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Definition Roboter ?
- automatisch gesteuerter frei programmierbarer Manipulator, der in drei oder mehr Achsen programmierbar ist und an einem festen Ort oder beweglich angeordnet werden kann
- Ausrüstungen:
- Greifer->Handhaben
- Werkzeuge-> Fertigungsaufgaben
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Definition Robotik ?
Konstruktion, Bau und Einsatz von Robotern
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Definition Einlegegegrät ?
Meist mit Greifern ausgerüsteter Handhabungseinrichtung die vorgegebene Bewegungsabläufe nach festen Zyklen abfahren
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Definition Manipulatoren ?
- Handhabungsgeräte die von Hand gesteuert werden
- Einsatz wenn Arbeit zu gefährlich, belastend , Automatisierung aber nicht sinnvoll
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Definition Steuerung?
Satz von logischen Steuer- und Leistungsfunktionen , der einen Überwachung der mechanischen Struktur des Roboters und die Kommunikation mit der Umgebung ermöglicht
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Definiton Endeffektor:
Vorrichtung speziell zum anbringen an die mechanische Schnittstelle mit der der Roboter seine Aufgaben erfüllt
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Wo werde Roboter eingesetzt ?
- Handhabeung
- Schleifen
- Gießerei
- Schweißen
- Fräsen,Entgraten
- Lackieren
- Polieren
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Wie werden Roboter bewertet ?
- Geometrische Kenngrößen (Arbeitsbereich)
- Belastungskenngrößen(Lasten, Momente, Massenträgheitsmomente
- Kinematische Kenngrößen( Geschwindigkeit, Beschleunigung, Überschwing- und Aussschwingweite)
- Genauigkeitsgrößen (Positioniergenauigkeit(Istposition von Sollposition beim anfahren eines Punkts), Wiederholgenauigkeit(Streuung wenn sollpunkt mehrfach aus gleicher Richtung angefahren wird))
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Welche Roboterkinematiken gibt es ? Zeichne ihre Arbeitsräume.
- Kartesischer Roboter: Portalroboter
- Horizontal-Knickarm-Roboter: SCARA
- Vertikal Knickarm Roboter: Universalroboter
- Parallelroboter: x
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Anwendungen Vor und Nachteile des Kartesischen Roboters?
- Anwendung: Palettieren, Kommissionieren, Bearbeiten.
- Vorteile: keine Koordinatentransformation nötig
- keine Anforderungen an Raumvorstellung des Programmierers
- sehr große Arbeitsräume möglich
- Nachteile: große Stellfläche
- Spiel in Achsführungen unvermeidlich
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Anwendungen, Vor und Nachteile des Horizontalen Knickarmroboters?
- Anwendungen: Kleinteilmontage, Fügen(senkrecht), Löten, Leiterplatten bestücken
- Vorteile: vertikal hohe Stetigkeit
- Eigengewicht wirkt nicht auf Antriebe
- hohe Geschwindigkeit
- Nachteile: Form des Arbeitsraums
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Anwendungen, Vor- und Nachteile Vertikal Knickarmroboter?
- Anwendungen: Beschichten, Lackieren, Schweißen, Handhabung, Bearbeitung
- Vorteile: Geringes Störvolumen, Umgreifen von Hindernissen möglich
- Nachteile: Gewicht wirkt auf Antrieb-> Gewichtsausgleich
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Anwendungen, Vor und Nachteil Parllelkinematikroboter ?
- Anwendung: Handhabung(Lebensmittel)
- Vorteile: Hohe Dynamik, gutes Last/Gewicht Verhältnis
- Nachteile: kleiner Arbeitsraum
- kleine Schwenkwinkel
- aufwändige Steuerung durch Koordinatentransormation
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Welche 3 Arten von Koordinatensystemen gibt es bei Vertikal-Knickarm-Robotern ?
Zeichne Sie für einen 6 Achs VKR.
- Achsspezifische Koordinatensysteme
- Kartesische Koordinatensysteme
- Werkzeugkoordinatensysteme
- Werkstückkoordinatensystem
- Programmierung in Kartesischen,Werkzeug oder Werkstückkoordinaten-> Verfahren in AchsspezifischenKoordniaten
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Wie funktioniert die Vor- und Rückwärtstransformation des Koordinatensystems ?
- Verbreitet Methode Denavit-Hartenberg: Reduziert 6 auf 4 Parameter zwischen KOS
- Jedes Glied wird anhand Struktur und Lage beschriebene =Denavit Hartenberg Parameter
- Vorwärtstransormation : Achsspezifisch in Kartesisch Nur eine Lösung
- Rückwärtstransformation mehrere Lösungen möglich -> Entscheidungsalgorithmen in Steuerung hinterlegt
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Welche Anforderungen werden an mechanische Komponenten in Industrierobotern gestellt?
- geringe Trägheitsmomente
- hohe Steifigkeit
- Umkehrspiel
- Dämpfung gegen Rattern und Schwingen
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Wie ist das Messsystem bei IR aufgebaut ?
- -liefert Eingangsgrößen für Achscontroller
- -Regelung der Position Beschleunigung Geschwindigkeit
- -Messung vorwiegend indirekt (z.B. am Motor)
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Welche Motoren werden bei Industrierobotern eingesetzt wieso ?
- Drehstrom Servomotoren
- hohes Drehmoment hohe Dynamik
- keine Kommutierungsgrenze hohe Drehzahlen
- Wartungsfrei gute Wärmeabfuhr
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Was sind die Vor- und Nachteil beim Einsatz von Getrieben ?
- Vorteile:
- +Drehmoment
- -Trägheitsmoment
- Anpassung Drehzahl und Lage
- Nachteile:
- Zusatzteil
- Spiel
- Zusatzträgheitsmoment
- Wirkungsgrad
- Geräusch
- Verschleiß
- Wartung(Schmierung)
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Nenne bei IR eingeatzte Getriebe .
Welche Anforderungen werden an sie gestellt ?
- Planetengetriebe, Riemengetriebe, Harmonic Drive
- Anforderungen:
- Kompakt und leicht, Steif, hohe Übersetzung
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Wie funktioniert ein Planetengetriebe ? Skizze
- Sonnenrad, Planeten, Hohlrad
- Sonne wird angetrieben
- Planeten treiben Antriebswelle an
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Wie funktioniert ein Riemengetriebe ?
Eigenschaften
- Übertragung zwischen 2 oder mehr Wellen auch bei hohen Drehzahlen und großen Achsenabständen
- Unterscheidungen: kraftschlüssig und formschlüssig
- Kraft: Reibung zwischen Riemen und Scheibe-> Schlupf
- Form: Zahnriemen, kein Schlupf
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Funktionsweise Cyclo Getriebe ?
- Drehzahl reduzieren
- Exzenter triebt Kurvenscheibe an
- Differenz Kuvenelement der Kurvenscheibe geringe als Außenrollen
- Relativbewegung
- 33% arbeiten gleichzeitig
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Erkläre Harmonic Drive.
Welche Komponenten hat es ?
- Wave Generator: elliptische angetriebene Scheibe mit verformbaren Spezialkugellager
- Flexspline: außenverzahnte flexible Stahlbüchse
- Circular Spline: Innenverzahnter zylindrischer Ring
- Circular Spline hat 2 Zähne weniger als Flexspline somit Pro Umdrehung 2 Zähne rückwärts im Circular Spline
- Übersetzungesverhältnis: Ü=Innenzähne/Außenzahne-Innenzähne
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Welche Vorteile biete das Harmonie Drive ?
- dauerhaft spielfrei, Präzisionsgetriebe
- nur 3 Bauteile
- kompakt
- 30:1 - 320:1 in einer Stufe
- 0,5- 9000 Nm
- Wiederholgenauigkeit 5"
- Lebensdauerschmierung
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Was ist die Aufgabe der Industrierobotersteuerung ?
Ein oder mehrere Handhabungsgeräte entsprechend der Bearbeitungsaufgabe zu steuern.
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Wie ist die Struktur einer IR Steuerung ?
- Interpretation zur Berechnung von Anfangsdaten und Bahnparametern
- Berechnung der Bahn durch Interpolation
- Kontrolle des Endeffektors innerhalb des Arbeitsraums
- Koordinatentransformation zur Positionsumrechnung
- Beschleunigen und Bremsen
- Stabilisierung/Regelung der Bewegungsbahn zur berechneten
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Welche Steuerungsarten für IR gibt es ? wofür werden sie eingesetzt ?
- Punktsteuerung: Einzelne Punkte werden angefahren, kein Zusammenhang zwischen den einzelnen Achsen
- Wird für einfache Positionieraufgaben verwendet
- Multipunktsteuerung: Programmierer führt Roboter wie gewünscht, Punkte der einzelnen Achsen werden im ms Abstand gespeichert z.B. beim Lackieren (Playback-Programmierung)
- Bahnsteuerung: Beliebige Bahn in beliebiger Geschwindigkeit, Achsbewegungen werden von Interpolation aufeinander abgestimmt
- Bei Roboterhandhabung unterschiedliche Anforderungen an Geschwindigkeit und Genauigkeit
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Welche Programmierverfahren werden unterschieden ?
- On-Line: Teich-In(Anfahren und Speichern) und Play-Back(Abfahren einer Bahn)
- Off Line: Text-basiert, Simulationsbasiert
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Was ist ein Endeffektor?
- Bauelement mit dem die eigentliche Handhabungsaufgabe durchgeführt wird
- Werkstückhandhabung oder Werkzeughandhabung
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Was machen Endeffekten zur Werstüchandhabung ?
Was müssen sie können ?
- einlegen
- einsortieren
- bewegen
Müssen aufnehmen und halten können
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Welche verschiedenen Greifer gibt es ?
- Unterscheidung nach Wirkprinzip bzw. Kraftübertragung
- Mechanische Greifer: Kraftschluss Formschluss Kombination
- 2/3 Backen Greifer Winkelgreifer
- Saugluftgreifer:
- Auspressen Saugglocke (Haftsauger), Vakuumsauger, Venturi-Luftstromsauger
- Magnetgreifer:
- meist Elektromagnete
- selten Verwendet: Verrutschen bei schnellen Bewegungen,Späne am Magnet, bei öl aoder Rauigkeit geringe Haftkraft
- Sondergreifer:
- für besondere Aufgaben: Gummilochgreifer, Nadelgreifer, Röhrengreifer, Spreizfingergreifer
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Was sind Effektorwechselsysteme ?
- z.B. wenn verschiedenartige Werkstücke mit einem Roboter gehandlet werden müssen
- automatische Schnittstelle für Energie(Druckluft) und Informationen(Datenleitungen)
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