Robot ballbar testing
볼바테스트는종종 CNC(Computerized Numerical Control) 기계의성능을테스트하는데사용됩니다. 이테스트는로봇의성능과성능저하를검사하기위해수행할수도있습니다. 측정시스템은지름 0.5 inch 두개의원구가필요합니다. 이테스트는순환경로의오류, 반복성및백래시를보여줍니다.
성능목적을위한가장일반적인볼바장치는 Renishaw QC20-W입니다. 이볼바는배터리 CR2(3V)와무선으로작동하며 Bluetooth 연결컴퓨터가필요합니다.
다음이미지는중형로봇을사용하여수행한볼바테스트를보여줍니다.
RoboDK 소프트웨어는볼바테스트를성공적으로수행하기위해각단계를안내합니다. RoboDK는 3D 시뮬레이션환경에서로봇프로그램을준비하고볼바측정을기록하며로봇에대한성능보고서를생성할수있습니다.
볼바테스트(로봇프로그램생성, 데이터수집완료및 PDF 보고서생성)를올바르게수행하려면다음과같은특성을가진컴퓨터가필요합니다.
1.블루투스노트북. 블루투스연결은“Microsoft Bluetooth 스택”(기본값)으로관리해야합니다. 노트북에포함된 Bluetooth 장치는종종매우제한적입니다. 제조업체의드라이버와함께외부블루투스모듈을설치하는것이좋습니다.
2.컴퓨터의 USB 포트를잠금해제하고암호화하지않아야합니다.이를통해프로그램을아무런문제없이로봇으로전송할수있습니다. 또는 FTP 연결을설정할수있습니다.
3.Renishaw QC20-W볼바키트.
4.RoboDK 소프트웨어가설치되어있어야하며적절한라이선스가필요합니다. 네트워크라이선스의경우라이선스를확인하려면인터넷연결이필요합니다. 볼바테스트를위해 RoboDK를설치하거나업데이트하려면다음단계를수행하십시오.
a.다운로드섹션에서 RoboDK를다운로드하십시오.
https://robodk.com/download
b.볼바폴더의압축을풀고C:/RoboDK/api/ballbar/폴더에복사한후볼바드라이버를설정하십시오.
https://robodk.com/downloads/other/ballbar.zip
볼바테스트를완료하려면로봇프로그램을준비해야합니다. 로봇프로그램은중심점을중심으로한원형경로입니다. 이섹션에서는프로그램을준비하는방법에관해설명합니다. 계속하기전에다음소개비디오를시청하는것이좋습니다. https://robodk.com/ballbar-test
로봇셀에서필요한것 :
1.피벗지지대(원의중심)를설정할때로봇의조인트.
2.공구 TCP의 [X, Y, Z] 값(로봇플랜지에대한공구위치). 로봇의유효성검사와함께유효성검사도구를만들려면이값이매우중요합니다. 그렇지않으면 TCP의정확성이필요하지않거나볼바테스트를통해검증되지않으므로이정보는중요하지않습니다(추정이충분합니다).
오프라인에서테스트를준비하려면다음단계를수행하십시오.
1.로봇을선택하십시오.
a.파일➔온라인라이브러리열기를선택하십시오. 로봇목록이있는창이나타날것입니다.
b.(선택사항) 필터를사용하여로봇선택을세분화하십시오.
c.로봇을찾아다운로드를선택하십시오.
또는파일➔열기…를선택하고컴퓨터에서로봇파일을선택하십시오. 이파일은https://robodk.com/library웹사이트에서다운로드하거나로봇보정프로젝트후에얻을수있습니다.
2.스테이션에볼바테스트모듈을추가하십시오.
a.유틸리티➔볼바정확도테스트를선택하십시오.
b.다음창이나타나고대상Ballbar Center가자동으로생성됩니다. 로봇에 TCP가없으면 TCP Tool 1도자동으로생성됩니다.
3.볼바테스트중심의로봇조인트를삽입하십시오(타겟Ballbar center).
a.타겟Ballbar Center옆에있는설정을선택하십시오.
b.로봇조인트를입력하십시오(조인트축 1-6).
c.확인을선택하십시오.
4.TCP 좌표를입력하십시오.
a.선택한도구옆의설정을선택하십시오(이예에서는Tool 1).
b.TCP의 X, Y, Z 좌표를입력하십시오(로봇엔드이펙터에상대적).
c.확인을선택하십시오.
5.프로그램을생성하십시오.
a.볼바프로그램만들기를선택하면프로그램이생성됩니다. 실제로두개의프로그램이나타납니다.
i.BallbarSetup: 이프로그램은중앙툴컵피벗포인트(원의중심)를사전에배치된위치와같은위치에배치하는데사용됩니다.
ii.BallbarTest: 이프로그램은볼바로데이터를수집하기위해피벗포인트(원중심) 주위에원을만드는데사용됩니다.
b.새로생성된프로그램을두번클릭하십시오. RoboDK는프로그램을실행하는로봇을시뮬레이션합니다.
기본설정으로볼바테스트를실행할수없는경우테스트매개변수를변경할수있습니다. 이설정을변경하는방법에대해서는다음섹션을참조하십시오.
6.로봇프로그램이원하는대로설정되면로봇의프로그램파일을생성할수있습니다.
a.BallbarTest프로그램을마우스오른쪽버튼으로클릭하십시오.
b.로봇프로그램생성을선택하십시오.
c.BallbarSetup 프로그램에대해반복하십시오(F6를눌러모든프로그램을데스크탑에서자동으로생성할수있습니다).
d.그런다음프로그램을 USB 디스크에저장하여로봇으로전송할수있습니다. FTP 연결은대부분의로봇에서도사용할수있습니다.
7.마지막으로파일➔스테이션저장을선택하여 RoboDK 스테이션을단일파일로저장합니다. 파일(rdk 형식)을더블클릭하여 RoboDK에서프로젝트를재개할수있습니다.
볼바테스트매개변수메뉴에서다음화면을볼수있습니다. 스테이션에서볼바정확도검증항목을두번클릭하여액세스할수있습니다(이전단계참조).
볼바테스트는기본적으로실행가능하지않을수있습니다. 테스트의가능성은이러한모든매개변수와센터툴컵의로봇조인트및 TCP 위치에따라다릅니다.
처음에테스트를실행할수없는경우 "미리보기테스트"를선택하면불완전한시퀀스가표시될수있습니다. 이경우프로그램이실행가능하도록“각도회전(도)”을줄일수있습니다. 그렇지않으면원의반경을줄일수있습니다( "대상거리"). Renishaw의볼바를사용하면 +/- 1mm의오차로 100mm, 150mm 및 300mm의거리를테스트할수있습니다. "접근거리(mm)" 및일시정지( "일시정지 (초)")를기본값으로둘수있습니다. 이매개변수를사용하면테스트시작및종료를감지할수있습니다.
테스트평면은로봇기본기준좌표계(“정렬”섹션의“기준”)를기준으로합니다. 이는로봇기준좌표계의 XY 평면이원을만드는데사용됨을의미합니다. 툴기준좌표계와관련하여테스트를선택할수있습니다. 이경우툴의 XY 평면이사용됩니다(중심을가르쳤을때). 두경우모두기준좌표계의 X, Y 및/또는 Z 축에대한회전을추가할수있습니다.
유효성검사에서도구추가와같은특정매개변수를변경하면 "중요: TCP는정확해야합니다"라는메시지가나타납니다. 이는툴중심을기준으로이동이계산됨을의미합니다. 그렇지않으면 TCP 오류가발생할수있으며테스트는가능할것입니다.
"TCP 포함" 옵션을선택하면원을따라이동하면서공구방향이변경됩니다. 이옵션을사용하면로봇과툴의오차를하나의시스템으로평가할수있습니다. 그렇지않으면로봇의오류만확인합니다( "TCP 무시").
이섹션에서는볼바측정에필요한단계를설명합니다.
두가지로봇프로그램이필요합니다.
●BallbarSetup: 이프로그램을사용하면로봇조인트를기록한곳과같은위치에서볼바테스트센터(센터툴컵)를설정할수있습니다.
●BallbarTest: 이프로그램은볼바로측정을수행하기위한중앙툴컵주위의원형경로입니다.
중앙툴컵이올바른위치에있도록하려면 BallbarSetup 프로그램을실행하십시오. 로봇은선형접근방식으로중심점으로이동합니다. 그런다음자기지지대를배치하고고정하십시오.
볼바키트의마스터링매개변수를올바르게입력했는지확인하십시오(다음그림참조). 이값은테스트매개변수메뉴의 "볼바기준거리..."에삽입해야합니다. 볼바는이거리를 1 마이크로미터정확도로플러스또는마이너스 1mm로측정할수있습니다. 산업용로봇에는정확도가충분하지만경우에따라측정범위가제한될수있습니다.
"테스트시작"을선택하여테스트를시작할수있습니다(이전에 "연결볼바"를선택할필요는없음). 볼바연결상태를보여주는새로운창이나타납니다. 볼바가감지되지않았거나문제가있는경우볼바연결창을닫고볼바장치를끈다음다시켜서테스트를다시시작해야합니다. 문제가지속되면블루투스연결이올바른지확인하십시오.
볼바로블루투스연결이설정되면 RoboDK는사용자에게다음단계를따르도록안내합니다.
1.테스트를위해선택한거리로볼바를초기화하십시오.
2.로봇을시작위치로옮기십시오(계속하기전에프로그램이일시정지됩니다).
3.볼바를로봇에배치하십시오.
4.컴퓨터화면에서확인을선택하여테스트를시작하십시오. 로봇티치펜던트를계속하기로선택하기전까지는로봇이움직이지않습니다.
5.모든것이정확하면볼바전류측정을보여주는새창이나타납니다.
6.로봇프로그램을계속진행하여경로를따라이동할수있습니다.
7.로봇이움직임을마치면측정을중지하십시오(시계방향및시계반대방향).
테스트가완료되면 RoboDK는테스트결과를표시하고사용자에게보고서를 PDF 형식으로저장하도록요청합니다.
4단계는테스트의시작과끝을감지하는데중요합니다. 로봇이측정의시작과끝을(경로의시작과끝지점에서) 트리거하기위해약 1.5mm의반경방향으로이동하기때문에이러한한계가감지됩니다.
볼바테스트가완료되면다음그림과같은 PDF 보고서를확인할수있습니다.
이보고서에는초단위시간 (아래 X 축)에대한시계방향및반시계방향이동(각각파란색및빨간색선)에대한볼바판독값(mm, 왼쪽의 Y 축)이표시됩니다. 로봇조인트도표시됩니다. 로봇조인트는원각도에대해각도 (오른쪽 Y 축)로표시됩니다(360도는전체회전을의미합니다). 결함이있는모터는해당조인트움직임이방향을바꿀때상당한백래시를감지하여상당한측정변화를보여줍니다.
백래시가주어진임곗값보다큰경우이보고서는사용을제한합니다. 임곗값은메뉴도구➔옵션➔정확도탭에서정의할수있습니다.
부록– 블루투스연결 #BallbarBluetooth
이섹션에서는컴퓨터와볼바사이에블루투스연결을설정하는방법에관해설명합니다. 통신이작동하려면먼저 Windows를사용하여컴퓨터와볼바장치간의통신을설정해야합니다.
"Windows 블루투스스택"이활성화되어있어야합니다(Windows의기본블루투스관리자). 그리고다음단계에따라첫번째연결을설정하십시오.
1.Windows 시작버튼을선택하십시오.
2.제어판을선택하십시오.
3.블루투스키워드를찾으십시오.
4.블루투스장치를선택하십시오.
5.볼바장치가보이지않으면장치추가를선택하십시오.
6.장치가나타나면장치를선택하고다음을선택하십시오. 표시되는번호는장치에인쇄된볼바일련번호입니다.
7.마지막으로코드를사용하지않고페어링을선택하십시오.
이제블루투스장치가 RoboDK를통해측정할준비가되었습니다.
일부노트북(최근컴퓨터의경우에도)에통합된블루투스동글을사용하는경우블루투스연결이매우제한될수있습니다. 이런경우외부블루투스동글을구입하여연결이문제없이작동하도록하는것이좋습니다.
컴퓨터가볼바장치에서멀리떨어지면안됩니다. 연결에문제가발생하면블루투스동글용 USB 연장케이블을사용하는것이좋습니다.