ロボットキャリブレーション：必須コンポーネントと調整方法

ロボットにタスクを正確に実行させたいなら、キャリブレーション（較正）が必要かどうか検討しているはずだ。

ロボットをキャリブレーションする必要は本当にあるのか？

選択したタスクにどのタイプのキャリブレーションが必要か？

ロボットセットアップのどの部分をキャリブレーションすべきか？

キャリブレーションはロボティクスではあまりエキサイティングな話題ではない。しかし、ロボットをキャリブレーションするかどうかで、高精度なロボットセットアップと、ニーズを満たせないセットアップの差が生まれる。

RoboDKの最近の機能リリースでは、ロボットレールの改良キャリブレーションを追加。ツールセンターポイント（TCP）キャリブレーションのビデオチュートリアルも公開した。

これは、ロボットのどの部分をキャリブレーションすべきか見る良い機会だ！

ロボットは本当にキャリブレーションが必要か？

あなたのロボットにキャリブレーションが本当に必要か疑問に思うかもしれない。

工場出荷時にすでにキャリブレーション済みのはずではないか？

ロボティクスで理解すべき重要な区別が一つある……

ロボットは高い再現性（リピータビリティ）を持つよう設計されているが、出荷時の精度（アキュラシー）は高くない傾向がある。

精度と再現性の違いが不明なら、こう考えると分かりやすい。ロボットに空間上の全く同じ位置に6つの点を描くよう指示した場合：

• 精度（アキュラシー）は、その6点が目標位置にどれだけ近いかを示す
• 再現性（リピータビリティ）は、その6点が互いにどれだけ近いかを示す

再現性は物理的なロボットとその設計の特性だ。しかし、ロボットを精度高くするにはキャリブレーションが必要だ。

ロボットキャリブレーションの要点

ロボットキャリブレーションのプロセスは基本的に、ロボットの座標系を環境の座標系と整合させることだ。キャリブレーション済みロボットにワークスペース内の位置への移動を指示すれば、その正確な位置に移動することを確信できる。

キャリブレーションには2つの基本アプローチがある：

1. 固定点を用いた手動キャリブレーション——オフラインプログラミング用のキャリブレーションのみ必要な場合に適した大まかな方法。基本的なキャリブレーション実行方法を説明した動画を参照。
2. 3Dトラッカーを用いたキャリブレーション——3Dレーザートラッカーという追加技術が必要。前の方法と比較してロボット精度を大幅に向上できるが、レーザートラッカーの購入・レンタルコストを考慮する必要がある。

キャリブレーションプロセス中、ロボットは特定の位置と姿勢に移動する。手動キャリブレーションでは自分でロボットをそれらの位置に動かす。レーザートラッカーを使う場合、ロボットが自動で動き、トラッカーが正確な位置を検出する。

ロボットツールキャリブレーション

ロボット本体のキャリブレーションに加え、ツールのキャリブレーションも必要になるだろう。

これは、ロボットのフランジにツールを取り付けた状態でキャリブレーション手順を実行することだ。ツールはロボットの「ビジネスエンド（業務端）」であるため、特定のタスクに必要な精度であればよい。

ツールの種類とタスクによって、キャリブレーションタイプを選択する。

例えば、大まかなピックアンドプレース作業なら高精度キャリブレーションは不要だ。フィンガーグリッパー、バキュームグリッパー、その他何であれ、ツール位置が数ミリズレても問題ない。

一方、表面実装電子チップの精密な半田付けタスクなら、可能な限り正確なキャリブレーションが必要だ。この場合、より精度の高いキャリブレーション方法を選ぶべきだ。

キャリブレーションが必要なロボットセットアップのその他の部分

ツールとロボット本体がキャリブレーションを必要とする主な部分だが、特定のセットアップによっては他の部分もキャリブレーションが必要になる。

これらには：

• センサー——温度センサー、力センサー、光センサーなど、さまざまなタイプのセンサーは使用前にキャリブレーションが必要。それぞれ独自のキャリブレーション方法がある。材料変化や環境変化により、定期的な再キャリブレーションが必要なものもある。
• カメラ——ビジョンセンサーには、歪みキャリブレーション、色キャリブレーション、光キャリブレーションなど、いくつかの異なるキャリブレーション手順がある。多くの場合、ロボット起動時や環境変化時に毎回実行する必要がある。
• 外部軸——ワークピースポジショナー、レールなどの追加軸は、ロボットと同じようにキャリブレーションが必要。RoboDKでは、同じロボットキャリブレーションツールでこれらをキャリブレーションできる。

たくさんの異なるキャリブレーションがあるように見えるが、すべてのロボットアプリケーションでこれらすべてのパーツを使うことは稀だ。

ロボットを迅速かつ簡単にキャリブレーションする方法

ロボットキャリブレーションは複雑である必要はない。適切なツールがあれば、ロボットとすべてのアクセサリーを迅速かつ簡単にキャリブレーションできる。

ロボットとツールのキャリブレーションには、RoboDK内のキャリブレーション機能を使用できる。約20分で完了し、簡単なプロセスだ。

TwinTrackのようなプログラミングツールを使えば、ツール自体がレーザートラッカーを使用するためキャリブレーションはさらに簡単だ。同じハードウェアでキャリブレーションとプログラミングの両方ができる！

キャリブレーションはロボティクス開始時には面倒に思えるかもしれない。しかし、選択したアプリケーションで最高の精度を得るために、最初に少し時間と労力をかける価値はある。

ロボットキャリブレーションでまだ分かりにくい点はありますか？コメント欄で教えてください。またはLinkedIn、Twitter、Facebook、Instagram、RoboDKフォーラムで議論に参加してください。