Calibração de Robôs: Componentes Essenciais e Como Ajustá-los com Precisão

Se você quer que seu robô execute sua tarefa com precisão, provavelmente está considerando se precisa realizar uma calibração.

É realmente necessário calibrar seu robô?

Que tipo de calibração sua tarefa escolhida precisa?

E quais partes da configuração do robô precisam ser calibradas?

Calibração não é um tópico muito empolgante em robótica. Mas, calibrar seu robô pode fazer a diferença entre uma configuração robótica altamente precisa e uma que falha em atender às suas necessidades.

Em um lançamento recente de recurso do RoboDK, adicionamos uma calibração aprimorada para trilhos robóticos. Também lançamos um tutorial em vídeo sobre calibração do Ponto Central da Ferramenta (TCP).

Esta é uma boa oportunidade para ver quais partes de um robô precisam ser calibradas!

Robôs Realmente Precisam Ser Calibrados?

Você pode se perguntar se seu robô sequer precisa ser calibrado.

Afinal, o robô não deveria já vir calibrado da fábrica?

Há uma distinção importante a entender em robótica…

Robôs são projetados para serem altamente repetitivos, mas tendem a não ser muito precisos logo fora da caixa.

Se você não tem certeza da diferença entre precisão e repetibilidade, pode pensar neles assim. Se você instruísse o robô a desenhar 6 pontos exatamente no mesmo local no espaço:

• Precisão indica o quão perto esses 6 pontos estarão da localização desejada.
• Repetibilidade indica o quão perto os 6 pontos estarão uns dos outros.

Repetibilidade é uma propriedade do robô físico e seu design. Mas, para tornar um robô preciso, você precisa calibrá-lo.

Calibração de Robô em Resumo

O processo de calibração de robô basicamente envolve alinhar o sistema de coordenadas do robô com o sistema de coordenadas do ambiente. Quando você instrui um robô calibrado a ir a um local no espaço de trabalho, pode ter certeza de que ele irá para aquele local exato.

Existem 2 abordagens básicas para calibração:

1. Calibração do robô à mão usando um ponto fixo — Este é um tipo de calibração aproximado que é uma boa opção quando você só precisa calibrar seu robô para programação offline. Aqui está um vídeo onde descrevemos como realizar esta calibração básica.
2. Calibração do robô usando um rastreador 3D — Este tipo de calibração requer a tecnologia extra de um rastreador a laser 3D. Comparado ao método anterior, pode melhorar consideravelmente a precisão do robô, mas o custo de comprar ou alugar um rastreador a laser é algo a considerar.

Durante o processo de calibração, o robô se moverá para posições e orientações específicas. Na calibração manual, você conduz o robô para esses locais. Com um rastreador a laser, o robô se moverá sozinho e o rastreador detectará sua localização precisa.

Calibração da Ferramenta do Robô

Além de calibrar o robô em si, você provavelmente precisará calibrar a ferramenta.

Isso envolve executar o procedimento de calibração com a ferramenta anexada à extremidade da flange do robô. Como a ferramenta é a "ponta de negócios" do robô, você quer que ela seja tão precisa quanto necessário para sua tarefa específica.

Dependendo do tipo de ferramenta e da tarefa, você pode escolher um tipo de calibração em vez de outro.

Por exemplo, você não precisaria de calibração muito precisa para uma tarefa de pegar e colocar grosseira. Se a ferramenta é uma garra com dedos, uma garra a vácuo ou algo mais, não importa se a posição da ferramenta está alguns milímetros fora.

Por outro lado, uma tarefa detalhada de soldagem para chips eletrônicos de montagem superficial provavelmente exigiria calibração tão precisa quanto possível. Neste caso, você gostaria de usar o método de calibração mais preciso.

Outras Partes de uma Configuração de Robô que Precisam de Calibração

A ferramenta e o próprio robô são as partes principais da configuração do robô que requerem calibração. No entanto, outras partes de uma configuração de robô podem requerer calibração dependendo da sua configuração específica.

Estas incluem:

• Sensores — Vários tipos de sensores podem precisar ser calibrados antes de serem usados, como sensores de temperatura, sensores de força e sensores de luz. Cada um terá seu próprio método de calibração. Alguns podem precisar ser recalibrados periodicamente para contabilizar mudanças de material no sensor que acontecem ao longo do tempo ou devido a mudanças no ambiente.
• Câmeras — Sensores de visão têm alguns procedimentos de calibração diferentes que você pode realizar, incluindo calibração de distorção, calibração de cor e calibração de luz. Frequentemente, esses procedimentos precisam ser executados toda vez que o robô inicia ou há uma mudança no ambiente.
• Eixos externos — Eixos extras, como posicionadores de peça e trilhos, precisam ser calibrados da mesma forma que robôs. No RoboDK, você pode calibrá-los usando as mesmas ferramentas de calibração de robô.

Embora isso possa parecer muitas calibrações diferentes, é improvável que você use todas essas partes em todas as suas aplicações robóticas.

Como Calibrar Seu Robô Rapida e Facilmente

Calibração de robô não precisa ser complicada. Com as ferramentas certas, você pode calibrar seu robô e todos seus acessórios rápida e facilmente.

Para calibrar o robô e a ferramenta, você pode usar a funcionalidade de calibração dentro do RoboDK. Isso leva apenas cerca de 20 minutos para realizar e é um processo fácil.

Se você estiver usando uma ferramenta de programação como TwinTrack, a calibração é ainda mais fácil, pois a própria ferramenta usa um rastreador a laser. Com o mesmo hardware, você pode tanto calibrar quanto programar seu robô!

A calibração pode parecer um incômodo quando você começa com robótica. Mas, vale a pena investir um pouco de tempo e esforço antecipadamente para obter a melhor precisão para sua aplicação escolhida.

Quais aspectos de calibração de robôs ainda são confusos para você? Conte-nos nos comentários abaixo ou participe da discussão no LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou no Fórum RoboDK.