Robotersysteme 1

Inhaltsverzeichnis

• I Robotersysteme.
• 1 Industrierobotersysteme.
• 1.1 Definitionen.
• 1.2 Robotergenerationen.
• 1.3 Motivation des Robotereinsatzes.
• 1.4 Aufbau eines Industrierobotersystems.
• 1.5 Roboterkonfigurationen.
• 1.6 Modulare Roboter.
• 1.7 Spine-Roboter.
• 2 Entwurf einer Roboterzelle.
• 2.1 Layoutentwurf.
• 2.2 Uberlagerungsprobleme.
• 2.3 Steuereinrichtung.
• 2.4 Verriegelungssignale.
• 3 Bearbeitungsvorgänge.
• 3.1 Punktschweißen.
• 3.2 Lichtbogenschweißen.
• 3.3 Schweißen und Schneiden.
• 3.4 Spritzbeschichtung.
• 3.5 Sonstige Fertigungsvorgänge.
• 4 Transport- und Ladeaufgaben.
• 4.1 Anwendungen mit Materialtransport.
• 4.2 Maschinelles Laden und Entladen.
• 5 Montage und Inspektion.
• 5.1 Teilezufuhr.
• 5.2 Montagearbeitsgänge.
• 5.3 Zentrieren.
• 5.4 Aufbau eines Montagesystems.
• 5.5 Robotergerechte Teilekonstruktion.
• 5.6 Automatische Inspektion.
• 6 Programmierung der Roboterzelle.
• 6.1 Direktes Programmieren durch Einlernen.
• 6.2 Textuelle Programmierverfahren.
• 6.3 Frame-Konzept.
• 6.4 Konzept der expliziten Programmierung.
• 6.5 Konzept der impliziten Programmierung.
• 6.6 Anforderungen an ein Programmiersystem.
• 6.7 Umweltmodellierung.
• 6.8 Spezifikation der Bewegung.
• 6.9 Bewegungskontrolle und Programmierunterstützung.
• 7 Programmiersprachen für Roboter.
• 7.1 Grundelemente und Funktionen.
• 7.2 Bewegungsbefehle.
• 7.3 Definition von Positionen.
• 7.4 Bahnen und Frames.
• 7.5 Effektorbefehle.
• 7.6 Signalkommandos.
• 7.7 Berechnungen und Operationen.
• 7.8 Programmsteuerung.
• 7.9 Unterprogramme.
• 7.10 Kommunikation und Datenverwaltung.
• 7.11 Monitorkommandos.
• II Kinematik und Dynamik.
• 8 Mathematische Grundlagen.
• 8.1 Koordinatensysteme.
• 8.2 Vektoren.
• 8.3 Homogene Koordinaten.
• 8.4 Beschreibung von Koordinatensystemen.
• 8.5 Transformationsbeziehungen.
• 8.6 Wechsel des Referenzkoordinatensystems.
• 9 Homogene Transformationen.
• 9.1 Transformationsoperatoren.
• 9.2 Transformationsarithmetik.
• 9.3 Inverse Transformation.
• 9.4 Transformationsgleichungen.
• 9.5 Beschreibung der Orientierung.
• 9.6 Relative Transformationen.
• 9.7 Freiheitsgrade.
• 9.8 Übungen.
• 9.9 Lösungen.
• 10 Kinematik eines Roboters.
• 10.1 Starrkörpermodell.
• 10.2 Verfahren nach Denavit und Hartenberg.
• 10.3 Modifizierte Lage des Achskoordinatensystems.
• 10.4 Beispiel Stanford-Arm.
• 10.5 Übungen.
• 10.6 Lösungen.
• 11 Inverse Kinematik.
• 11.1 Existenz von Lösungen.
• 11.2 Mehrfache Lösungen.
• 11.3 Lösungsmethoden.
• 11.4 Übungen.
• 11.5 Lösungen.
• 12 Differentielle Bewegungsvorgänge.
• 12.1 Jacoby-Matrix.
• 12.2 Transformationsbeziehungen.
• 12.3 Singularitäten.
• 12.4 Übungen.
• 12.5 Lösungen.
• 13 Kinematik einer Starrkörperkette.
• 13.1 Teilmodell einer Starrkörperkette.
• 13.2 Transformation von Vektoren.
• 13.3 Winkelgeschwindigkeiten.
• 13.4 Winkelbeschleunigungen.
• 13.5 Lineargeschwindigkeiten.
• 13.6 Linearbeschleunigungen.
• 13.7 Bewegung des Ursprungs.
• 13.8 Bewegung des Massenmittelpunktes.
• 13.9 Übungen.
• 13.10Lösungen.
• 14 Iterative Kinematik.
• 14.1 Winkelgeschwindigkeit.
• 14.2 Winkelbeschleunigung.
• 14.3 Lineargeschwindigkeit.
• 14.4 Linearbeschleunigung.
• 14.5 Lineargeschwindigkeit des Massenmittelpunktes.
• 14.6 Linearbeschleunigung des Massenmittelpunktes.
• 14.7 Rotatorische Roboterachse.
• 14.8 Translatorische Roboterachse.
• 14.9 Beispiel Zweiarm-Manipulator.
• 15 Explizite Kinematik.
• 15.1 Transformation von Ortsvektoren.
• 15.2 Lineargeschwindigkeit.
• 15.3 Linearbeschleunigung.
• 15.4 Nutzen eines Operators.
• 15.5 Winkelgeschwindigkeit.
• 15.6 Winkelbeschleunigung.
• 15.7 Übungen.
• 15.8 Lösungen.
• 16 Trägheitseigenschaften.
• 16.1 Massenmittelpunkt.
• 16.2 Trägheitsgrößen.
• 16.3 Trägheitstensor.
• 16.4 Parallelitätstheorem.
• 16.5 Prinzipielle Trägheitswerte.
• 16.6 Mehrkörpersysteme.
• 16.7 Übungen.
• 16.8 Lösungen.
• 17 Dynamik nach Newton-Euler.
• 17.1 Berechnungsverfahren.
• 17.2 Newton-Euler’sche Gleichungen.
• 17.3 Kette von Starrkörpern.
• 17.4 Iteratives Newton-Euler-Verfahren.
• 17.5 Übungen.
• 17.6 Lösungen.
• 18 Dynamik nach Lagrange.
• 18.1 Geschwindigkeit.
• 18.2 Kinetische Energie.
• 18.3 Potentielle Energie.
• 18.4 Lagrange-Funktion.
• 18.5 Bewegungsgleichungen.
• 18.6 Beispiel Planarer Zweiarm-Manipulator.
• Stichwortverzeichnis.