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Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung

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Bibliographic Details
Main Authors:	Weber, Wolfgang (Author), Koch, Heiko 1982- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München Hanser [2022]
Edition:	5., aktualisierte und erweiterte Auflage
Subjects:	Industrieroboter Automatisierung Interpolation JavaScript KUKA Lagebeschreibung Programmierung Regelung Simulation Steuerung Visualisierung FBETAUTO: Automatisierungstechnik FBLEHR: Lehrbuch Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XII, 260 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm
ISBN:	9783446468696 3446468692

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adam_text	INHALT VORWORT ZUR 1. AUFLAGE . IX VORWORT ZUR 5. AUFLAGE . XIII 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 . 17 2.1 GRUNDLAGEN DER LAGEBESCHREIBUNG . 17 2.1.1 KOORDINATENSYSTEME . 17 2.1.2 FREIE VEKTOREN . 17 2.1.3 OPERATIONEN MIT VEKTOREN . 19 2.1.4 ORTSVEKTOREN . 21 2.1.5 ANORDNUNG VON ELEMENTEN IN VEKTOREN UND MATRIZEN . 22 2.1.6 ROTATIONSMATRIZEN . 22 2.1.7 HOMOGENE MATRIZEN (FRAMES) . 25 2.1.8 BESCHREIBUNG DER ORIENTIERUNG DURCH EULER-WINKEL . 27 2.1.9 ROLL-PITCH-YAW-WINKEL . 31 2.1.10 BESCHREIBUNG DER ORIENTIERUNG DURCH DREHVEKTOR UND DREH WINKEL . 32 2.1.11 FREIHEITSGRAD DES ROBOTEREFFEKTORS . 35 2.1.12 DIFFERENZIEREN VON VEKTOREN IN BEWEGTEN KOORDINATENSYSTEMEN 36 2.2 DIE DENAVIT-HARTENBERG-KONVENTION FUER INDUSTRIEROBOTER . 38 2.2.1 DER INDUSTRIEROBOTER MIT OFFENER KINEMATISCHER KETTE . 38 2.2.2 KOORDINATENSYSTEME UND KINEMATISCHE PARAMETER NACH DER DENAVIT-HARTENBERG-KONVENTION . 39 2.2.3 ROTATIONSMATRIZEN UND HOMOGENE MATRIZEN AUF BASIS DER DENAVIT-HARTENBERG-PARAMETER . 45 2.3 UEBUNGSAUFGABEN . 47 3 TRANSFORMATIONEN ZWISCHEN ROBOTER UND WELTKOORDINATEN . 49 3.1 DIE VORWAERTSTRANSFORMATION . 50 3.2 DIE RUECKWAERTSTRANSFORMATION . 51 3.2.1 MEHRDEUTIGKEITEN UND SINGULARITAETEN . 51 3.2.2 LOESUNGSVORAUSSETZUNGEN UND LOESUNGSANSAETZE . 52 3.2.3 RUECKWAERTSTRANSFORMATION AN EINEM ZWEIGELENKROBOTER . 52 3.2.4 RUECKWAERTSTRANSFORMATION AN EINEM SCARA-ROBOTER . 54 3.2.5 GEOMETRISCHE RUECKWAERTSTRANSFORMATION FUER DEN R6-KNICKARMROBOTER . 56 3.3 KINEMATISCHE TRANSFORMATIONEN MIT DER JACOBI-MATRIX . 62 3.3.1 DIE JACOBI-MATRIX IN DER ROBOTIK . 62 3.3.2 RUECKWAERTSTRANSFORMATION AUF BASIS DER INVERSEN JACOBI-MATRIX 66 3.3.3 RUECKWAERTSTRANSFORMATION MIT DER TRANSPONIERTEN JACOBI-MATRIX 67 3.4 UEBUNGSAUFGABEN . 68 4 BEWEGUNGSART UND INTERPOLATION . 69 4.1 UEBERSICHT ZU DEN STEUERUNGSARTEN . 69 4.2 PTP-BAHN UND INTERPOLATIONSARTEN . 71 4.2.1 PRINZIPIELLER ABLAUF DER PTP-STEUERUNG . 71 4.2.2 RAMPENPROFIL ZUR INTERPOLATION . 73 4.2.3 SINOIDENPROFIL ZUR INTERPOLATION . 75 4.2.4 ANPASSUNG AN DIE INTERPOLATIONSSCHRITTWEITE . 77 4.2.5 SYNCHRONE PTP . 79 4.2.6 VOLLSYNCHRONE PTP . 80 4.2.7 BEISPIEL FUER EINE PTP-BAHN . 81 4.3 BAHNSTEUERUNG (CP-STEUERUNG) . 83 4.3.1 PRINZIPIELLER ABLAUF DER BAHNSTEUERUNG . 83 4.3.2 LINEARINTERPOLATION . 84 4.3.3 ZIRKULARINTERPOLATION . 87 4.3.4 BEISPIEL FUER EINE CP-BAHN . 93 4.4 DURCHFAHREN VON ZWISCHENSTELLUNGEN OHNE STILLSTAND DER ACHSEN . 94 4.4.1 PTP-UEBERSCHLEIFEN . 94 4.4.2 CP-UEBERSCHLEIFEN . 96 4.4.3 SPLINE-INTERPOLATION FUER PTP-BAHN . 97 4.4.4 SPLINE-INTERPOLATION IN KARTESISCHEN KOORDINATEN . 100 4.5 UEBUNGSAUFGABEN . 104 5 ROBOTERPROGRAMMIERUNG . 107 5.1 ONLINE-ROBOTERPROGRAMMIERUNG . 108 5.1.1 TEACH-IN-PROGRAMMIERUNG . 108 5.1.2 PLAY-BACK-PROGRAMMIERUNG . 110 5.1.3 MASTER-SLAVE-PROGRAMMIERUNG . 111 5.2 OFFLINE-PROGRAMMIERUNG . 112 5.2.1 TEXTUELLE PROGRAMMIERUNG IN EINER PROBLEMORIENTIERTEN PROGRAMMIERSPRACHE . 113 5.2.2 GRAFISCH INTERAKTIVE/CAD-BASIERTE PROGRAMMIERUNG . 113 5.2.3 AUFGABENORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG . 114 5.3 ROBOTERPROGRAMMIERSPRACHEN . 116 5.3.1 SPRACHELEMENTE VON ROBOTERPROGRAMMIERSPRACHEN . 117 5.3.2 PROGRAMMBEISPIEL . 119 5.4 PROGRAMMIERUNTERSTUETZUNG DURCH GRAFISCHE SIMULATION . 122 5.5 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN PROGRAMMIERARTEN . 124 5.6 UEBUNGSAUFGABEN . 125 6 MODELL DER DYNAMIK . 127 6.1 MODELL DER DYNAMIK EINER GELENKACHSE . 127 6.1.1 MODELL DER MECHANIK EINES GELENKS/ARMTEILS . 127 6.1.2 MODELL DES ANTRIEBSMOTORS UND DER SERVOELEKTRONIK . 129 6.1.3 MODELL DES IDEAL ANGENOMMENEN ANTRIEBSSTRANGS EINES GELENKS 131 6.1.4 GESAMTMODELL EINER EINZELACHSE BEI IDEAL ANGENOMMENEM ANTRIEBSSTRANG . 132 6.2 MODELL DER MECHANIK EINES ROBOTERARMS MIT DEM REKURSIVEN NEWTON-EULER-VERFAHREN . 133 6.2.1 KINEMATISCHE BERECHNUNGEN . 134 6.2.2 REKURSIVE BERECHNUNG DER GELENKKRAEFTE BZW. -DREHMOMENTE . 138 6.2.3 ANFANGSWERTE FUER DIE REKURSIVEN BERECHNUNGEN . 140 6.2.4 GEEIGNETE DARSTELLUNG DER VEKTOREN UND ZUSAMMENFASSUNG . 141 6.2.5 EINFACHE BEISPIELE ZUM NEWTON-EULER-VERFAHREN . 143 6.2.6 EXPLIZITE BERECHNUNG EINZELNER KOMPONENTEN DER BEWEGUNGSGLEICHUNG . 147 6.3 GESAMTMODELL DER REGELSTRECKE . 152 6.3.1 MODELL DER ANTRIEBSMOTOREN UND SERVOELEKTRONIK ALLER GELENKE 152 6.3.2 ZUSAMMENFASSUNG DER MODELLGLEICHUNGEN . 154 6.4 UEBUNGSAUFGABEN . 155 7 REGELUNG . 159 7.1 AUFGABEN UND PRINZIPIELLE STRUKTUREN . 159 7.2 DEZENTRALE GELENKREGELUNG IN KASKADENSTRUKTUR . 163 7.2.1 UEBERSICHT UND REGELSTRECKE . 163 7.2.2 GESCHWINDIGKEITSREGELUNG MIT PI-REGLER . 165 7.2.3 REDUS-GESCHWINDIGKEITSREGLER . 168 7.2.4 ENTWURF DES LAGEREGLERS . 171 7.2.5 BEISPIEL FUER EINE DEZENTRALE LAGEREGELUNG . 177 7.2.6 HINWEISE ZUR REALISIERUNG . 181 7.3 ADAPTIVE EINZELGELENKREGELUNGEN . 182 7.4 MODELLBASIERTE REGELUNGSKONZEPTE . 185 7.4.1 ZENTRALE VORSTEUERUNG . 186 7.4.2 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JACOBI-MATRIX . 229 BL BESCHREIBUNG DER BEWEGUNG DES EFFEKTORS IN ABHAENGIGKEIT VON DEN RELATIVEN GESCHWINDIGKEITEN DER ARMTEILE . 229 B2 BERECHNUNG DURCH ANWENDUNG DER KINEMATISCHEN GLEICHUNGEN DES NEWTON-EULER VERFAHRENS . 231 C MODELLBILDUNG UND SIMULATION DER STATISCHEN REIBUNG . 233 CI STATISCHE REIBUNG BEI EINEM EINZELGELENK . 233 C2 STATISCHE REIBUNG BEIM ROBOTERARM . 235 D MANDY: PROGRAMMIER-, SIMULATIONS UND VISUALISIERUNGSWERKZEUG . 237 E WEITERE SIMULATIONSWERKZEUGE . 240 E 1 PTP UND CP-INTERPOLATION FUER EINEN PLANAREN ZWEIGELENKROBOTER . 240 E2 SPLINE-INTERPOLATION . 241 E3 NEWTON-EULER-VERFAHREN FUER ZWEIGELENKROBOTER . 241 E4 SIMULATION EINER EINGELENKREGELUNG . 243 HINWEISE ZUR INTERNETSEITE . 244 LITERATUR . 245 FORMELZEICHEN . 253 INDEX . 257
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