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Titelaufnahme

Titel
Modellierung und Bahnoptimierung für einen redundanten SCARA Roboter / eingereicht von Stefan Stadlbauer
AutorInnenStadlbauer, Stefan
Beurteiler / BeurteilerinGattringer, Hubert
ErschienenLinz, 2017
Umfangv, 71 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Linz, Masterarbeit, 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Scara-Roboter / Modellierung / Bahnelement / Redundanz
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-17824 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist gemäß den "Hinweisen für BenützerInnen" verfügbar
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Modellierung und Bahnoptimierung für einen redundanten SCARA Roboter [4.75 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Heutzutage setzen moderne Betriebe Roboter für verschiedenste Zwecke ein. Die Anschaffung ist meist eine kostspielige Angelegenheit. Umso wichtiger ist eine effiziente Nutzung ihrer Potentiale. Eine Methode, um den Roboter effizient zu nutzen, bietet die zeitoptimale Bahnplanung definierter Bahnen. Sie veranlasst, dass sich der Roboter entlang einer vorgegebenen Bahn immer schnellstmöglich bewegt. Sei es, dass die Motoren mit maximalem Moment angetrieben werden, oder sich mit maximaler Drehzahl bewegen. All diese Bedingungen und noch viele mehr, berücksichtigt die zeitoptimale Bahnplanung und sie führt zu einer Verkürzung der Durchlaufzeit. Die minimale Durchlaufzeit ist essenziell in der Industrie. Die wegen der Rationalitätssteigerung ermöglichten höheren Umsätze können so die teuren Anschaffungskosten kompensieren.

Redundante Roboter besitzen mehr Gelenke als sie eigentlich bräuchten. Dies klingt im ersten Moment umständlich, bietet jedoch enorme Vorteile. Durch die zusätzlichen Gelenke kann der Roboter beispielsweise der Bahn in verwinkelte Bereiche folgen, wodurch sich der Arbeitsbereich erweitert. Bei der inversen Kinematik ist die Redundanz von großem Nutzen. Ein redundanter Roboter kann aktiv Hindernissen ausweichen ohne jedoch von der gewünschten Endeffektorposition abzuweichen. Dieser Aspekt ist bei Anwendungen, wo Roboter und Mensch Hand in Hand oder nebeneinander arbeiten, von großer Bedeutung. Weiters besteht die Möglichkeit durch die Ausrichtung der Gelenke eine größtmögliche Manipulierbarkeit zu erzielen. Dies bewirkt, dass der Roboter in alle möglichen Bewegungsrichtungen bestmöglich Geschwindigkeit aufbauen kann.

Als Untersuchungsobjekt dieser Arbeit dient ein redundanter SCARA-Roboter. Für diesen SCARA-Roboter wird ein Modell hergeleitet und dessen dynamische Parameter identifiziert. Im nächsten Schritt werden die Möglichkeiten, welche die Redundanz bietet, unter die Lupe genommen. So erfolgt die Implementierung einer Kollisionsvermeidung mit Hindernissen, welche mit einer Kamera detektiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit stellt die zeitoptimale Bahnplanung definierter Bahnen dar. Die Durchlaufzeit einer gegebenen Bahn wird für den SCARA-Roboter mithilfe des Extremalenverfahrens minimiert. Intensiv wird die Berücksichtigung des Gelenkrucks im Extremalenverfahren thematisiert. Die Ergebnisse einer zeitoptimalen Bahn für den SCARA-Roboter werden präsentiert.

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