Steuerung und Sensordatenintegration für flexible Fertigungszellen mit kooperierenden Robotern:
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Bamberg
Meisenbach
1996
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| Series: | Fertigungstechnik Erlangen
56 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG
.
1
2
CHARAKTERISIERUNG
FLEXIBLER
FERTIGUNGSEINRICHTUNGEN
MIT
MEHREREN
ROBOTERN
.
4
2
1
ENTWICKLUNGSTENDENZEN
UND
FORMEN
DER
BEWEGUNGSSTEUERUNG
.
4
2
1.1
BEGRIFFSBESTIMMUNGEN
.
4
2.1.2
EINSATZFELDER
.
5
2.1.3
FORMEN
DER
ZUSAMMENARBEIT
IN
SYSTEMEN
MIT
MEHREREN
ROBOTERN
.
7
2.1.4
ANALYSE
DER
STEUERUNGSSYSTEME
.
9
2.1.5
BEWEGUNGSVERMOEGEN
KOOPERIERENDER
KINEMATIKEN
.
14
2.2
SITUATIONSANALYSE
DES
EINSATZES
IN
DER
FERTIGUNGSAUTOMATISIERUNG
.
18
2.2.1
NUTZENPOTENTIALE
VON
KOOPERIERENDEN
ROBOTERN
.
18
2.2.2
PROBLEMFELDER
DES
EINSATZES
.
21
2.3
ZIELSETZUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
23
3
INTEGRATION
UND
STEUERUNG
DER
SYSTEMKOMPONENTEN
FLEXIBLER
MONTAGEZELLEN
.
26
3.1
STEUERUNG
HIERARCHISCH
STRUKTURIERTER
FERTIGUNGSZELLEN
MIT
MEHREREN
ROBOTERN
.
26
3.1.1
FLEXIBILITAETSASPEKTE
UND
KLASSIFIKATION
DER
STEUERUNGSSYSTEME
.
26
3.1.2
AUFGABENFELDER
UND
ZIELSETZUNGEN
VON
ZELLENSTEUERUNGSSYSTEMEN
.
29
3.2
SYSTEMATISIERUNG
UND
ENTWURF
DER
ZELLENSTEUERUNG
FUER
KOOPERIERENDE
ROBOTER
.
31
3.2.1
METHODISCHES
VORGEHEN
ZUM
ENTWURF
DES
STEUERUNGSSYSTEMS
.
31
3.2.2
KONZEPTION
EINES
SYSTEMS
ZUR
MODULAREN
STEUERUNG
KOOPERIERENDER
ROBOTER
.
33
3.2.3
AUFTRAGSMANAGEMENT
UND
ZELLENABLAUFSTEUERUNG
.
36
3.2.4
GRAFISCH
GEFUEHRTE
BESCHREIBUNG
DES
ZELLENABLAUFES
.
39
3.2.5
PROGRAMMIERUNG
DER
GERAETESTEUERUNGEN
.
42
3.2.6
BEDIENFUNKTIONEN
DER
ZELLENKOMPONENTEN
.
44
3.2.7
ERFASSEN
UND
PROTOKOLLIEREN
VON
ZELLENZUSTANDSDATEN
.
46
N
INHALT
3.3
STEUERUNGSINTEGRATION
IN
EINER
FERTIGUNGSZELLE
DURCH
STANDARDISIERTE
KOMMUNIKATION
.
48
3.3
1
KOMMUNIKATION
MIT
MMS
IN
DER
FERTIGUNG
.
48
3
3
2
INTEGRATIONSASPEKTE
VON
MMS
IN
EINE
FLEXIBLE
ROBOTERZELLE
.
.49
4
BEWEGUNGSSYNTHESE
UND
KOLLISIONSVERMEIDUNG
FUER
KOOPERIERENDE
ROBOTER
.
52
4.1
METHODEN
ZUR
BAHNPLANUNG
UND
BAHNFUEHRUNG
VON
KOOPERIERENDEN
ROBOTERN
.
.52
4.1.1
KINEMATISCHE
VORAUSSETZUNGEN
.
52
4
1
2
FORMEN
DER
BAHNPLANUNG
.
53
4.1.3
KOOPERIERENDE
BAHNFUEHRUNG
MIT
VIRTUELLEM
MASTER
.
58
4.1.4
FORMEN
KOOPERIERENDER
BEWEGUNGEN
.
59
4.2
SENSOR
UND
LAGEGEFUEHRTE
BEWEGUNGEN
.
61
4.2.1
DEFINITION
DES
BEZUGSKOORDINATENSYSTEMS
DER
SENSORINTEGRATION
.
61
4.2
2
KOORDINIERTE
SENSOR
UND
BAHNFUEHRUNG
.
63
4
3
KOLLISIONSVERMEIDUNG
BEIM
BETRIEB
MEHRERER
ROBOTER
.
64
4
3
1
URSACHEN
UND
MOEGLICHKEITEN
VON
DEREN
ABWENDUNG
.
64
4
3
2
ANALYSE
DER
MODELLIERUNGSMETHODEN
DES
ARBEITSRAUMES
.
66
4
3.3
MODELLIERUNG
DER
ZELLE
UND
STRATEGIE
DER
KOLLISIONSVERMEIDUNG
.
67
5
KONZEPTION
EINES
GERAETESTEUERUNGSSYSTEMS
FUER
INTERAGIERENDE
ROBOTER
.
71
5
1
BEWERTUNG
VON
STEUERUNGSSYSTEMEN
FUER
FERTIGUNGSGERAETE
.
71
5
1
1
ANFORDERUNGSANALYSE
.
71
5
1.2
HYBRIDE
STEUERUNGSARCHITEKTUR
.
72
5.2
DEFINITION
VON
ABLAUF
UND
SYSTEMSTRUKTUREN
FUER
DIE
KOOPERIERENDE
BEWEGUNGSSYNTHESE
.
74
5.2.1
ABBILDUNG
DES
BEWEGUNGSFORMEN
AUF
DIE
ROBOTERSTEUERUNG
.
74
5.2
2
ABLAUF
UND
PROGRAMMADMINISTRATION
.
76
5.2.3
ECHTZEIT-BAHNPLANUNG
.
77
5.3
PROGRAMMIERKONZEPT
FUER
KOOPERIERENDE
ROBOTER
.
79
5.3.1
NORMIERTE
PROGRAMMIERSPRACHEN
FUER
INDUSTRIEROBOTER
.
79
5.3.2
ANFORDERUNGEN
AN
PROGRAMMIERUNG
UND
BEDIENUNG
.
81
5.3
3
KONZEPTION
DER
PROGRAMMIERUNG
KOOPERIERENDER
ROBOTER
BASIEREND
AUF
EINER
NORMIERTEN
PROGRAMMIERSPRACHE
.
82
5.4
ECHTZEITFAHIGE
EINFACHSTEUERUNGEN
FUER
INTELLIGENTE
FELDGERAETE
.
86
5
4.1
BEWERTUNG
VON
STEUERUNGEN
IM
FELDBEREICH
.
86
5.4.2
STEUERUNGSKONZEPT
.
86
5.4.3
VERFAHREN
INTERNER
NACHRICHTENUEBERTRAGUNG
.
87
INHALT
IN
6
SENSORGESTUETZTE
BAHN
UND
KRAFTFUEHRUNG
VON
ROBOTERN
.
89
6.1
MOTIVATION
UND
FORMEN
DES
SENSOREINSATZES
FUER
ROBOTERANLAGEN
.
89
6.1.1
BEDEUTUNG
IN
DER
FERTIGUNGSAUTOMATISIERUNG
.
89
6.1.2
GESTALTUNGSMOEGLICHKEITEN
DER
SENSORINTEGRATION
.
91
6.2
ENTWICKLUNG
VON
STRATEGIEN
SENSORGEREGELTER
BEWEGUNGEN
.
93
6.2.1
VORGEHEN
DES
REGLERENTWURFES
.
93
6.2.2
OPTIMIERUNGSVERFAHREN
ZUR
PARAMETERBESTIMMUNG
.
94
6.2.3
MODELLBILDUNG
DER
REGELSTRECKE
.
95
6
2.4
REGELUNG
GEOMETRISCHER
GROESSEN
.
98
6
2.5
KRAFTREGELUNG
.
102
6.3
SENSORINTEGRIERTER
ROBOTERGREIFER
.
104
7
INTEGRIERTE
SENSORSYSTEME
ZUR
PROZESS
UND
BEWEGUNGSFUEHRUNG
.
107
7.1
ZIELSETZUNG
KOMPLEXER
SENSORSYSTEME
.
107
7.1.1
KLASSIFIKATION
VON
SENSOREN
IN
DER
PRODUKTION
.
107
7.1.2
PRINZIPIEN
VON
ZWEI
UND
DREIDIMENSIONAL
ABSTANDSMESSENDEN
SENSOREN.
109
7.2
FLEXIBLER
LASERSENSOR
ZUR
OBJEKTBESTIMMUNG
.
111
7.2
1
KONZEPTION
UND
AUFBAU
DES
SENSORS
.
111
7.2.2
MESS
UND
AUSWERTEVERFAHREN
.
113
7.2
3
EINSATZASPEKTE
DES
FLEXIBLEN
LASERSENSOR
.
115
7.3
MEHRDIMENSIONALE
ABSTANDS
UND
KRAFTDETEKTION
MIT
KLASSISCHEN
SENSORPRINZIPIEN
.
117
7
3
1
OPTISCHER
TRIANGULATIONSSENSOR
.
118
7
3.2
INDUKTIVE
SENSORZEILE
.
120
7
3
3
KAPAZITIVER
ZEILENSENSOR
.
121
7.3.4
PIEZOELEKTRISCHER
KRAFTSENSOR
.
123
7.4
KONFIGURIERBARES
SIGNALVERARBEITUNGSSYSTEM
FUER
MEHRDIMENSIONALE
SENSORIK
.
125
7
4.1
KONZEPTION
EINER
STRUKTURIERTEN
SENSORDATENVERARBEITUNG
.
125
7.4.2
MODULARCHITEKTUR
.
127
7
4.3
KONFIGURATION
DES
SYSTEMS
.
129
8
FLEXIBILITAETSSTEIGERUNG
DURCH
MANIPULATOREN
MIT
HOEHEREM
FREIHEITSGRAD
.
131
8
1
EINSATZPOTENTIAL
VON
GREIFERN
MIT
HOHEM
FREIHEITSGRAD
.
131
8.1.1
SITUATIONSANALYSE
FLEXIBLER
GREIFSYSTEME
.
131
8.1.2
ANALYSE
VON
MONTAGETAETIGKEITEN
.
133
IV
INHALT
8
2
ENTWURF
EINES
DREIFINGERGREIFERS
.
134
8.2.1
ENTWURF
EINER
DREIFINGER
KINEMATIK
.
134
8.2.2
FINGERGESTALTUNG
UND
ANTRIEB
.
135
8.2.3
STEUERUNGSAUFBAU
.
138
8
2.4
HIERARCHISCHES
STEUERUNGSKONZEPT
ZUR
BESTIMMUNG
DER
GELENKWINKEL
.
.139
8
2
5
ENTWURF
DEFINIERTER
GREIFPRIMITIVE
.
140
8.3
VERFAHREN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
FINGERSTELLUNGEN
AUS
VORGEGEBENEN
GREIFPRIMITIVEN
.
142
8.3.1
KINEMATISCHE
VORAUSSETZUNGEN
.
142
8
3.2
BESTIMMUNG
DER
KONTAKTPUNKTE
DER
FINGERSPITZEN
AM
OBJEKT
.
143
8.3
3
GESTALTUNG
DES
ZWEITEN
FINGERGLIEDES
.
.
146
8.3
4
BESTIMMUNG
DER
FINGERGELENKWINKEL
.
147
8.4
KRAFTGEFIIHRTE
GREIFVORGANGE
VON
OBJEKTEN
.
147
8.4.1
INTEGRATION
DER
KRAFTSENSORIK
IN
DEN
FINGERGREIFER
.
148
8
4.2
ENTWURF
UND
IMPLEMENTIERUNG
EINER
KRAFTREGELUNG
.
149
9
ZUSAMMENFASSUNG
.
152
LITERATUR
.
.
.
155 |
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