Verbesserung des Positionierverhaltens und der Bahntreue eines Industrieroboters durch den Einsatz von Beschleunigungssensoren:
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Aachen
Shaker
2001
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BERICHTE AUS DER ROBOTIK JOHANNES STELTER VERBESSERUNG DES
POSITIONIERVERHALTENS UND DER BAHNTREUE EINES INDUSTRIEROBOTERS DURCH
DEN EINSATZ VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN SHAKER VERLAG AACHEN 2001
INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS III GLOSSAR 1 1. EINFUEHRUNG 2 1.1.
FEHLER UND UNSICHERHEITEN IM AUTOMATISIERTEN PROZESS 3 1.2.
PROBLEMSTELLUNG 4 1.2.1. DER ROBOTER ALS STARRKOERPERMODELL 4 1.2.2. DER
MECHANISCHE AUFBAU EINES INDUSTRIEROBOTERS 7 1.3. STAND DER TECHNIK 11
1.3.1. MODELLIERUNG 11 1.3.2. REGELUNG 12 1.3.3. IDENTIFIKATION 13 2.
GRUNDLAGEN DER ROBOTIK 14 2.1. KINEMATISCHE GRUNDLAGEN 14 2.1.1.
GELENKTYPEN 14 2.1.2. HOMOGENE TRANSFORMATIONEN 15 2.1.3. DIE
DENAVIT-HARTENBERG PARAMETER 17 2.1.4. VORWAERTS-UND
RUECKWAERTSTRANSFORMATIONEN 20 2.1.5. DIE KINEMATIK DER RELATIVBEWEGUNGEN
21 2.2. SYSTEMTECHNISCHE GRUNDLAGEN 26 2.2.1. DER ROBOTER 26 III 2.2.2.
DIE GEOMETRIE DES ROBOTERS 26 2.2.3. DIE KINEMATIK DES ROBOTERS KR 15/2
31 2.2.4. DIE ROBOTERSTEUERUNG 32 2.2.5. DIE GELENKREGELUNG 35 2.2.6.
MESSSYSTEME ZUR ABTRIEBSEITIGEN POSITIONSMESSUNG 36 3. LOESUNGSANSATZ ZUR
AKTIVEN SCHWINGUNGSDAEMPFUNG 40 3.1. DAS KONZEPT ZUR MESSUNG DES
ABTRIEBSEITIGEN VERHALTENS DES ROBOTERS 40 3.1.1. AUSWAHL DER
ABTRIEBSEITIG MESSENDEN SENSOREN 40 3.1.2. MIKROMECHANISCHE
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 43 3.1.3. ANSCHLUSS DER BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
AN DIE ROBOTERSTEUERUNG 44 3.1.4. MOEGLICHKEITEN DER SENSORANBRINGUNGEN
AM ROBOTER 45 3.1.5. VERTEILTE BESCHLEUNIGUNGSMESSUNG 45 3.1.6. ZENTRALE
BESCHLEUNIGUNGSMESSUNG 47 3.1.7. ABSTAND DES SENSORS ZUR DREHACHSE 48
3.2. KONZEPT ZUR SCHWINGUNGSDAEMPFENDEN GELENKREGELUNG EINES ROBOTERS 49
3.2.1. DIE ENTKOPPLUNG DER BESCHLEUNIGUNGSMESSWERTE 50 3.2.2. DIE
SCHWINGUNGSDAEMPFENDE GELENKREGELUNG 50 4. EINE EFFIZIENTE METHODE ZUR
ENTKOPPLUNG DER BESCHLEUNIGUNGSMESSWERTE 53 4.1. LOKALISIERUNG DER
BESCHLEUNIGUNSMESSWERTE BEI VERTEILTER MONTAGE 53 4.1.1.
VORWAERTSPROPAGIERUNG DER BEWEGUNGSZUSTAENDE DER EINZELNEN GELENKE . 55
4.1.2. RUCKPROPAGIERUNG DER BESCHLEUNIGUNG AUF LOKALE GELENKGROESSEN 57
4.1.3. POSITION UND AUSRICHTUNG DES SENSORS 61 4.1.4.
SIMULATIONSERGEBNISSE 67 4.2. RUECKPROPAGIERUNG DER
BESCHLEUNIGUNGSMESSWERTE AM ROBOTER 71 4.2.1. VEREINFACHUNG DER
BESTIMMUNGSGLEICHUNGEN FUER DIE ABTRIEBSEITIGEN GE-
LENKWINKELBESCHLEUNIGUNGEN AM ROBOTER 75 4.3. WEITERE MOEGLICHKEITEN DER
SENSORANBRINGUNG 75 4.3.1. VERLAGERUNG DES SENSORS ZUR MESSUNG VON 6I
AUF ARM 3 75 4.3.2. DREIDIMENSIONALE BESCHLEUNIGUNGSMESSUNG AM ARM 3 79
IV 5. ENTWURF DER SCHWINGUNGSDAEMPFENDEN GELENKREGELUNG 80 5.1.
MODELLIERUNG EINES ROBOTER-ANTRIEBSTRANGS 80 5.1.1. DIE MOMENTENBILANZ
80 5.1.2. KONSEQUENZEN FUER DIE REGELUNG 82 5.2. ENTWURF DES BEOBACHTERS
85 5.2.1. DER VOLLSTAENDIGE BEOBACHTER NACH LUENBERGER 85 5.2.2.
REDUKTION DES BEOBACHTERS AUF ABTRIEBSEITIGE GROESSEN 87 5.2.3. DIE
LINEARISIERUNG DES BEOBACHTERS 88 5.3. IDENTIFIKATION DER UNBEKANNTEN
GELENKPARAMETER 90 6. ERGEBNISSE 94 7. ZUSAMMENFASSUNG, BEWERTUNG UND
AUSBLICK 101 A. RECHENVORSCHRIFTEN 105 A.L. VEKTORKREUZPRODUKTE 105 A.2.
BEWEISE 106 B. DATENBLATT DES BESCHLEUNIGUNGSSENSORS 108
LITERATURVERZEICHNIS 109 |
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