Inertiale Positionserfassung zur Programmierung robotergestützter Handhabungsaufgaben:
Gespeichert in:
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Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus-Verl.
2008
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Schriftenreihe: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
2008,14 |
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ERGEBNISSE AUS DER PRODUKTIONSTECHNIK BEN SCHROETER INERTIALE
POSITIONSERFASSUNG ZUR PROGRAMMIERUNG ROBOTERGESTUETZTER
HANDHABUNGSAUFGABEN HERAUSGEBER: PROF. DR.-ING. DR.-ING. E. H. F. KLOCKE
PROF. DR.-ING. DIPL.-WIRT. ING. G. SCHUH PROF. DR.-ING. C. BRECHER PROF.
DR.-ING. R. SCHMITT BAND 14/2008 RWIHAACHEN FRAUNHOFER |NSTJTUT
PRODUKTIONSTECHNOLOGIE VERZEICHNISSE INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2
STAND DER TECHNIK 5 2.1 PROGRAMMIERUNG VON INDUSTRIEROBOTERN 5 2.1.1
ONLINE-PROGRAMMIERUNG 6 2.1.2 OFFLINE-PROGRAMMIERUNG 8 2.1.3 HYBRIDE
PROGRAMMIERVERFAHREN 9 2.1.4 EINGABEGERAETE ZUR BEWEGUNG VON
INDUSTRIEROBOTERN 13 2.1.5 SENSORUNTERSTUETZUNG WAEHREND DER
PROGRAMMABARBEITUNG 19 2.2 INERTIALE MESSSYSTEME 20 2.2.1 GRUNDLAGEN 20
2.2.2 KOMPONENTEN INERTIALER MESSSYSTEME 25 2.2.3 AKTUELLE
EINSATZGEBIETE 29 2.3 ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG 31 3
AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 33 4 AUFBEREITUNG INERTIALER
SENSORSIGNALE ZUR POSITIONSERFASSUNG 37 4.1 MATHEMATISCHE MODELLIERUNG
VON INERTIALSENSOREN 38 4.1.1 MODELL MIT ORTHOGONALEN ACHSEN 38 4.1.2
ERWEITERTES SCHIEFACHSEN-MODELL 39 4.2 ERMITTLUNG VON POSITION UND
ORIENTIERUNG EINES PUNKTES IM RAUM 40 4.2.1 BESTIMMUNG DER ORIENTIERUNG
41 4.2.2 BESTIMMUNG DER POSITION 43 4.3 OPTIMIERUNG DER
SIGNALVERARBEITUNG FUER DEN EINSATZ AN INDUSTRIEROBOTERN 44 4.3.1
KAIMAN-FILTERUNG 45 4.3.2 DRIFTKOMPENSATION 46 4.3.3
NULLGESCHWINDIGKEITSSTUETZUNG 48 4.3.4 SEPARATE ERFASSUNG VON TRANSLATION
UND ROTATION 52 4.4 AUTOMATISCHE BEWERTUNG DER MESSGENAUIGKEIT 54 4.4.1
QUANTITATIVE BEWERTUNG DER MESSGENAUIGKEIT 54 4.4.2 QUALITATIVE
BEWERTUNG DER MESSGENAUIGKEIT 56 5 ENTWICKLUNG UND EVALUIERUNG EINES
MIKROMECHANISCHEN INERTIALSENSORS 57 5.1 ENTWICKLUNG UND REALISIERUNG
EINES INERTIALSENSORS 58 5.1.1 KOMPONENTEN DES INERTIALSENSORS 59 5.1.2
SENSORLAYOUT 61 5.1.3 SENSORPROGRAMMIERUNG 63 5.2 EVALUIERUNG DES
SENSORVERHALTENS 63 5.2.1 ORTHOGONALITAET DER SENSORACHSEN 63 //
VERZEICHNISSE 5.2.2 LINEARITAET 65 5.2.3 DRIFTVERHALTEN 66 5.3 METHODEN
ZUR KALIBRIERUNG DES INERTIALSENSORS 67 5.3.1 HERKOEMMLICHE
KALIBRIERMETHODEN 68 5.3.2 REDUZIERUNG DER KALIBRIERAUFWAENDE 69 5.3.3
FAZIT 74 6 EINSATZMOEGLICHKEITEN UND OPTIMIERUNG INERTIALER
POSITIONSDATEN 75 6.1 EINSATZMOEGLICHKEITEN INERTIALER SENSOREN ZUR
ROBOTERPROGRAMMIERUNG 75 6.1.1 ANALYSE POTENZIELLER
ANWENDUNGSMOEGLICHKEITEN 76 6.1.2 DISKUSSION UND AUSWAHL GEEIGNETER
ANWENDUNGSMOEGLICHKEITEN. 79 6.2 DURCHFUEHRUNG DER
BEWEGUNGSPROGRAMMIERUNG 80 6.2.1 INTEGRATION DER INERTIAL ERFASSTEN
ROBOTERPOSITIONEN 80 6.2.2 ANGEPASSTE BESCHREIBUNG VON
HANDHABUNGSAUFGABEN 84 6.3 KOLLISIONSUEBERPRUEFUNG 85 6.3.1 MODELLIERUNG
KOLLISIONSGEFAEHRDETER OBJEKTE 86 6.3.2 SCHNITTSTELLE ZUM
SIMULATIONSSYSTEM 88 6.4 DURCHFUEHRUNG VON POSITIONSKORREKTUREN 89 6.4.1
OFFLINE-METHODEN 90 6.4.2 ONLINE-METHODEN 94 6.4.3 DIREKTE INERTIALE
BEWEGUNGSFUEHRUNG DES ROBOTERS 95 7 REALISIERUNG UND VALIDIERUNG DER
INERTIALEN POSITIONSERFASSUNG 97 7.1 AUFBAU EINES DEMONSTRATORS ZUR
INERTIALEN POSITIONSERFASSUNG 97 7.1.1 TEACH-ASSISTENT 98 7.1.2
POSITIONSEDITOR 102 7.1.3 INTEGRATION DER KOLLISIONSUEBERPRUEFUNG 105 7.2
ERGEBNISSE DER INERTIALEN POSITIONSERFASSUNG 107 7.2.1 POSITIONS- UND
BAHNERFASSUNG 107 7.2.2 PROGRAMMIERUNG VON HANDHABUNGSAUFGABEN 113 7.2.3
DIREKTE INERTIALE BEWEGUNGSFUEHRUNG DES ROBOTERS 116 7.3 BEWERTUNG UND
DISKUSSION DER INERTIALEN POSITIONSERFASSUNG 119 7.3.1 MESSGENAUIGKEIT
119 7.3.2 OPTIMIERUNGSFUNKTIONEN 121 7.3.3 FAZIT 122 8 ZUSAMMENFASSUNG
UND AUSBLICK 125 8.1 ZUSAMMENFASSUNG 125 8.2 AUSBLICK 126 9
LITERATURVERZEICHNIS 131 |
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ERGEBNISSE AUS DER PRODUKTIONSTECHNIK BEN SCHROETER INERTIALE
POSITIONSERFASSUNG ZUR PROGRAMMIERUNG ROBOTERGESTUETZTER
HANDHABUNGSAUFGABEN HERAUSGEBER: PROF. DR.-ING. DR.-ING. E. H. F. KLOCKE
PROF. DR.-ING. DIPL.-WIRT. ING. G. SCHUH PROF. DR.-ING. C. BRECHER PROF.
DR.-ING. R. SCHMITT BAND 14/2008 RWIHAACHEN FRAUNHOFER |NSTJTUT
PRODUKTIONSTECHNOLOGIE VERZEICHNISSE INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2
STAND DER TECHNIK 5 2.1 PROGRAMMIERUNG VON INDUSTRIEROBOTERN 5 2.1.1
ONLINE-PROGRAMMIERUNG 6 2.1.2 OFFLINE-PROGRAMMIERUNG 8 2.1.3 HYBRIDE
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INDUSTRIEROBOTERN 13 2.1.5 SENSORUNTERSTUETZUNG WAEHREND DER
PROGRAMMABARBEITUNG 19 2.2 INERTIALE MESSSYSTEME 20 2.2.1 GRUNDLAGEN 20
2.2.2 KOMPONENTEN INERTIALER MESSSYSTEME 25 2.2.3 AKTUELLE
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AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 33 4 AUFBEREITUNG INERTIALER
SENSORSIGNALE ZUR POSITIONSERFASSUNG 37 4.1 MATHEMATISCHE MODELLIERUNG
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ERWEITERTES SCHIEFACHSEN-MODELL 39 4.2 ERMITTLUNG VON POSITION UND
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41 4.2.2 BESTIMMUNG DER POSITION 43 4.3 OPTIMIERUNG DER
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FAZIT 74 6 EINSATZMOEGLICHKEITEN UND OPTIMIERUNG INERTIALER
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