Spitzencluster


Projektbeschreibung

Während es im industriellen Umfeld für die klassische Teach-In-Programmierung zumeist ausreicht einen wiederholgenauen Roboter einzusetzen, sind für die meisten Anwendungen in der Medizin Roboter erforderlich, die beliebige Positionen im Arbeitsraum absolutgenau anfahren können. Die klassischen Kalibriermethoden, bei denen das in der Steuerung abgelegte Robotermodell präzise beschrieben wird, stoßen jedoch insbesondere bei Anwendungen mit variierenden Roboterlasten schnell an ihre Grenzen.

Vor allem bei Patientenhandhabungsrobotern, deren elastische Verformungen in hohem Maße vom Gewicht und der Lage des Patienten auf der Liege abhängen, ist es anstrebenswert, die aktuelle Pose der Patientenliege direkt bestimmen zu können. Aus dieser Motivation heraus wurde ein kostengünstiges, kamerabasiertes Messsystem konzipiert und aufgebaut, mit dem die aktuelle Pose der Patientenliege ermittelt werden kann. Hierfür werden zwei Kameras so im Boden des Behandlungsraums installiert, dass sie nach oben auf eine an der Unterseite der Liege angebrachte Matrix aus Marken ausgerichtet sind. Durch stereoskopische Auswertung der Positionen von mindestens drei Marken kann schließlich die Pose der Liege in allen sechs Freiheitsgraden berechnet werden. Falls die geforderte Posegenauigkeit nicht erreicht wurde, werden die Roboterachsen nachgeregelt und eine erneute Kontrollmessung durchgeführt. Voruntersuchungen an einem Versuchsstand zeigten, dass die erzielbare Messgenauigkeit des Stereokamerasystems deutlich unter der geforderten Absolutgenauigkeit des Patientenhandhabungsgerätes von 0,5 mm liegt.