Modellierung und Vermessung linearer Gelenkbewegungen bei Industrierobotern:
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Berlin
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1997
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INHALT
1
EINLEITUNG
UND
ZIELSETZUNG
1
2
GRUNDLAGEN
4
2.1
EINLEITUNG
.
4
2.2
GEWOEHNLICHE
KINEMATISCHE
MODELLE
.
4
2.2.1
IDEALE
GELENKE
UND
BEWEGUNGSACHSEN
.
5
2.2.2
MODELLFUNKTION
.
6
2.2.3
KOORDINATENSYSTEME
.
6
2.2.3.1
TRANSLATIONSGELENKE
.
7
2.2.3.2
DREHGELENKE
.
8
2.2.3.3
KOORDINATENSYSTEME
KINEMATISCHER
KETTEN
.
8
2.2.4
TRANSFORMATIONEN
.
9
2.2.4.1
SECHSDIMENSIONALER
BESCHREIBUNGSVEKTOR
.
10
2.2.4.2
HOMOGENE
MATRIZEN
.
11
2.2.4.3
DUAL-QUATEMIONEN
.
13
2.2.5
PARAMETRIERUNGEN
.
13
2.2.5.1
ELEMENTARTRANSFORMATIONEN
.
14
2.2.5.2
DENAVIT-HARTENBERGPARAMETRIERUNG
.
15
2.2.5.3
INTEGRATION
DER
GELENKBEWEGUNG
.
17
2.3
GENAUIGKEIT
MEHRACHSIGER
SYSTEME
.
17
2.3.1
STATIONAERES
VERHALTEN
.
19
2.3.1.1
SYSTEMATISCHE
ABWEICHUNGEN
.
19
2.3.1.2
STOCHASTISCHE
ABWEICHUNGEN
.
20
2.3.2
DYNAMISCHES
VERHALTEN
.
20
II
INHALT
2.4
KALIBRIERVERFAHREN
.
21
2.4.1
LOKALE
VERFAHREN
.
21
2.4.2
GLOBALE
VERFAHREN
.
22
2.4.3
FEHLERKOMPENSATION
.
24
3
GEOMETRISCHE
ABWEICHUNGEN
LINEARER
GELENKBEWEGUNGEN
26
3.1
EINLEITUNG
.
26
3.2
TRANSLATORISCHE
ABWEICHUNGEN
.
26
3.3
ROTATORISCHE
ABWEICHUNGEN
.
27
3.4
MODELLBESCHREIBUNG
.
29
3.4.1
NICHT-LINEARES
MODELL
.
30
3.4.2
LINEARES
MODELL
.
32
3.4.3
STOCHASTISCHES
MODELL
.
33
3.4.4
KALIBRIERUNG
UND
ERWEITERTES
KINEMATISCHES
MODELL
.
34
3.4.4.1
KALIBRIEREXPERIMENT
.
34
3.4.4.2
VOLLSTAENDIGKEIT
DES
ERWEITERTEN
KINEMATISCHEN
MODELLS
.
35
4
ANALYSE
VERFUEGBARER
MESSTECHNIK
38
4.1
EINLEITUNG
.
38
4.2
ANFORDERUNGEN
AN
EIN
MESSVERFAHREN
.
38
4.3
MESSVERFAHREN
BEI
WERKZEUGMASCHINEN
.
39
4.3.1
MESSPRINZIPIEN
.
40
4.3.2
MESSVERFAHREN
.
43
4.3.3
BEURTEILUNG
DER
VERFAHREN
.
46
4.4
KOORDINATENMESSSYSTEME
IN
DER
ROBOTERMETROLOGIE
.
47
4.4.1
BEURTEILUNG
DER
MESSSYSTEME
.
50
4.4.2
LASER-TRACKING-MESSSYSTEME
.
51
5
UNTERSUCHUNG
VON
GERADHEITSABWEICHUNGEN
LINEARER
GELENKBEWEGUNGEN
54
5.1
EINLEITUNG
UND
ZIELSETZUNG
.
54
5.2
MESS
UND
AUSWERTEVERFAHREN
.
55
5.2.1
MESSSYSTEM
.
55
5.2.2
EXPERIMENELLE
DURCHFUEHRUNG
.
56
5.2.3
MESSSTRATEGIEN
UND
BEOBACHTBARE
EFFEKTE
.
58
5.2.3.1
BEOBACHTUNG
VON
WINKELABWEICHUNGEN
.
59
5.2.3.2
RUECKSCHLUESSE
AUF
URSACHEN
GEOMETRISCHER
ABWEICHUNGEN
.
60
5.2.4
AUSWERTUNG
.
61
5.2.4.1
BEZUGSKOORDINATENSYSTEME
.
61
5.2.4.2
GLAETTUNG
UND
DATENREDUKTION
.
62
5.3
FLAECHENPORTAL
.
63
INHALT
HI
5.4
LINEAIROBOTER.
.
72
5.5
EINACHSIGE
POSITIONIEREINHEIT
.
78
5.6
FUENF-ACHSEN-FRAESMASCHINE
.
81
5.7
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
.
87
6
ERMITTLUNG
DES
SECHSDIMENSIONALEN
VERLAUFS
LINEARER
GELENKBEWEGUNGEN
89
6.1
EINLEITUNG
.
89
6.2
STATIONAERES
MESSVERFAHREN
.
90
6.2.1
MESSEXPERIMENT
.
90
6.2.2
MODELLBILDUNG
.
90
6.2.3
BERECHNUNG
DER
DIFFERENZTRANSFORMATION
.
94
6.2.4
BESTIMMUNG
DES
POSITIONIERFEHLERS
.
97
6.2.5
WERTUNG
DES
STATIONAEREN
MESSVERFAHRENS
.
97
6.3
DYNAMISCHES
MESSVERFAHREN
.
98
6.3.1
PROBLEMSTELLUNG
.
98
6.3.2
MESSEXPERIMENT
.
99
6.3.3
MODELLBILDUNG
.
102
6.3.4
PROBLEMFORMULIERUNG
UNTER
EINBEZIEHUNG
ALLER
MESSUNGEN
.
104
6.3.5
LOESUNGSANSATZ
.
106
6.3.5.1
BERECHNUNG
DER
PARTIELLEN
ABLEITUNGEN
.
107
6.3.5.2
AUFBAU
DER
MODELL-JACOBI-MATRIX
.
109
6.3.6
PARAMETERABHAENGIGKEITEN
.
111
6.3.6.1
SINGULAERWERTANALYSE
.
112
6.3.OE.2
ANALYSE
DER
MODELL-JACOBI-MATRIX
.
114
6.3.7
VEREINFACHTE
LOESUNG
DES
LINEAREN
PROBLEMS
.
117
6.3.8
ERPROBUNG
DES
VERFAHRENS
.122
6.3.8.1
MESSWERTSIMULATION
.
122
6.3.8.2
ANALYTISCHER
SCHAETZFEHLER
UND
RESIDUEN
.
125
6.3.8.3
AUSWERTUNG
SIMULIERTER
MESSUNGEN
.
127
6.3.8.4
GRENZEN
DES
DYNAMISCHEN
MESSVERFAHRENS
.130
6.3.8.5
NUMERISCHER
SCHAETZFEHLER
.130
OE.3.8.6
AUSWERTUNG
REALER
MESSUNGEN
.134
6.3.9
ZUSAMMENFASSUNG
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
138
6.4
BEWERTUNG
DES
GESAMTVERFAHRENS
.
138
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
141
8
SYMBOLE
UND
BEZEICHNUNGEN
144
9
LITERATURVERZEICHNIS
146 |
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