Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2019]
|
| Ausgabe: | 4., aktualisierte Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 237 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
| ISBN: | 9783446459526 3446459529 |
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|---|---|
| adam_text | 1
KOMPONENTEN
EINES
INDUSTRIEROBOTERS
........................................
1
1.1
DEFINITION
UND
EINSATZGEBIETE
VON
INDUSTRIEROBOTERN
.............................
1
1.2
MECHANISCHER
AUFBAU
..............................................................................
3
1.3
STEUERUNG
UND
PROGRAMMIERUNG
...........................................................
7
1.4
STRUKTUR
UND
AUFGABEN
DER
REGELUNG
.......................................................
9
1.5
NEUERE
EINSATZFELDER
UND
KONZEPTE
DER
INDUSTRIEROBOTIK
.....................
13
2
BESCHREIBUNG
EINER
ROBOTERSTELLUNG
.............................................
15
2.1
GRUNDLAGEN
DER
LAGEBESCHREIBUNG
.........................................................
15
2.1.1
KOORDINATENSYSTEME
.....................................................................
15
2.1.2
FREIE
VEKTOREN
.............................................................................
15
2.1.3
OPERATIONEN
MIT
VEKTOREN
...........................................................
17
2.1.4
ORTS
VEKTOREN
................................................................................
19
2.1.5
ANORDNUNG
VON
ELEMENTEN
IN
VEKTOREN
UND
MATRIZEN
.............
20
2.1.6
ROTATIONSMATRIZEN
......................................................................
20
2.1.7
HOMOGENE
MATRIZEN
(FRAMES)
......................................................
23
2.1.8
BESCHREIBUNG
DER
ORIENTIERUNG
DURCH
EULER-WINKEL
...................
25
2.1.9
BESCHREIBUNG
DER
ORIENTIERUNG
DURCH
DREHVEKTOR
UND
DREHWINKEL
............................................................................
29
2.1.10
FREIHEITSGRAD
DES
ROBOTEREFFEKTORS
..............................................
31
2.1.11
DIFFERENZIEREN
VON
VEKTOREN
IN
BEWEGTEN
KOORDINATENSYSTEMEN
32
2.2
DIE
DENAVIT-HARTENBERG-KONVENTION
FUER
INDUSTRIEROBOTER
.....................
34
2.2.1
DER
INDUSTRIEROBOTER
MIT
OFFENER
KINEMATISCHER
KETTE
...............
34
2.2.2
KOORDINATENSYSTEME
UND
KINEMATISCHE
PARAMETER
NACH
DER
DENAVIT-HARTENBERG-KONVENTION
..................................................
36
2.2.3
ROTATIONSMATRIZEN
UND
HOMOGENE
MATRIZEN
AUF
BASIS
DER
DENAVIT-HARTENBERG-PARAMETER
....................................................
42
2.3
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
44
3
TRANSFORMATIONEN
ZWISCHEN
ROBOTER-
UND
WELTKOORDINATEN
..
45
3.1
DIE
VORWAERTSTRANSFORMATION
...................................................................
46
3.2
DIE
RUECKWAERTSTRANSFORMATION
.................................................................
47
3.2.1
MEHRDEUTIGKEITEN
UND
SINGULARITAETEN
..........................................
47
3.2.2
LOESUNGSVORAUSSETZUNGEN
UND
LOESUNGSANSAETZE
.........................
48
3.2.3
RUECKWAERTSTRANSFORMATION
AN
EINEM
ZWEIGELENKROBOTER
............
48
3.2.4
GEOMETRISCHE
RUECKWAERTSTRANSFORMATION
FUER
DEN
R6-KNICKARMROBOTER
...................................................................
52
3.3
KINEMATISCHE
TRANSFORMATIONEN
MIT
DER
JACOBI-MATRIX
.........................
57
3.3.1
DIE
JACOBI-MATRIX
IN
DER
ROBOTIK
..................................................
58
3.3.2
RUECKWAERTSTRANSFORMATION
AUF
BASIS
DER
INVERSEN
JACOBI-MATRIX
61
3.3.3
RUECKWAERTSTRANSFORMATION
MIT
DER
TRANSPONIERTEN
JACOBI-MATRIX
62
3.4
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
63
4
BEWEGUNGSART
UND
INTERPOLATION
....................................................
65
4.1
UEBERSICHT
ZU
DEN
STEUERUNGSARTEN
..........................................................
65
4.2
PTP-BAHN
UND
INTERPOLATIONSARTEN
..........................................................
67
4.2.1
PRINZIPIELLER
ABLAUF
DER
PTP-STEUERUNG
......................................
67
4.2.2
RAMPENPROFIL
ZUR
INTERPOLATION
....................................................
69
4.2.3
SINOIDENPROFIL
ZUR
INTERPOLATION
..................................................
71
4.2.4
ANPASSUNG
AN
DIE
INTERPOLATIONSSCHRITTWEITE
.............................
73
4.2.5
SYNCHRONE
PTP
.............................................................................
75
4.2.6
VOLLSYNCHRONE
PTP
.......................................................................
76
4.2.7
BEISPIEL
FUER
EINE
PTP-BAHN
...........................................................
77
4.3
BAHNSTEUERUNG
(CP-STEUERUNG)
...............................................................
79
4.3.1
PRINZIPIELLER
ABLAUF
DER
BAHNSTEUERUNG
......................................
79
4.3.2
LINEARINTERPOLATION
.......................................................................
80
4.3.3
ZIRKULARINTERPOLATION
...................................................................
83
4.3.4
BEISPIEL
FUER
EINE
CP-BAHN
.............................................................
89
4.4
DURCHFAHREN
VON
ZWISCHENSTELLUNGEN
OHNE
STILLSTAND
DER
ACHSEN
........
90
4.4.1
PTP-UEBERSCHLEIFEN
.........................................................................
90
4.4.2
CP-UEBERSCHLEIFEN
...........................................................................
92
4.4.3
SPLINE-INTERPOLATION
FUER
PTP-BAHN
..............................................
93
4.4.4
SPLINE-INTERPOLATION
IN
KARTESISCHEN
KOORDINATEN
.......................
95
4.5
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
97
5
ROBOTERPROGRAMMIERUNG
..................................................................
101
5.1
ONLINE-ROBOTERPROGRAMMIERUNG
.............................................................
102
5.1.1
TEACH-IN-PROGRAMMIERUNG
...........................................................
102
5.1.2
PLAY-BACK-PROGRAMMIERUNG
.........................................................
104
5.1.3
MASTER-SLAVE-PROGRAMMIERUNG
....................................................
105
5.2
OFFLINE-PROGRAMMIERUNG
.........................................................................
106
5.2.1
TEXTUELLE
PROGRAMMIERUNG
IN
EINER
PROBLEMORIENTIERTEN
PROGRAMMIERSPRACHE
...................................................................
107
5.2.2
GRAFISCH
INTERAKTIVE/CAD-BASIERTE
PROGRAMMIERUNG
.................
107
5.2.3
AUFGABENORIENTIERTE
PROGRAMMIERUNG
........................................
108
5.3
ROBOTERPROGRAMMIERSPRACHEN
.................................................................
110
5.3.1
SPRACHELEMENTE
VON
ROBOTERPROGRAMMIERSPRACHEN
...................
111
5.3.2
PROGRAMMBEISPIEL
.........................................................................
113
5.4
PROGRAMMIERUNTERSTUETZUNG
DURCH
GRAFISCHE
SIMULATION
.......................
115
5.5
VERGLEICH
DER
VERSCHIEDENEN
PROGRAMMIERARTEN
....................................
117
5.6
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
118
6
MODELL
DER
DYNAMIK
...........................................................................
119
6.1
MODELL
DER
DYNAMIK
EINER
GELENKACHSE
..................................................
119
6.1.1
MODELL
DER
MECHANIK
EINES
GELENKS/ARMTEILS
...........................
119
6.1.2
MODELL
DES
ANTRIEBSMOTORS
UND
DER
SERVOELEKTRONIK
.................
121
6.1.3
MODELL
DES
IDEAL
ANGENOMMENEN
ANTRIEBSSTRANGS
EINES
GELENKS
123
6.1.4
GESAMTMODELL
EINER
EINZELACHSE
BEI
IDEAL
ANGENOMMENEM
ANTRIEBSSTRANG
..............................................................................
124
6.2
MODELL
DER
MECHANIK
EINES
ROBOTERARMS
MIT
DEM
REKURSIVEN
NEWTON-EULER-VERFAHREN
..........................................................................
125
6.2.1
KINEMATISCHE
BERECHNUNGEN
........................................................
126
6.2.2
REKURSIVE
BERECHNUNG
DER
GELENKKRAEFTE
BZW.
-DREHMOMENTE
...
130
6.2.3
ANFANGSWERTE
FUER
DIE
REKURSIVEN
BERECHNUNGEN
.......................
132
6.2.4
GEEIGNETE
DARSTELLUNG
DER
VEKTOREN
UND
ZUSAMMENFASSUNG
...
133
6.2.5
EINFACHE
BEISPIELE
ZUM
NEWTON-EULER-VERFAHREN
.......................
134
6.2.6
EXPLIZITE
BERECHNUNG
EINZELNER
KOMPONENTEN
DER
BEWEGUNGSGLEICHUNG
...................................................................
139
6.3
GESAMTMODELL
DER
REGELSTRECKE
.............................................................
143
6.3.1
MODELL
DER
ANTRIEBSMOTOREN
UND
SERVOELEKTRONIK
ALLER
GELENKE
144
6.3.2
ZUSAMMENFASSUNG
DER
MODELLGLEICHUNGEN
.................................
146
6.4
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
147
7
REGELUNG
...............................................................................................
151
7.1
AUFGABEN
UND
PRINZIPIELLE
STRUKTUREN
....................................................
151
7.2
DEZENTRALE
GELENKREGELUNG
IN
KASKADENSTRUKTUR
..................................
155
7.2.1
UEBERSICHT
UND
REGELSTRECKE
.........................................................
155
7.2.2
GESCHWINDIGKEITSREGELUNG
MIT
PI-REGLER
....................................
157
7.2.3
REDUS-GESCHWINDIGKEITSREGLER
.................
.
.................................
160
7.2.4
ENTWURF
DES
LAGEREGLERS
...............................................................
163
7.2.5
BEISPIEL
FUER
EINE
DEZENTRALE
LAGEREGELUNG
..................................
168
7.2.6
HINWEISE
ZUR
REALISIERUNG
.........................................................
172
7.3
ADAPTIVE
EINZELGELENKREGELUNGEN
...........................................................
174
7.4
MODELLBASIERTE
REGELUNGSKONZEPTE
.........................................................
177
7.4.1
ZENTRALE
VORSTEUERUNG
......................
177
7.4.2
ENTKOPPLUNG
UND
LINEARISIERUNG
................................................
179
7.4.3
MODELLBASIERTE
REGELUNG
MIT
PID-STRUKTUREN
.............................
182
7.4.4
ROBUSTE
REGELUNG
DURCH
VORGEGEBENES
VERZOEGERUNGSVERHALTEN
184
7.4.5
MODELLBASIERTE
LAGEREGELUNG
MIT
KASKADENSTRUKTUR
.................
187
7.4.6
HINWEISE
ZUR
REALISIERUNG
MODELLBASIERTER
GELENKREGELUNGEN
..
189
7.4.7
MODELLBASIERTE
LAGEREGELUNG
IN
KARTESISCHEN
KOORDINATEN
........
190
7.4.8
BEISPIEL
FUER
EINE
MODELLBASIERTE
REGELUNG
................................
192
7.5
NICHTANALYTISCHE
REGELUNGSVERFAHREN
....................................................
194
7.5.1
FUZZY-REGELUNGEN
.......................................................................
194
7.5.2
NEURONALE
LERNVERFAHREN
IN
DER
GELENKREGELUNG
.......................
196
7.6
STRUKTUREN
VON
KRAFTREGELUNGEN
.............................................................
199
7.7
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................................
201
ANHANG
............................................................................................................
203
A
EINIGE
DEFINITIONEN
UND
RECHENREGELN
FUER
MATRIZEN
..............................
203
B
AUFSTELLEN
DER
JACOBI-MATRIX
.....................................................................
207
BL
BESCHREIBUNG
DER
BEWEGUNG
DES
EFFEKTORS
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
RELATIVEN
GESCHWINDIGKEITEN
DER
ARMTEILE
...................
207
B2
BERECHNUNG
DURCH
ANWENDUNG
DER
KINEMATISCHEN
GLEICHUNGEN
DES
NEWTON-EULER
VERFAHRENS
......................................................
209
C
MODELLBILDUNG
UND
SIMULATION
DER
STATISCHEN
REIBUNG
..........................
211
C
1
STATISCHE
REIBUNG
BEI
EINEM
EINZELGELENK
.................................
211
C2
STATISCHE
REIBUNG
BEIM
ROBOTERARM
...........................................
213
D
MANDY:
PROGRAMMIER-,
SIMULATIONS-
UND
VISUALISIERUNGSWERKZEUG
...
215
E
WEITERE
SIMULATIONSWERKZEUGE
................................................................
218
EL
PTP-
UND
CP-INTERPOLATION
FUER
EINEN
PLANAREN
ZWEIGELENKROBOTER
.......................................................................
218
E2
SPLINE-INTERPOLATION
MIT
ZWEI
BAHNSEGMENTEN
...........................
218
E3
NEWTON-EULER-VERFAHREN
FUER
ZWEIGELENKROBOTER
.........................
219
E4
SIMULATION
EINER
EINGELENKREGELUNG
...........................................
221
HINWEISE
ZUR
INTERNETSEITE
..........................................................................
222
LITERATUR
...........................................................................................................
223
FORMELZEICHEN
.......
......................................................................................
231
INDEX
.................................................................................................................
235
|
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