎座標系Bに対してのプラットフォーム座標系Pの移動を
記述する距離ベクトル を示す。それによって、j番目のポジショニング試行(Positionierversuch)の際
のi番目のアクチュエータの長さ を決めるためのピタゴラスの定理から以下のことが困難なくわかる(図2): ここで、 ・Rjは、それぞれのポジションjについて可動なプラットフォーム2に割り当
てられたプラットフォーム固定のプラットフォーム座標系P=(xP,yP,zP)
の、もう一方のプラットフォーム1に割り当てられた空間固定の基礎座標系B=
(xB,yB,zB)に対して相対的な回転を記述し且つそれの要素(Eintraege)が
三つのローテーション角度の正弦関数及び余弦関数からなる3×3ローテーショ
ン行列(Weck, M., Werkzeugmaschinen - Fertigungssysteme, Band 3.2 Automa
tisierung und Steuerungstechnik 2、4版、デュッセルドルフ、VDI Verlag、
1995、334頁参照)を示し、 ・インデックスiをもつアクチュエータ3のそれぞれについてのベクトル は、プラットフォーム座標系Pにおける可動なプラットフォーム2の算定される
べきジョイント点座標を記述し、 ・ベクトル は、基礎座標系Bの原点と基礎座標系Bにおけるプラットフォーム座標系Pの原
点との間の距離を記述し、 ・アクチュエータ3のそれぞれについてのベクトル は、基礎座標系Bにおける空間固定のプラットフォーム1の算定されるべきジョ
イント点座標を記述し、 ・li0は、基準ポジションにおけるアクチュエータ3の長さであり、 ・Δlijは、ポジショニング試行の際に予め与えられたあるいは測定されたアク
チュエータ長さ変化であり、 その際、ローテーション行列Rj及びベクトル で動かされるプラットフォーム2のジョイント中心点5が、方程式 に従ってさらに据え付け(位置固定)の座標系Bへ変換された。FIG. 2 shows a distance vector describing the movement of the platform coordinate system P with respect to the basic coordinate system B. Is shown. Thereby, the length of the i-th actuator during the j-th positioning trial (Positionierversuch) From the Pythagorean theorem to determine, we can easily understand the following (Fig. 2): Where: R j is a platform fixed platform coordinate system P = (x P , y P , z P ) assigned to the movable platform 2 for each position j
, The space-fixed basic coordinate system B assigned to the other platform 1
A 3 × 3 rotation matrix (Weck, M., et al.) That describes the rotation relative to (x B , y B , z B ) and whose elements (Eintraege) consist of sine and cosine functions of three rotation angles. , Werkzeugmaschinen-Fertigungssysteme, Band 3.2 Automa
tisierung und Steuerungstechnik 2, 4th edition, Düsseldorf, VDI Verlag,
1995, 334) and a vector for each of the actuators 3 with index i Describes the joint point coordinates of the movable platform 2 to be calculated in the platform coordinate system P, Describes the distance between the origin of the basic coordinate system B and the origin of the platform coordinate system P in the basic coordinate system B. A vector for each of the actuators 3 Describes the joint point coordinates to be calculated of the spatially fixed platform 1 in the basic coordinate system B, l i0 is the length of the actuator 3 at the reference position, and Δl ij is A given or measured actuator length change, where the rotation matrix R j and the vector The joint center point 5 of the platform 2 moved by Is further converted to a stationary (position fixed) coordinate system B.
【0006】 方程式(*)は、アクチュエータ長、可動なプラットフォーム2のポジション
及びオリエンテーション(方向づけ)、並びにジョイント点6、7の位置を互い
に結び付ける。原則的には、制御においてそれぞれ定義されたアクチュエータ長
が設定され且つプラットフォームの三つの回転(ねじり)及び距離ベクトル が直接測定されるポジショニング試行を実行することが可能である。プラットフ
ォームの三つの回転の角度からローテーション行列Rjの要素が算出され得る。
ヘキサポッドが相応の測定システムをもっているならば、実際のアクチュエータ
長さ変化Δlijが制御の目標量に相当するということを出発点とすることができ
る。このことは、それぞれのポジショニング試行jから量 が知られていることを意味する。 は知られていない。The equation (*) links the actuator length, the position and orientation of the movable platform 2 and the positions of the joint points 6, 7 together. In principle, each defined actuator length is set in the control and three rotations (twist) and distance vectors of the platform It is possible to perform a positioning trial in which is measured directly. The elements of the rotation matrix R j can be calculated from the three angles of rotation of the platform.
If the hexapod has a corresponding measuring system, the starting point can be that the actual actuator length change Δl ij corresponds to the desired quantity of control. This means that from each positioning trial j Means that it is known. Is not known.
【0007】 方程式(*)から、ポジショニング試行jごとにそれぞれのアクチュエータ(
i=1、…、6)について一つのスカラー方程式がたてられ得る。つまり、ポジ
ショニング試行ごとに全部で6個のスカラー方程式が与えられる。従って、7回
の独立な試行(ポジショニング)によって、42の未知数のための必要とされる
42の独立な非線形方程式がたてられ得る。これらの42の方程式はそれぞれ7
つの未知数をもつ6個の線形独立な方程式系にグループ分けされ得る。それぞれ
のアクチュエータiについて、7つの未知数 を決めるための7つの非線形方程式を備える一つの方程式系がある: 較正問題の別の定式化は、Merlet J.-P., Les robots paralleles, Hermes, パ
リ、1997、95頁に見いだすことができる。From equation (*), each actuator (
One scalar equation can be established for i = 1,..., 6). That is, a total of six scalar equations are provided for each positioning trial. Thus, with seven independent trials (positionings), the required 42 independent nonlinear equations for the 42 unknowns can be established. Each of these 42 equations is 7
Can be grouped into a system of six linearly independent equations with two unknowns. 7 unknowns for each actuator i There is one system of equations with seven nonlinear equations for determining: Another formulation of the calibration problem can be found in Merlet J.-P., Les robots paralleles, Hermes, Paris, 1997, p. 95.
【0008】 これまで述べたことは、リナポッド機械の較正方法でにも十分に有効である。
ロッド8’(図3及び図4)の固定した長さを決めるためのピタゴラスの定理の
適用は、次の数学的な関係: を導く。その際、 は、塗って表されたプラットフォームないしはアクチュエータ(図3、4)につ
いて方程式(*)における対応する量と同一の意味をもち、 ・ベクトル は、付属するi番目のアクチュエータ3’による不動のプラットフォーム1’に
付設されたジョイント4’の直線的な移動の空間固定な方向ベクトルを記述し、
・アクチュエータ3’のそれぞれについてのベクトル は、基礎座標系Bにおける出発ポジションに関しての算出されるべき、空間固定
のプラットフォーム1’に付設されたジョイント点座標を示し、 アクチュエータ3’のそれぞれについてのベクトル は、基礎座標系Bにおける基準ポジションに関しての算出されるべき、空間固定
のプラットフォーム1’に付設されたジョイント点座標を記述し、 ・siは、i番目のアクチュエータに付設されたロッド8’の固定した長さを示
す。[0008] What has been described is also fully effective in a method of calibrating a linapod machine.
The application of the Pythagorean theorem to determine the fixed length of the rod 8 '(FIGS. 3 and 4) has the following mathematical relationship: Lead. that time, Has the same meaning as the corresponding quantity in equation (*) for the painted platform or actuator (FIGS. 3, 4): Describes the spatially fixed direction vector of the linear movement of the joint 4 'attached to the immobile platform 1' by the attached i-th actuator 3 ',
A vector for each of the actuators 3 ' Denote the joint point coordinates attached to the spatially fixed platform 1 'to be calculated with respect to the starting position in the basic coordinate system B, the vector for each of the actuators 3' May be calculated with respect to the reference position in basic coordinate system B, 'describes the joint point coordinates that are attached to, · s i is i th rod 8 is attached to the actuator' platform 1 space fixed Indicates a fixed length.
【0009】 図3は、リナポッド機械の図式的な図を示す。ここで不動のテーブルがプラッ
トフォーム1’として示されている。その上で基礎座標系B=(xB,yB,zB)
が定義されている(図4)。可動なプラットフォーム2’は、プラットフォーム
座標系P=(xP,yP,zP)を有する。プラットフォーム1’、2’は、アクチ
ュエータ3’を用いて不動のプラットフォーム1’に付設されたジョイント4’
が直線状に移動させられることによって、六つのアクチュエータ3’を用いて六
つの自由度で互いに対して可動である。一定の長さのロッド8’は、これらのジ
ョイント4’において且つ可動なプラットフォーム2’に配置された別のジョイ
ントによって支持されている。プラットフォーム2’の厳密な制御のために、ヘ
キサポッドの場合のように、両方のプラットフォーム1’、2’におけるカルダ
ンジョイントないし球継ぎ手4’、5’の中心点6’、7’の位置、及び数イン
デックスj=0をもつ選択可能な基準ポジションについてのアクチュエータ3’
によるジョイント4’の移動の長さli0すべて(ここではそれぞれのアクチュエ
ータ3’の長さに直接対応する)、及びアクチュエータ3’に付設されたロッド
8’の固定した長さが、可能な限り厳密に知られていなければならない。つまり
、このケースでは、次の60個のスカラー量を定めるという問題が生じる:すな
わち、 ・据え付け(位置固定)のテーブル座標系Bに関しての出発ポジション(原点ポ
ジション)における6つの基礎ジョイント中心点のそれぞれ3つの座標 、全部で18のスカラー量。 ・据え付けのテーブル座標系Bに関しての基準ポジションにおける基礎ジョイン
ト中心点のそれぞれ3つの座標 、全部で18のスカラー量。出発ポジションと基準ポジションとが、共同して一
義的にガイドの位置及びオリエンテーション(方向づけ)を決める。 ・プラットフォーム座標系Pに関しての6つのプラットフォームジョイント中心
点のそれぞれ3つの座標 、全部で18のスカラー量。 ・六つのロッドの長さsi、全部で6つのスカラー量。FIG. 3 shows a schematic diagram of a linapod machine. Here, the stationary table is shown as platform 1 '. Moreover basic coordinate system B = (x B, y B , z B)
Are defined (FIG. 4). Movable platform 2 'is the platform coordinate system P = (x P, y P , z P) having a. The platforms 1 ', 2' are connected by means of a joint 4 'attached to the stationary platform 1' using an actuator 3 '.
Are moved linearly with respect to each other with six degrees of freedom using six actuators 3 ′. A rod 8 'of fixed length is supported at these joints 4' and by another joint located on the movable platform 2 '. Due to the tight control of the platform 2 ', as in the case of the hexapod, the position of the center points 6', 7 'of the cardan joints or ball joints 4', 5 'on both platforms 1', 2 ', and Actuator 3 'for selectable reference position with number index j = 0
The total length l i0 of the movement of the joint 4 ′ (corresponding directly to the length of the respective actuator 3 ′) and the fixed length of the rod 8 ′ attached to the actuator 3 ′ Must be strictly known. That is, in this case, the problem arises of defining the following 60 scalar quantities: each of the six basic joint center points at the starting position (origin position) with respect to the stationary (fixed) table coordinate system B; Three coordinates , A total of 18 scalar quantities. Three respective coordinates of the base joint center point at the reference position with respect to the stationary table coordinate system B , A total of 18 scalar quantities. The starting position and the reference position jointly uniquely determine the position and orientation of the guide.・ Three coordinates of each of the six platform joint center points with respect to the platform coordinate system P , A total of 18 scalar quantities. Six rod lengths s i , a total of six scalar quantities.
【0010】 したがって、10回の独立な試行(ポジショニング)によって、60の未知数
のための必要とされる60の独立な非線形方程式がたてられ得る。これらの60
の方程式は、それぞれ10の未知数をもつ6つの線形独立な方程式系にグループ
分けされ得る。それぞれのアクチュエータiについて、10個の を決めるために10個の非線形な方程式をもつ一つの方程式系がある: [0010] Thus, with 10 independent trials (positioning), the required 60 independent nonlinear equations for the 60 unknowns can be established. These 60
Can be grouped into a system of six linearly independent equations, each with 10 unknowns. For each actuator i, 10 There is a system of equations with ten nonlinear equations to determine:
【0011】 目下のところ、リナポッドの較正のための特別な方法は知られていない。なぜ
ならば、この機械は、なおプロトタイプ段階にあるからである。ヘキサポッドに
ついての上述の措置方法で、原理的にリナポッドについての較正過程も実行され
得るだろう。ヘキサポッドの場合には、不可避の組み立て誤差がジョイント点の
ずれを直接決定する。それに対して、リナポッドの場合には、テーブルの(動か
される)ジョイント点の移動が間接的にガイドのオリエンテーション誤差及び位
置誤差によって決められる。[0011] At present, no particular method is known for calibrating the linapod. Because the machine is still in the prototype stage. With the method described above for hexapods, a calibration process for linapods could in principle also be performed. In the case of a hexapod, unavoidable assembly errors directly determine the displacement of the joint points. In contrast, in the case of a linapod, the movement of the (moved) joint point of the table is indirectly determined by the orientation error and the position error of the guide.
【0012】 記載された測定方法の難点は、プラットフォームのポジション及びオリエンテ
ーションの厳密な決定及びたいへん大きな手間にある。特に可動なプラットフォ
ームのオリエンテーションの測定が測定技術的に難しい。The difficulty with the described measurement method lies in the exact determination and very great effort of the position and orientation of the platform. In particular, the measurement of the orientation of a movable platform is technically difficult.
【0013】 本発明は、パラレルマニピュレーター(マスター/スレーブ操作装置、Parall
elmanipulator)が精密に且つ自動化可能にわずかな手間で較正され得るように
、はじめに述べた種類の方法を構成することを課題とする。The present invention relates to a parallel manipulator (master / slave operating device, Parallel
It is an object of the invention to configure a method of the kind mentioned at the outset so that the elmanipulator can be calibrated precisely and automatably with little effort.
【0014】 この課題は、はじめに述べた種類の方法の場合に、本発明により、請求項1の
特徴とする構成によって解決される。This object is achieved, according to the invention, in the case of a method of the type mentioned at the beginning, by an arrangement according to the features of claim 1.
【0015】 当該方法の基本理念は、ポジショニング試行の際に、可動なプラットフォーム
の位置及びオリエンテーション(方向づけ)を完全に特徴づけるパラメータすべ
ての測定のかわりに、測定技術的にわずかな手間だけで算出され得る且つその際
較正プロセスの自動化を許容するパラメータが測定されることにある。それぞれ
の試行の際に上述の方法の場合よりもわずかな情報が算定されるという理由で、
確かに、試験の数が増加させられねばならないという結果になる。多くの測定点
を分析しなければならないという不都合は、この方法の場合にはより好適な自動
化可能性により正当化される。[0015] The basic idea of the method is that during the positioning trial, instead of measuring all the parameters that completely characterize the position and orientation of the mobile platform, it is calculated with little technical effort. The parameters that are to be obtained and that allow the automation of the calibration process are to be measured. Because each trial computes less information than the method described above,
Indeed, the result is that the number of tests has to be increased. The disadvantage of having to analyze many measuring points is justified by the better automation possibilities in this method.
【0016】 請求項2において述べられるように距離長だけを測定することは、測定技術上
はるかに簡単且つ厳密である。従って、下記の試みは、それぞれのポジショニン
グ試行の際に可動なプラットフォーム2(例えば工具受容部)の中心点と不動の
プラットフォーム1(図1)の中心点との間の距離だけが測定されることに由来
する。この距離は、図2に示すベクトル の長さに相当する。他方また、当該測定方法は、アクチュエータ長と空間におけ
るプラットフォームの位置との間の関係を記述する方程式系(*)に由来する。
距離ベクトル 及びRjのためのローテーション角度を測定するかわりに、これらの6つのスカ
ラー値(3つの座標及び3つの角度)がポジショニング試行ごとの6つの追加の
未知数とみなされる。従って、一つの試行の際に、方程式(*)から42+6=
48個の未知数をもつ6つのスカラー方程式が与えられる。Measuring only the distance length as stated in claim 2 is much simpler and more precise in terms of measurement technology. Thus, the following attempt is made such that only the distance between the center point of the movable platform 2 (eg the tool receiver) and the center point of the stationary platform 1 (FIG. 1) is measured during each positioning attempt. Derived from This distance is the vector shown in FIG. Is equivalent to the length of On the other hand, the measuring method also derives from a system of equations (*) describing the relationship between the actuator length and the position of the platform in space.
Distance vector Instead of measuring the rotation angles for R j and R j , these six scalar values (three coordinates and three angles) are considered as six additional unknowns per positioning trial. Thus, in one trial, from equation (*), 42 + 6 =
Six scalar equations with 48 unknowns are given.
【0017】 作業空間におけるそれぞれのポジショニング試行の場合に、基礎座標系からプ
ラットフォーム座標系へのベクトルの長さdjが決められる。当該ベクトルの長
さは、機械テーブル上の参照点とプラットフォーム(例えば工具受容部)上の参
照点との距離を与え、長さ測定によって算定され得る。それによって、ポジショ
ニング試行jごとに追加の方程式: が与えられる。したがって、一回のポジショニング試行の実行が、(6つのアク
チュエータ長さ変化Δlijに基づいて)(*)から6つの方程式を、及び測定 から方程式(**)を生み出す。当該第一の試行が、全部で、48の未知数( 及び についてのそれぞれ3つの座標かける6つのアクチュエータ、出発位置における
6つのアクチュエータ長li0、3つの座標 、及びRjにおける三つの角度)をもつ7つの方程式を産出する。それぞれの別
の試行が別の7つの方程式を産出する。ただし 及びRjについての6つの別の未知数だけである。なぜならば、他の値は、試行
に依存せずに一定である。したがって、42回のポジション測定の実行で、29
4個の方程式と294の未知数とをもつ一つの方程式系が与えられる。それがジ
ョイント座標の決定のために解かれ得る。For each positioning trial in the workspace, the length d j of the vector from the base coordinate system to the platform coordinate system is determined. The length of the vector gives the distance between the reference point on the machine table and the reference point on the platform (eg, tool receiver) and can be calculated by length measurement. Thereby, an additional equation per positioning trial j: Is given. Thus, the performance of one positioning trial is based on (*) six equations and measuring (based on six actuator length changes Δl ij ) From equation (**). The first trial consists of a total of 48 unknowns ( as well as 3 coordinates multiplied by 6 actuators for each, 6 actuator lengths l i0 at the starting position, 3 coordinates , And three angles in R j ). Each different trial yields another seven equations. However And only six other unknowns for R j . The other values are constant regardless of the trial. Therefore, by performing the position measurement 42 times, 29
A system of equations with four equations and 294 unknowns is provided. It can be solved for the determination of joint coordinates.
【0018】 リナポッド機械の較正のために適用された上述の措置方法は、ほとんど差異を
示さない。このケースでも、距離ベクトル およびRjの算出のためのローテーション角度を測定するかわりに、これらの6
つのスカラー値(3つの座標および3つの角度)がポジショニング試行ごとの6
つの付加的な未知数とみなされる。したがって、一つの試行の際に、方程式(*
’)から60+6=66の未知数をもつ6つのスカラー方程式が与えられる。作
業空間におけるそれぞれのポジショニング試行の際に、基礎座標系からプラット
フォーム座標系へのベクトルの長さdjが決められる。それによって、ポジショ
ニング試行jごとに追加の方程式(**)が与えられる。全部で、第一の試行が
66の未知数( および ならびに についてのそれぞれ3つの座標かける6つのアクチュエータ、6つのロッド長s
i、3つの座標 およびRjにおける3つの角度)をもつ7つの方程式を産み出す。それぞれの別
の試行が別の7つの方程式を産み出す。しかしそれらは6つの別の未知数をもつ
だけである。したがって、60回のポジション測定の実行で、ジョイント座標の
決定のために解かれ得る420の方程式と420の未知数をもつ一つの方程式系
が与えられる。The above-described measures applied for calibrating a linapod machine have little difference.
Not shown. In this case, the distance vectorAnd RjInstead of measuring the rotation angle for the calculation of
One scalar value (3 coordinates and 3 angles) is 6 per positioning trial
Are considered as two additional unknowns. Therefore, in one trial, the equation (*
') Gives six scalar equations with 60 + 6 = 66 unknowns. Work
At the time of each positioning trial in the work space, the platform
Vector length d in form coordinate systemjIs determined. As a result,
An additional equation (**) is provided for each training trial j. In all, the first trial is
66 unknowns (and And3 coordinates multiplied by 6 actuators each, 6 rod lengths s
i, Three coordinatesAnd RjYields seven equations with three angles). Each different
Trial yields another seven equations. But they have six other unknowns
Only. Therefore, by performing the position measurement 60 times, the joint coordinate
A system of equations with 420 equations and 420 unknowns that can be solved for the decision
Is given.
【0019】 上述の方程式系は、二次同次方程式(quadratische homogene Gleichungssyste
me)である。そのような方程式系は、反復法で解かれ得る。可能な解法は、誤差
の平方和(Quadratsumme)を最小化する最適化法(Optimierungsverfahren)である
。このために、特別な最小二乗法がある。しかし、一般的な最適化法も選択され
得る。このために、ニュートン・ガウス法が有望な手がかりである。The system of equations described above is a quadratic homogeneity equation (Gleichungssyste
me). Such a system of equations can be solved iteratively. A possible solution is an optimization method (Optimierungsverfahren) that minimizes the quadratsum of the error. There is a special least squares method for this. However, general optimization methods can also be selected. For this, the Newton-Gauss method is a promising clue.
【0020】 本発明に係る較正法を引き続いて図5および図6をもとにして詳細に説明する
。図面において、 図5は、距離測定の実行のためのリニアスケールを示し、 図6は、位置固定のプラットフォームおよび可動なプラットフォームに割り当て
られた点の間の距離の決定のための測定構造を図式的に示す。Next, the calibration method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. In the drawings, FIG. 5 shows a linear scale for performing a distance measurement, and FIG. 6 schematically shows a measurement structure for the determination of the distance between a point assigned to a stationary platform and a movable platform. Shown in
【0021】 特別に構成されたリニアスケールは、ツールセンターポイントのポジションの
決定のための有望な手がかりのようである。そのようなリニアスケールは、二段
式のあるいは多段式の入れ子式脚(Teleskopbein)9からなる。当該入れ子式脚の
端部には、精密球(Praezisionskugeln)10、11が取り付けられている。当該
測定システムの長さdは、所定の範囲で変化させられ得る。長さ決定のために、
入れ子式脚9にレーザ干渉計12が組み込まれている。図6からわかるように、
位置固定のプラットフォーム1、ヘキサポッドの機械テーブル、および可動なプ
ラットフォーム2がそれぞれ平坦なプレート13、14を備える。それらのプレ
ートはそれぞれ精密球10、11のための球受容部をもっている。リニアスケー
ル9のプレート13、14の受容部がこのような参照点としてプラットフォーム
座標系ないしは基礎座標系のそれぞれの原点に位置するならば、測定された長さ
が距離ベクトル の大きさに相当する。そのつど一つの距離測定が必要であるだけなので、リニア
スケール9が試験ごとに記録に残るとよい。それによって、異なる空間ポジショ
ンが自動化されてめざされ、且つそれぞれの空間ポジションについての距離の測
定が自動式に実行され得る。A specially constructed linear scale appears to be a promising clue for the determination of the position of the tool center point. Such a linear scale consists of a two-stage or multi-stage telescoping bein 9. At the ends of the telescopic legs, precision balls (Praezisionskugeln) 10, 11 are attached. The length d of the measuring system can be varied within a predetermined range. To determine the length,
A laser interferometer 12 is incorporated in the telescopic leg 9. As can be seen from FIG.
The stationary platform 1, the hexapod machine table and the movable platform 2 comprise flat plates 13, 14, respectively. Each of these plates has a sphere receptacle for precision spheres 10,11. If the receiving parts of the plates 13, 14 of the linear scale 9 are located as such reference points at the respective origins of the platform coordinate system or of the base coordinate system, the measured length is the distance vector Is equivalent to the size of Since only one distance measurement is required each time, the linear scale 9 should be recorded in each test. Thereby, different spatial positions are aimed at in an automated manner, and the measurement of the distance for each spatial position can be performed automatically.
【0022】 ヘキサポッド較正方法の場合に上述の42の未知数を、あるいはリナポッド較
正方法の場合に対応して60の未知数を算定するために、さらに別の措置方法が
適用できる。その際、測定の手間(自動化可能性、必要とされる測定手段の数お
よびコスト)と方程式系を解く手間との間で妥協がされる。Further measures can be applied to calculate the above-mentioned 42 unknowns in the case of the hexapod calibration method or 60 unknowns in the case of the linapod calibration method. A compromise is then made between the labor of the measurement (automatability, the number and cost of the required measuring means) and the labor of solving the system of equations.
【0023】 一方では、付加的にアクチュエータ長変化Δlijが、たとえば当該機械に存在
するリニアスケールによって、測定されてもよい。上述の方法の場合には、値Δ
lijが制御の目標量に相当することが出発点とされる。アクチュエータの目標長
さと実際長さとの間の不変のずれが無視され得ないならば、上述の測定が測定方
法の精度を高める。On the other hand, the actuator length change Δl ij may additionally be measured, for example, by means of a linear scale present in the machine. In the case of the method described above, the value Δ
The starting point is that l ij corresponds to the target amount of control. If the constant deviation between the target length and the actual length of the actuator cannot be neglected, the measurement described above increases the accuracy of the measuring method.
【0024】 さらに、方程式(**)のかわりにあるいはそれを補足して以下のような一つ
または複数の方程式がたてられ得る:すなわち、それは、 ・少なくとも一つの空間座標で可動なプラットフォーム2ないし2’の少なくと
も一つの任意のしかし較正プロセスの間固定して保持される点のポジションを記
述し、 ・および/あるいは、少なくとも一つのプラットフォーム1、2に対しての少な
くとも一つのアクチュエータ3の角度変化を、あるいは対応して少なくとも一つ
のプラットフォーム1’、2’に対しての少なくとも一つのロッド8’の角度変
化を、および/あるいはジョイント4、5ないし4’、5’のうちの少なくとも
一つのジョイントの回転角度を記述する、 また、相応の量がポジショニング試行の際に測定される。そのような措置方法で
算定された付加的な情報が、ポジショニング試行の数を減少させることおよび対
応する方程式系を解くのを容易にすることを可能にする。In addition, one or more equations may be constructed instead of or in addition to equation (**), such as: a platform 2 movable in at least one spatial coordinate Describes the position of at least one of the optional but point fixedly held during the calibration process, and / or the angle of at least one actuator 3 with respect to at least one platform 1,2 Change, or correspondingly, the angular change of at least one rod 8 'with respect to at least one platform 1', 2 'and / or at least one of the joints 4, 5 to 4', 5 ' It describes the angle of rotation of the joint and a corresponding amount is measured during the positioning trial. The additional information calculated in such a manner makes it possible to reduce the number of positioning trials and to make it easier to solve the corresponding system of equations.
【0025】 各量が座標測定機械上でのヘキサポッド機械あるいはリナポッド機械の組み立
ての前に算定されてもよい。たとえば、そのようにプラットフォームジョイント
の座標 および/あるいはアクチュエータ長li0が測定され得る。このことは、さらに未
知数の数を減少させ、それによって必要不可欠なポジショニング試行の数を減少
させる。Each quantity may be calculated before the assembly of the hexapod machine or linapod machine on the coordinate measuring machine. For example, the coordinates of the platform joint And / or the actuator length l i0 can be measured. This further reduces the number of unknowns, thereby reducing the number of essential positioning trials.
【0026】 このようにして、本発明は、較正プロセスの手間を減らすこと及びそれを自動
化することを可能にする。In this way, the invention makes it possible to reduce the labor of the calibration process and to automate it.
【図1】 周知のヘキサポッド機械の図式的な図。FIG. 1 is a schematic diagram of a known hexapod machine.
【図2】 採用された座標系及びベクトルのそれに対応するオリエンテーションを示す。FIG. 2 shows the adopted coordinate system and the corresponding orientation of the vector.
【図3】 周知のリナポッド機械の図式的な図。FIG. 3 is a schematic diagram of a known linapod machine.
【図4】 採用された座標系及びベクトルのそれに対応するオリエンテーションを示す。FIG. 4 shows the adopted coordinate system and the corresponding orientation of the vector.
【図5】 距離測定の実行のためのリニアスケールを示す。FIG. 5 shows a linear scale for performing a distance measurement.
【図6】 位置固定のプラットフォームおよび可動なプラットフォームに割り当てられた
点の間の距離の決定のための測定構造を図式的に示す。FIG. 6 schematically shows a measurement structure for the determination of the distance between the points assigned to the stationary and mobile platforms.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年4月18日(2000.4.18)[Submission date] April 18, 2000 (2000.4.18)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイラーン アンドレアス ドイツ連邦共和国 デー・52072 アーヘ ン リュッチャー シュトラーセ 116 (72)発明者 ダマー ミヒャエル ドイツ連邦共和国 デー・52074 アーヘ ン クローネンベルク 19 Fターム(参考) 3C007 AS12 BS24 LT17 LV19 MT04──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mailan Andreas, Germany Day 52072 Aachen Lütcherstrasse 116 (72) Inventor Damar Michael, Germany Day 52074 Aachen Kronenberg 19F term (reference) 3C007 AS12 BS24 LT17 LV19 MT04
Claims (5)
クチュエータ3)あるいは対応して不変長のロッド(8’)が一方の端部でジョ
イント(5;5’)によってつながれており、それらがプラットフォーム(2;
2’)を空間内で、機械固定の動かないプラットフォーム(1;1’)に関して
、計算機制御されたアクチュエータ(3;3’)を用いてポジショニングし、他
方の端部でアクチュエータ(3)が、動かないプラットフォーム(1)に付設さ
れたジョイント(4)でそれぞれ支持され、あるいは対応してロッド(8’)が
、プラットフォーム(1’)に付設されていてアクチュエータ(3’)で移動さ
せられるジョイント(4’)にて支持される、パラレルマニピュレータ、特にヘ
キサポッドあるいはリナポッド、の較正のための方法にして、主として、組み立
て誤差および/あるいは製造誤差を含んでいるジョイント中心の実際の座標がプ
ラットフォーム(2;2’)のデカルト座標系の実際ポジションおよびオリエン
テーションを特徴づける量から算出されることを本質とする方法において、それ
が以下の方法ステップ:すなわち、 a)数インデックスiによって特徴づけられるアクチュエータ(3;3’)の操
作により、数インデックスjによって特徴づけられるさまざまなポジションへ可
動なプラットフォーム(2;2’)を移すステップ、ここで、jは測定されるべ
きパラメータの数および種類によって決められている、 b)動かないプラットフォーム(1;1’)に対して相対的な可動なプラットフ
ォーム(2;2’)の位置およびオリエンテーションを部分的に特徴づけるパラ
メータを測定するステップおよび/あるいは c)動かないプラットフォーム(1;1’)に対して相対的な可動なプラットフ
ォーム(2;2’)の位置およびオリエンテーションを間接的に特徴づけるパラ
メータを測定するステップ、 d)測定されるべきパラメータの数および種類にしたがって形成された方程式系
から実際のジョイント点座標(ジョイント(4、5;4’、5’)の中心の座標
)を算出するステップ をもつことを特徴とする方法。1. A variable length rod (actuator 3) or correspondingly constant length rod (8 ') is connected to a movable platform (2; 2') by a joint (5; 5 ') at one end. And they are platform (2;
2 ′) is positioned in space with respect to a machine-fixed immobile platform (1; 1 ′) using a computer-controlled actuator (3; 3 ′), and at the other end the actuator (3) is Joints respectively supported by a joint (4) attached to a stationary platform (1) or correspondingly a rod (8 ') attached to the platform (1') and moved by an actuator (3 '). The method for the calibration of parallel manipulators, in particular hexapods or linapods, supported by (4 '), is mainly based on the fact that the actual coordinates of the joint center, including assembly and / or manufacturing errors, are based on the platform ( 2; 2 ') from the quantities characterizing the actual position and orientation of the Cartesian coordinate system In a method essentially consisting of being issued, it comprises the following method steps: a) by actuation of an actuator (3; 3 ') characterized by a number index i, to a different position characterized by a number index j Transferring the mobile platform (2; 2 '), where j is determined by the number and type of parameters to be measured, b) relative to the immobile platform (1; 1') Measuring parameters that partially characterize the position and orientation of the mobile platform (2; 2 ') and / or c) the mobile platform (2; relative to the stationary platform (1; 1'). 2 ') The parameters that indirectly characterize the position and orientation D) calculating the actual joint point coordinates (coordinates of the center of the joint (4,5; 4 ', 5') from a system of equations formed according to the number and type of parameters to be measured A method comprising the step of:
ーム(1、2;1’、2’)に付設された点の間の距離が決められる、このとき
これらの点は当該較正プロセスの間対応するプラットフォームに関して位置固定
に保持されることを特徴とする、請求項1に記載の較正方法。2. In the measurement, the distance between the points assigned to the respective movable or space-fixed platforms (1, 2; 1 ', 2') is determined, these points being the corresponding calibration points. The calibration method according to claim 1, characterized in that the calibration method is held stationary with respect to the corresponding platform during the process.
、しかしながら当該較正プロセスのあいだ固定して保持される少なくとも一つの
点のポジション誤差が少なくとも一つの空間座標にて決められることを特徴とす
る、請求項1または請求項2に記載の較正方法。3. In the measurement, the position error of at least one point of the movable platform (2; 2 ′), which is, however, fixedly maintained during the calibration process, is at least in one spatial coordinate. The calibration method according to claim 1, wherein the calibration method is determined.
に対しての少なくとも一つのアクチュエータ(3)の角度変化、あるいは対応し
て、少なくとも一つのプラットフォーム(1’、2’)に対しての少なくとも一
つのロッド(8’)の角度変化が測定され、且つ/あるいはジョイント(4、5
;4’、5’)のうちの少なくとも一つのジョイントの回転角度が測定されるこ
とを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の較正方法。4. At least one platform (1, 2) during the measurement
The angle change of at least one actuator (3) with respect to or at least one rod (8 ') with respect to at least one platform (1', 2 ') is measured, And / or joints (4, 5
4 ', 5'), wherein the rotation angle of at least one of the joints is measured.
イント(4、5;4’、5’)の座標が部分的に直接測定されることを特徴とす
る、請求項1〜4のいずれか一項に記載の較正方法。5. The coordinate of a joint (4, 5; 4 ′, 5 ′) attached to a platform (1, 2; 1 ′, 2 ′) is directly measured in part. Item 5. The calibration method according to any one of Items 1 to 4.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| DE1998118635 DE19818635C2 (en) | 1998-04-25 | 1998-04-25 | Procedure for calibrating a parallel manipulator |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=7865844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000545679A Pending JP2002512898A (en) | 1998-04-25 | 1999-04-07 | Method for calibration of parallel manipulators |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1075361A1 (en) |
| JP (1) | JP2002512898A (en) |
| DE (1) | DE19818635C2 (en) |
| WO (1) | WO1999055497A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019500581A (en) * | 2015-10-15 | 2019-01-10 | マイクロ−コントロール − スペクトラ−フィジクス エスアエス | Method and system for compensating hexapod accuracy errors |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10016785A1 (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-18 | Zentrum Fertigungstechnik Stut | Method for calibrating device carrying base plate with six degrees of freedom uses laser tracker to determine position of selected reference points |
| EP1272315A1 (en) | 2000-04-11 | 2003-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for weight compensation in a mechanism with closed kinematic chains |
| KR100381510B1 (en) * | 2001-05-03 | 2003-04-23 | 광주과학기술원 | A calibration method and device for parallel mechanism robot manipulators |
| DE10124833A1 (en) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Univ Dresden Tech | System for machining wood shapes has the workpiece held on a parallel kinematic support frame and moved onto a fixed position milling tool |
| EP1308239A3 (en) * | 2001-10-31 | 2005-08-10 | GROB-Werke Burkhart Grob e.K. | Machine tool and method for adjusting the position of the spindle of the machine |
| DE10209141A1 (en) | 2002-03-01 | 2003-09-18 | Siemens Ag | Method for calibration of parallel geometry kinematic drive systems used in machine tools and hand operated machinery, using iterative algorithm and determining position of machine component relative to reference coordinate system |
| EP1493538B1 (en) | 2003-06-27 | 2009-07-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of determining present state values of a number of adjustment elements |
| DE10338302B4 (en) * | 2003-06-27 | 2005-11-17 | Siemens Ag | Adjusting unit actual state determining method for use in e.g. machine tool, involves detecting changes in state by sensors, and determining actual states of adjusting units based on detected changes |
| DE10339194B4 (en) * | 2003-08-22 | 2006-06-29 | Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Method for determining systematic geometric deviations in technical multi-body systems |
| DE102004026707A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Technische Universität Kaiserslautern | Hybrid robot controlling method, involves determining obligating conditions for motion possibilities of link coordinating system for each link, and assigning value relative to another coordinating system to former system |
| US7331842B2 (en) | 2004-08-19 | 2008-02-19 | Flow International Corporation | Contour follower for tool |
| DE102009057585B4 (en) * | 2009-12-09 | 2013-11-28 | Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg | Method for calibrating a robot |
| GB2565769A (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-27 | Bae Systems Plc | Actuating system |
| DE102020215257A1 (en) | 2020-12-03 | 2022-06-09 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Method and device for calibrating a coordinate measuring device |
| CN112936341B (en) * | 2021-02-01 | 2022-05-20 | 威海威高骨科手术机器人有限公司 | Reset platform assembly process and calibration method |
| CN113319827A (en) * | 2021-07-07 | 2021-08-31 | 天津大学 | Five-degree-of-freedom complete parallel machining robot |
| CN113579766B (en) * | 2021-07-23 | 2022-08-02 | 哈尔滨工程大学 | A six-degree-of-freedom serial-parallel hybrid numerical control machine tool and its post-processing method |
| CN114872037B (en) * | 2022-03-31 | 2024-04-16 | 伯朗特机器人股份有限公司 | Parallel robot calibration method based on Nelder-Mead |
| CN115179285A (en) * | 2022-07-11 | 2022-10-14 | 浙江工业大学 | Delta robot working space drawing method |
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| DE19634575B4 (en) * | 1996-08-27 | 2004-03-04 | Pritschow, Günter, Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c.mult. | Device for detecting the position of a tool and / or a workpiece holder |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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