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Download e-book for kindle: Konfigurierbare Robotersteuerung mit allgemeiner by Manfred Bauder

By Manfred Bauder

ISBN-10: 3540554335

ISBN-13: 9783540554332

ISBN-10: 3662081490

ISBN-13: 9783662081495

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungs technik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. G. Pritschow, dem Direktor des - stituts, mochte ich mich fur die Unterstutzung und Forderung beim Entstehen dieser Arbeit sowie fur die Ubernahme des Hauptberichtes bedanken. Herrn Prof. Dr. -Ing. A. Storr danke ich fur die sorgfaltige Durchsicht und seine wertvollen H- weise und Vorschlage. Mein Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. -Ing. w. Schiehlen fur die Erstellung des Mitberichtes. Bei den Mitarbeiterinnen, Mitarbeitern und Studenten des ISW mochte ich mich ganz herzlich fur die gute Zusammenarbeit, fur die Vielzahl von Diskussionen und fur die redaktionelle Unterstutzung bedanken. Dieser Dank gilt ganz besonders Ro nald Angerbauer, Oliver Frager, Andrea Schneider, Eugen Wie land und Ute Wieland. Dipl. -Inform. M. Bauder - 7 - Inhaltsverzeichnis Seite Formelzeichen und Abkurzungen nine 1 Einleitung 12 2 Anforderungen an eine versatile Roboter 14 steuerung 2. 1 Stand der Technik 15 2. 2 Allgemeine Anforderungen an Robotersteue 19 rungen 2. three Spezielle Anforderungen zur Steuerung modu 23 larer Roboter 2. four. Anforderungen beim Entwurf und der Auslegung 24 eines Roboters aus modularen Komponenten 2. five Zielsetzung der Arbeit 25 three Anpassbarkeit der Steuerung an die Aufgaben 26 stellung three. 1 Konfigurierbarkeit der 26 three. 2 Spektrum der Hardwarevarianten 27 three. three Steuerungssoftware 30 three. three. 1 Verwendung eines Echtzeitbetriebssystems 32 three. three.

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Durch die Aufspaltung in zwei Teilkinematiken mit je drei Achsen ergeben sich zwei Gleichungssysteme mit je drei Unbekannten, die unabhängig voneinander gelöst werden können. Da sich die Teilkinematiken aber gegenseitig beeinflussen, verändert die Hauptstruktur die Orientierung und die Nebenstruktur die Position des Endeffektors. Eine Lösung für die Gesamtkinematik erhält man, indem wiederholt erst die Gelenkkoordinaten der Hauptstruktur berechnet werden, um die Verschiebungen, die durch die letzte Berechnung der Nebenstruktur erfolgt sind, zu kompensieren, und dann die Gelenkkoordinaten der Nebenstruktur berechnet werden, um die Verdrehungen, die inzwischen durch die Hauptstruktur erfolgt sind, wieder rückgängig zu machen.

In diesem Zusammenhang muß zuerst auf den kinematischen Aufbau von Robotern und dessen Darstellung eingegangen werden. Die offene kinematische Kette eines Roboters besteht aus Armen (Gelenkverbindungselemente , englisch: "links"), die durch Gelenke (englisch: "joints") beweglich miteinander verbunden sind. Für die kinematischen Betrachtungen können die Arme als starre Körper aufgefaßt werden. Bei vielen Industrierobotertypen sind, wenn sich Gelenkachsen schneiden, gewisse Achslängen null. Es kann jedoch immer eine mechanische Ersatzkonstruktion mit gleicher Kinematik angegeben werden, bei der das Gelenkverbindungselement physikalisch vorhanden ist, so daß man im folgenden immer von der Existenz eines Arms zwischen zwei Gelenken ausgehen kann.

Das Konvergenzverhalten dieses Verfahrens hängt stark von den Längen der Arme in der Kinematik ab. Je kürzer die Handachsenabmessungen im Verhältnis zu den Armlängen der Hauptstruktur sind, umso besser ist die Konvergenz. In /50/ wird dieses Verfahren verwendet, um für einen Knickarmroboter mit Winkelhand eine Rückwärtstransformation zu implementieren. In /51/ und in /52/ werden systematisch Lösungen für bestimmte Hauptachsenanordnungen und für Handachsenkonfigurationen untersucht. In /52/ werden beispielsweise Lösungen für 20 orthogonale Anordnungen der Hauptstruktur und eine Anordnung der Nebenstruktur angegeben.

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Konfigurierbare Robotersteuerung mit allgemeiner Transformation by Manfred Bauder


by Anthony
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