Kraft- und Positionsregelung von Industrierobotern mit Hilfe von Motorsignalen:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 8]
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| adam_text | Titel: Kraft- und Positionsregelung von Industrierobotern mit Hilfe von Motorsignalen
Autor: Böhm, Jürgen
Jahr: 1994
- V- Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten Formelzeichen und Abkürzungen 1. Einleitung und Literaturübersicht 1 2. Allgemeine Betrachtungen zur Erfassung und Regelung von Kontaktkräften mit Hilfe von Motorsignalen 9 3. Mathematische Modellbildung 17 3.1. Kinematische Gleichungen und Koordinatensysteme 17 3.2. Dynamische Bewegungsgleichungen der Robotermechanik 20 3.3. Berücksichtigung der Antriebsdynamik und dissipativer Momente 21 3.4. Konventionelle Roboterregelung 36 3.5. Kontaktkraftmodelle 39 4. Bestimmung von Kontaktkräften mit Hilfe von Motorsignalen 45 4.1. Detektion des Kontaktfalls 46 4.1.1 Kontaktdetektion durch Differentiation des Motorstromes 48 4.1.2 Kontaktdetektion durch Schätzung der Fenstervarianz des Motorstromes 50 4.1.3 Kontaktdetektion durch Überwachung der Motordrehzahl 53 4.2. Modellbasierte Bestimmung von Kontaktkräften aus den Motorsignalen während kraftschlüssiger Roboterbewegungen 54 4.2.1 Rekonstruktion von Kontaktkräften auf der Basis von Zustandsbeobachtern 54 4.2.2 Rekonstruktion der Kontaktkräfte mit Hilfe von Zustandsvariablen-Filter 62 4.2.3 Einfluß von Parameterunsicherheiten und nicht modellierten Momenten 65 4.2.4 Berücksichtigung eines Kontaktkraftmodells 69
74 74 78 81 84 84 93 96 101 101 103 109 112 112 114 121 122 122 127 130 130 136 142 147 147 153 - VI - Regelung von Kontaktkräften 5.1. Grundstmkturen verschiedener Kraftregelungskonzepte 5.2. Kraftregelung in Robotergelenkkoordinaten mit Hilfe von Motorsignalsensorik 5.2.1 Vorgabe der Führungsgrößen für Kraft und Position 5.2.2 Kraftregelung durch Korrektur der programmierten Bewegungsbahn 5.2.3 Prinzipielles Verhalten der Kraftregelung 5.2.4 Ermittlung und Nachführung der Bewegungsrichtung 5.2.5 Simulationsergebnisse Identifikation der Prozeßparameter 6.1. Parameter des mechanischen Systems 6.2. Reibung im Antriebsstrang des mechanisches Systems 6.3. Parameter des Kontaktkraftmodells Laborsystem 7.1. Der Industrieroboter R 106 7.2. PC-basierte Robotersteuerung Experimentelle Ergebnisse und Pilotanwendungen 8.1. Ergebnisse zur Identifikation der Prozeßparameter 8.1.1 Reibung im Antriebsstrang des mechanischen Systems 8.1.2 Effektive Steifigkeit des kraftschlüssig verbundenen Systems 8.2. Ergebnisse zur Erfassung von Kontaktkräften 8.2.1 Experimentelle Ergebnisse zur Kontaktdetektion mit Hilfe der Motorströme 8.2.2 Experimentelle Ergebnisse zur Rekonstruktion von Kontaktkräften während kraftschlüssiger Roboterbewegungen 8.2.3 Überwachung von Greif- und Transportvorgängen mit Hilfe von Motorsignalsensorik 8.3. Experimentelle Ergebnisse zur Regelung von externen Belastungskräften 8.3.1 Handführung 8.3.2 Folgen einer nachgiebigen Kontur
-VII - i. Zusammenfassung 155 .iteraturverzelchnis 159 Anhang 168 A1 Geschlossene Lösung des LS-Problems für eine Geradengleichung 168 A2 Polynomapproximation für den belastungsabhängigen Anteil der Wälzlagerreibung 169 A3 Kinematische und dynamische Bewegungsgleichungen des Industrieroboters JH R106 171 A4 Herleitung des Zustandsraummodells für eine durch Kontaktkräfte belasteten Roboterachse 177
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