Naprostá většina průmyslových robotů pracuje na principech Model-based Control. Tato metodologie, i když je účinná, ve své podstatě přináší chyby, protože jakýkoli model je abstrakcí reality, zjednodušuje složitou dynamiku a fyzické interakce, které se mohou v reálném světě mírně lišit. Tyto nesrovnalosti vyžadují přísný proces kalibrace, aby bylo zajištěno, že roboti provádějí úkoly s nejvyšší možnou přesností. Kalibrace průmyslových robotů není jedinou akcí, ale komplexním, nepřetržitým procesem, který zahrnuje modelování, přesné měření, identifikaci skutečných parametrů robota oproti jeho teoretickým modelům a pečlivou implementaci strategií kompenzace chyb.
Pochopení geneze chyb v robotických systémech je základem jejich kalibrace. Chyby v průmyslových robotech pocházejí z mnoha zdrojů, které jsou široce rozděleny do kinematických a dynamických faktorů. Kinematické chyby zahrnují chyby vyplývající z fyzické konstrukce a mechanického provozu robota, jako jsou nepřesnosti obrábění, mechanické tolerance nebo montážní chyby, odchylky nulového bodu, vůle v převodových systémech a nepřesnosti v převodových poměrech a kalibračních procesech. Na druhou stranu chyby související s dynamikou souvisejí s tím, jak se robot pohybuje a reaguje na síly, včetně změn hmotnosti nebo těžiště, odchylek tenzoru setrvačnosti, třecích sil a pružnosti kloubů a spojovacích článků.
Praktické zkušenosti ukázaly, že nekalibrované roboty mohou vykazovat značné nepřesnosti se základními chybami v rozmezí 15 až 30 mm, chybami ve středu nástroje (TCP) 5 až 10 mm a celkovými systémovými chybami rovněž v rozmezí 5 až 10 mm. Důslednou kalibrací lze tyto chybové rozpětí výrazně snížit, čímž se zvýší přesnost a spolehlivost robota.
Důsledky zanedbání kalibrace robota jsou hluboké. Nekalibrované roboty nejsou schopny efektivně sdílet programy kvůli jejich přirozeným nepřesnostem, což má za následek nízkou přesnost a nestabilitu jejich operací. Naopak dobře zkalibrovaný robot může výrazně zlepšit svou přizpůsobivost a výkon v dynamických prostředích a předvést zvýšenou schopnost zvládat nejistoty.
Jednou z hlavních příčin nesouladu mezi navrženými provozními parametry robota a jeho skutečným výkonem je inherentní rozdíl mezi teoretickými modely a skutečnými parametry. Kalibrace se proto stává zásadním krokem k překlenutí této mezery a často zvyšuje přesnost robota o několik řádů.
Vývoj a zdokonalování průmyslových robotů navíc vyžaduje přístup k přesným reálným datům pro komplexní vyhodnocení statických i dynamických charakteristik. To vyžaduje robustní kalibrační systém schopný zachytit přesná data pro úpravy a vylepšení. Kalibrace tedy není jen prostředkem k opravě chyb, ale kritickou součástí iterativního procesu navrhování, testování a nasazení robotů, což zajišťuje, že průmyslové roboty mohou dosáhnout a udržet vysokou úroveň přesnosti a spolehlivosti, kterou vyžadují pro jejich komplexní úkoly.
