Eye in Hand 시나리오에서의 자동 캘리브레이션(4축 로봇)
이 부분에서는 4축 로봇이 EIH(eye in hand) 시나리오에서 자동 캘리브레이션을 완료하는 방법에 대해 설명합니다.
캘리브레이션 사전 준비
핸드-아이 캘리브레이션을 수행하기 전에 다음 준비를 완료해야 합니다.
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Mech-Mind Robotics 비전 시스템 구축을 완료합니다.
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캘리브레이션에 필요한 재료를 준비합니다.
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캘리브레이션 보드 포인트 클라우드 이미징을 조정합니다.
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로봇 통신 구성을 완료합니다.
비전 시스템 구축 완료
Mech-Mind Robotics 비전 시스템 구축을 완료하려면 비전 시스템 하드웨어 구축 부분 내용을 참조하십시오.
핸드-아이 캘리브레이션에는 Mech-Eye Viewer, Mech-Vision 및 Mech-Viz 소프트웨어를 사용해야 합니다. 위의 소프트웨어가 설치되고 최신 버전으로 업데이트되었는지 확인하십시오.
캘리브레이션에 필요한 재료를 준비
EIH 시나리오에서 자동 캘리브레이션을 하려면 캘리브레이션 보드를 사용해야 합니다.
다음 요구 사항에 따라 캘리브레이션 보드를 준비하십시오.
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캘리브레이션 보드에서 도트가 잘 보이고 눈에 띄는 긁힌 흔적이 없으며 캘리브레이션 보드가 뒤틀리지 않아야 합니다.
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EIH 시나리오에서 캘리브레이션 보드를 작업대의 중앙에 평평하게 놓으십시오.
또한 캘리브레이션 시작 전 로봇을 캘리브레이션 시작 위치로 이동합니다. EIH 시나리오에서의 자동 캘리브레이션인 경우 로봇의 캘리브레이션 초기 위치는 카메라의 작업 위치 입니다(카메라는 로봇에 따라 하층에서 상층으로 캘리브레이션함).
캘리브레이션 보드 포인트 클라우드 이미징을 조정하기
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Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 열고 카메라 파라미터를 조정합니다.
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2D 파라미터를 조정하여 과하게 밝거나 어둡게 하지 않고 2D 맵에서 캘리브레이션 보드를 선명하게 만듭니다.
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3D 파라미터를 조정함으로써 캘리브레이션 보드의 원의 포인트 클라우드를 완전하게 하고 포인트 클라우드 후처리에서 포인트 클라우드 평활화 및 노이즈 제거를 일반으로 변경하는 것이 좋으며 포인트 클라우드 변동 범위를 줄입니다.
현장에 환경광이 복잡한 경우, 환경광이 2D 맵과 포인트 클라우드에 주는 영향을 줄이기 위해 광원을 차단하거나 보충하시기 바랍니다.
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위의 단계를 완료하여 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 이미징 품질이 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.
정상 노출 과다 노출 부족 2D 맵
포인트 클라우드
로봇 통신 구성 완료
로봇이 표준 인터페이스 방식을 사용해 비전 시스템과 통신하는 경우 로봇의 표준 인터페이스 통신 구성을 완료하십시오. 자세한 내용은 표준 인터페이스 통신 부분의 관련 내용을 참조하십시오.
로봇이 마스터 컨트롤 방식을 사용해 비전 시스템과 통신하는 경우 로봇의 마스터 컨트롤 통신 구성을 완료하십시오. 자세한 내용은 마스터 컨트롤 통신 부분의 해당 내용을 참조하십시오.
캘리브레이션 사전 구성
로봇이 표준 인터페이스를 사용해 비전 시스템과 통신하는 경우 캘리브레이션 사전 구성(표준 인터페이스)을 완료하십시오.
로봇이 마스터 컨트롤 방식을 사용해 비전 시스템과 통신하는 경우 캘리브레이션 사전 구성(마스터 컨트롤)을 완료하십시오.
캘리브레이션 사전 구성(표준 인터페이스)
표준 인터페이스를 사용하여 로봇과 통신하는 경우 다음 단계를 수행하십시오.
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Mech-Vision 소프트웨어에서 툴 바의 카메라 캘리브레이션(표준) 버튼을 클릭합니다. 캘리브레이션 사전 구성 창이 팝업됩니다.
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캘리브레이션 방법 선택 창에서 새로운 캘리브레이션 시작 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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캘리브레이션 작업 선택 창의 드롭다운 목록 상자에서 목록에 있는 로봇을 위한 핸드-아이 캘리브레이션을 선택하고 로봇 모델 선택 버튼을 클릭하여 프로젝트에서 사용하는 로봇 모델을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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카메라 설치 방법 선택 창에서 Eye in hand 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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캘리브레이션 방법 및 로봇 제어 방식 창에서 자동 캘리브레이션 및 표준 인터페이스를 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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새로운 창에서 파라미터 프로토콜 및 호스트 IP 주소를 설정한 다음 인터페이스 서비스 시작 버튼을 클릭합니다. 버튼이 로봇이 연결되기를 기다리는 중...으로 변경됩니다.
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위 그림에서 TCP 서버와 Hex(Little-endian)은 ABB 로봇을 위한 프로토콜 구성의 예시일 뿐입니다. 기타 로봇의 프로토콜 설정이 다르기 때문에 소프트웨어가 자동으로 로봇의 기본 구성을 추가하므로 기본 구성을 유지하십시오.
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호스트 IP 주소에 해당하는 포트 번호는 기본적으로 50000으로 설정되어 있습니다. 솔루션에 결정된 포트가 50000이 아닌 경우 실제 상황에 맞게 수정하시기 바랍니다.
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로봇의 티치 펜던트에서 자동 캘리브레이션 절차를 선택하고 티치 펜던트를 통해 캘리브레이션 시작점을 설정한 다음 캘리브레이션 절차를 실행합니다. 다른 로봇의 캘리브레이션 작업 프로세스에 대해서는 표준 인터페이스 통신 부분을 참조하십시오. 프로그램이 성공적으로 시작된 후 로그 바에서 "캘리브레이션 프로세스로 들어갑니다. Mech-Vision에서 캘리브레이션을 시작하십시오"라는 로그가 로그 열에 인쇄됩니다.
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Mech-Vision 소프트웨어로 돌아가 로봇 연결 구역에 "연결됨" 상태 메시지가 표시될 때까지 기다린 다음 캘리브레이션 시작 버튼을 클릭합니다. 캘리브레이션(Eye in Hand) 창이 나타납니다.
캘리브레이션 사전 구성(마스터 컨트롤)
마스터 컨트롤 방식을 사용하여 로봇과 통신하는 경우 다음 단계를 수행하십시오.
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Mech-Vision 소프트웨어에서 툴 바의 카메라 캘리브레이션(표준) 버튼을 클릭합니다. 캘리브레이션 사전 구성 창이 팝업됩니다.
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캘리브레이션 방법 선택 창에서 새로운 캘리브레이션 시작 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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캘리브레이션 작업 선택 창의 드롭다운 목록 상자에서 목록에 있는 로봇을 위한 핸드-아이 캘리브레이션을 선택하고 로봇 모델 선택 버튼을 클릭하여 프로젝트에서 사용하는 로봇 모델을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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카메라 설치 방법 선택 창에서 Eye in hand 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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캘리브레이션 방법 및 로봇 제어 방식 창에서 자동 및 마스터 컨트롤을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.
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새로운 창에서 로봇 IP 주소 파라미터를 설정합니다.
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로봇의 티치 펜던트에서 마스터 컨트롤 프로그램을 선택하고 실행합니다. 다른 로봇의 사용 방법은 마스터 컨트롤 통신 부분을 참조하십시오.
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Mech-Vision 소프트웨어로 돌아가서 로봇 연결 구역에서 로봇 연결 버튼을 클릭합니다. 버튼이 로봇이 연결되기를 기다리는 중...으로 변경됩니다.
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로봇 연결 구역에 "연결됨" 상태 메시지가 표시될 때까지 기다린 다음 캘리브레이션 시작 버튼을 클릭합니다. 캘리브레이션(Eye in Hand) 창이 나타납니다.
여기까지 캘리브레이션 사전 구성이 완료되었으며 정식 캘리브레이션 프로세스로 들어갑니다.
캘리브레이션 프로세스
카메라 연결
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카메라 연결 단계에서 카메라 리스트에서 연결할 카메라를 찾은 다음
을 클릭하면 카메라가 연결되며 또는 직접 연결할 카메라를 더블클릭합니다.
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카메라를 연결한 후 연속 캡처 또는 한번 캡처 버튼을 선택할 수 있습니다.
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이미지 뷰어 패널에서 카메라가 정상적으로 이미지를 캡처할 수 있는지 확인한 다음 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.
캘리브레이션 보드 설치 및 내부 파라미터 검사
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캘리브레이션 보드 설치 및 내부 파라미터 검사 단계의 1 캘리브레이션 보드 선택 구역에서 캘리브레이션 보드 모델 레이블에 따라 표준 캘리브레이션 보드 모델 파라미터를 설정합니다.
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2 캘리브레이션 보드 위치 및 포인트 클라우드 품질 검사 구역에서 캘리브레이션 보드 위치 및 포인트 클라우드 품질 검사 표준을 주의 깊게 읽고 이해하신 후 연속 캡처 버튼을 클릭하십시오. 연속 캡처 버튼이 캡처 중지 및 위치 감지 버튼으로 변경됩니다.
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캘리브레이션 보드를 적절한 위치로 이동하도록 수동으로 제어하고 캘리브레이션 보드의 2D 맵과 뎁스 맵이 검사 표준을 충족하는지 확인한 다음 캡처 중지 및 위치 감지 버튼을 클릭합니다.
캡처한 이미지가 캘리브레이션 요구 사항을 충족하지 않으면 열기Mech-Eye Viewer 버튼을 클릭하여 Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 열어 카메라의 2D 및 3D 노출 파라미터를 조정하고 다시 캡처해야 합니다. 파라미터를 조정하기 전에 파라미터 그룹을 "calib"로 전환해야 합니다.
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3 카메라 내부 파라미터 검사 구역에서 내부 파라미터 검사 버튼을 클릭합니다.
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카메라의 내부 파라미터 검사 결과를 확인합니다.
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카메라 내부 파라미터 검사에 성공하면 팝업창에서 확인 버튼을 클릭한 후 하단 바에서 다음 버튼을 클릭합니다.
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카메라의 내부 파라미터 검사에 실패하면 보조원을 그리거나 캘리브레이션 원을 수동으로 편집하여 파라미터를 감지한 다음 내부 파라미터 다시 검사 버튼을 클릭하십시오.
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보조원을 그리기
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보조원을 그리기로 선택한 경우 보조원 그리기 버튼을 클릭하십시오.
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오른쪽 이미지 뷰어 패널에서 마우스 오른쪽으로 캘리브레이션 보드 이미지를 클릭하고 해당 창 확인란을 언체크 한 다음 Ctrl 키를 누른 상태에서 롤러를 드래그하여 이미지를 적절한 크기로 조정하십시오.
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마우스 포인터를 캘리브레이션 원의 중간 줄 지점으로 이동하고 왼쪽 마우스 버튼을 누른 다음 보조원에 캘리브레이션 원을 완전히 포함시킨 다음 해제하십시오.
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내부 파라미터 다시 검사 버튼을 클릭하고 카메라 내부 파라미터 검사가 통과되었는지 확인하십시오.
감지 파라미터 수동으로 조정
감지 파라미터 수동으로 조정을 선택한 경우 캘리브레이션 원 감지 파라미터(고급)을 클릭하고 감지 파라미터를 변경한 다음 내부 파라미터 다시 검사 버튼을 클릭하고 카메라 내부 파라미터 검사가 통과되었는지 확인합니다.
캘리브레이션 원이 여전히 감지되지 않은 경우 실제 작업 조건에 따라 카메라 관련 파라미터를 조정해야 하며 카메라 파라미터는 파라미터 조정 내용을 참조하십시오.
이동 경로를 설정하기
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이동 경로를 설정하기 단계의 1 캘리브레이션 범위 설정 구역에서 높이 범위 파라미터를 설정합니다.
높이 범위 파라미터는 카메라의 권장 작동 거리 범위와 로봇의 작업 공간의 크기에 따라 설정해야 합니다.
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경로 파라미터 생성 버튼을 클릭하고 로봇 경로를 카메라 좌표계에 자동으로 정렬 팝업창에서 확인 버튼을 클릭합니다.
이 작업은 로봇을 살짝 움직여 이미지를 캡처하는데, 전체 과정은 10~15초 정도 소요됩니다. 이동 경로가 안전한지 확인해주십시오. 비상 사태가 발생하면 로봇 티치 펜던트에서 비상 정지 버튼을 누르십시오. -
팝업 된 캘리브레이션 창에서 확인 버튼을 클릭하십시오.
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우측 시나리오 뷰 패널에서 각 웨이포인트의 위치가 합리적이고 주변 환경과 충돌하지 않는지 확인합니다.
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파라미터에 따라 경로 생성 버튼을 클릭한 후 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.
캘리브레이션 보드 이미지 및 플랜지 포즈 수집
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캘리브레이션 보드 이미지 및 플랜지 포즈 수집 단계에서 이미지 저장을 선택합니다.
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로봇이 마스터 컨트롤 방식으로 비전 시스템과 통신하는 경우 실제 로봇과 동기화하기 확인란이 기본적으로 선택되어 있습니다(선택을 권장함). 상세정보를 클릭하여 로봇 관절 각도 및 포즈 데이터가 티치 펜던트의 데이터와 일치하는지 확인하십시오. 실제 로봇과 동기화할 필요가 없다면 체크를 해제하시면 됩니다.
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로봇이 경로를 따라 자동으로 이동하고 이미지를 캡처하기 버튼을 클릭하고 나타난 팝업창에서 로봇 이동에 관한 안전 제시를 주의 깊게 읽으신 후 확인 버튼을 클릭하십시오.
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설정된 경로에 따라 로봇이 움직이고 카메라가 각 웨이포인트의 이미지 캡처를 완료할 때까지 기다립니다. 오른쪽의 이미지 뷰어 패널에 캡처한 이미지가 표시됩니다.
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로봇이 움직일 때 로봇이 사람을 다치게 하지 않도록 로봇 작업 구역에서 멀리 떨어져 계십시오.
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로봇 멈추기를 클릭하여 캘리브레이션을 종료할 수 있지만 로봇은 즉시 중지되지 않으며 현재 웨이포인트를 이동 한 후에 중지됩니다. 비상 사태가 발생하면 로봇 티치 펜던트에서 비상 정지 버튼을 누르십시오 (비상 정지 버튼을 누른 후 로봇을 다시 연결해야 함).
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이미지를 캡처 한 후 팝업창에서 확인 버튼을 클릭하십시오.
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현재 수집한 캘리브레이션 포인트가 요구 사항을 충족하는지 확인한 다음 하단 표시줄의 다음 버튼을 클릭하십시오.
만족하지 않는 경우, 로봇을 수동으로 이동한 후 (로봇 티치 펜던트로 이동하거나 Mech-Viz를 통해 이동하는 것을 선택할 수 있음), 더 많은 이미지를 수동으로 추가하기를 선택하고 이미지를 추가하고 플랜지 포즈를 기록하기 버튼을 클릭하여 캘리브레이션 보드 이미지를 추가하고 로봇의 플랜지 포즈를 입력합니다.
외부 파라미터 계산
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외부 파라미터 계산 단계에서 외부 파라미터 계산 버튼을 클릭합니다.
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팝업한 캘리브레이션 성공 다이얼로그 박스에서 확인 버튼을 클릭합니다.
로봇 정확도와 계산된 외부 파라미터 정확도를 평가해야 하는 경우 "외부 파라미터 계산" 스텝 인터페이스에서 로봇 정확도 및 외부 파라미터 정확도를 클릭하고 오차 분석 도구를 사용하여 로봇 절대 정확도 검사 및 EIH 외부 파라미터 오차 분석을 수행할 수 있습니다. -
외부 파라미터 Z축 평행이동을 계산합니다.
4축 로봇은 회전 자유도가 부족하기 때문에 캘리브레이션 과정에서 수집된 이미지에는 회전량이 부족합니다. 캘리브레이션이 완료된 후 외부 파라미터의 Z축 값을 수동으로 조정해야 합니다. -
로봇 그리퍼의 적절한 위치에 말단 끝점을 설치하고 공구 중심점(TCP)을 설정합니다.
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끝점이 캘리브레이션 보드의 캘리브레이션 원의 교차 중심점에 닿도록 로봇의 움직임을 제어하고 티치 펜던트에서 로봇의 말단장치 포즈(X0, Y0, Z0)를 기록합니다.
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로봇을 사진 캡처 위치로 이동하여 캘리브레이션 보드 이미지를 수집하고, 파라미터 조정 영역에서 파라미터 적용 및 포인트 클라우드 미리보기 버튼을 클릭하여 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드를 Mech-Viz 소프트웨어로 보냅니다.
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Mech-Viz 소프트웨어에 "고정점 이동" 스텝을 추가하고 이전 스텝에서 기록된 말단장치 포즈(X0, Y0, Z0)를 스텝에 입력합니다. Z 값을 조정하여 이 스텝의 목표점을 캘리브레이션 보드 포인트 클라우드의 표면으로 이동하고 이 스텝의 Z 값(Z1)을 기록합니다. Z0에서 Z1을 빼면 Z축 값 오차 ΔZ를 얻을 수 있습니다.
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외부 파라미터 계산 스텝의 파라미터 조정 영역에서 Z축 평행이동 파라미터를 오차 ΔZ로 수동으로 변경한 다음 파라미터 적용 및 포인트 클라우드 미리보기 버튼을 클릭합니다.
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Mech-Viz 소프트웨어의 3D 시뮬레이션 공간에서 포즈(X0, Y0, Z0)가 캘리브레이션 보드 포인트 클라우드 표면에 있는지 확인합니다.
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하단 표시줄에서 저장 버튼을 클릭하고 팝업한 캘리브레이션 파일 저장 다이얼로그 박스에서 확인 버튼을 클릭합니다. 카메라 캘리브레이션 결과는 프로젝트의 "calibration" 디렉터리에 자동으로 저장됩니다.
이로써 캘리브레이션 프로세스가 완료됩니다.
외부 파라미터 파일 전환
이전 Mech-Vision 프로젝트에서 카메라의 외부 파라미터 파일을 사용했다면 핸드-아이 캘리브레이션을 완료한 후 Mech-Vision 프로젝트에서 사용된 외부 파라미터 파일을 새로운 외부 파라미터 파일로 전환해야 합니다.
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카메라에서 이미지를 캡처하기 스텝을 선택합니다.
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스텝 파라미터 패널에서 카메라 캘리브레이션 파라미터 그룹의
을 클릭하고 새로 캘리브레이션된 외부 파라미터 파일을 선택합니다.
캘리브레이션과 관련된 상태 코드
핸드-아이 캘리브레이션을 수행할 때 로봇과 비전 시스템이 표준 인터페이스 방식을 사용하여 통신하는 경우 비전 시스템에서 반환되는 데이터에는 명령 실행을 나타내는 상태 코드가 포함됩니다. 상태 코드에는 정상 실행 완료 상태와 비정상 알람 상태가 포함되며, 상태 코드를 기준으로 오류를 처리할 수 있습니다.