Robotik 1

Grundlagen der Robotik

Grundlagen der Robotik


T. C.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Robotik auf Universitätsniveau. Sie behandeln Themen wie Kinematik, Bahnsteuerung, Interpolation und die Struktur von Industrierobotern. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende und Forscher, die sich mit der Planung und Steuerung von Robotern beschäftigen, da sie sowohl theoretische Konzepte als auch praktische Anwendungen abdecken.
Cartes-fiches
54
Utilisateurs
1
Langue
Allemand
Catégorie
Informatique
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
25.04.2014 / 20.10.2014

Cartes-fiches

Bahnsteuerung Gelenkwinkelraum syncron

achsinterpolierte Steuerung (Bewegung aller Achsen beginnt und endet zum gleichen Zeitpunkt, Leitachse langsamstes Gelenk)

Lackieren: kontinuierliche Geschwindigkeit für Farbauftrag

Bahnsteuerung im kartesischen Raum

Endeffektor folgt in Lage und Orientierung einer definierten Bahn

Angabe der Trajektorie erfolgt als Funktion der Zustände des Roboters

Bahntypen
–lineare Bahnen
–Polynombahnen
–Splines

Interpolation Arten

Punkt-zu-Punkt (PTP)

Linear- und Zirkularinterpolation (Bahn besteht aus Geraden- und Kreisabschnitten.)

Splineinterpolation

Polynom n-1ter Ordnung für n Punkte (an den Stützstellen)

 

Interpolation Punkt-zu-Punkt (PTP)

 

mit pneumatischen Antrieben leicht zu realisieren

3 Phasen -3 Terme: Beschleunigung, Gleichförmige Bewegung,  Bremsvorgang

 Rampenprofil Sinoidenprofil

Überschwinger möglich, Bahn nicht vorhersehbar nach Inverser Kinematik

Beschleunigung und Gescheindigkeit hängt von Regelkreisen ab und ist nicht vorhersehbar

Interpolation Spline

Dreiecke zum Glätten von Freiformflächen = Oberflächen

Bahnsteuerung approximierte

Polynombahnen können bei vielen Punkten degenerieren: Überschwingungen
Bei n Punkten verwenden von Polynom n-1 ter Ordnung

Bernsteinpolynome

Bezierkurven

Interpolation Punkt-zu-Punkt (PTP) Rampenprofil vs. Sinoidenprofil

Unstetigkeit bei Rampenprofil(Geschwindigkeit) führt zu Überschwingen
wergen konstanter Beschleunigung(/Bremsvorgang)

Sinuidenprofil de Facto Kontinuität, Gerät wird geschont
Beschleunigung s"(t) = sin²(Pi * t / tB)
tB Dauer der Beschleunigungsphase.

Bahnsteuerung Definition

Die Bahnsteuerung ist eine Steuerungsart von CNC-Maschinen (Werkzeugmaschine, Roboter). Mit ihr werden gleichzeitig mehrere Achsen bewegt.

Dabei wird das Werkzeug mit vorgegebener Geschwindigkeit entlang einer programmierten Bahn geführt.

Sie wird in der Robotik auch CP-Steuerung (engl. continuous path) genannt.

CSG

Constructive Solid Geometry - Konstruktive Festkörpergeometrie

geometrische Primitive

Boolsche Volumen-Verknüpfungen (Wie bei Mengen: Vereinigung, Differenz, Schnitt)

RRT glätten

 alle Knoten paarweise prüfen, ob direkte (lineare) Verbindung existiert ohne Kollision mit einem Hinderniss

Planungsverfahren für Manipulaturen

RRT

Probabilistic Roadmap

 

RRTs mit zwei Bäumen

Vom Start und vom Zielpunkt aus werden jeweils ein Baum angefangen

Jede Zufallskonfiguration wird jeweils zur Erweiterung beider Bäume benutzt: Erweiterung (am nächsten Nachbarn) um maximal konstante Distanz D in Richtung der Zufallskonfiguration, solange die Erweiterung Zusatzbedingungen erfüllt (Kollisions Freiheit)

Algorithmus endet, wenn die Grafen dadurch verbunden werden: probabilistisch vollständig

RRT RGD

Randomized Gradient Descent

. Toleranzwert für Einschränkungen: α 

• Zufällige Bestimmung von n Nachbarn von KS (in Hyperkugel mit Radius dmax)  

• Falls minimale Distanz der Nachbarn kleiner als die Distanz von KS, ersetze KS 

mit dem Nachbarn mit kleinster Distanz  

• Wiederholen bis maximale Iterationszahl erreicht oder die Distanz von KS < α ist

für jede Zufallskonfiguration wird eine Distanz als Bewertung oder Richtung hinsichtlich der Bedingung berechnet

Nur eine ZufallsKonfiguration mit guter Bewertung wird verwendet um eine neue Konfiguration zu erhalten

so lange wiederholt, bis eine Konfiguration gefunden ist, die die Bedingung erfüllt

RRT FR

First Order Retraction

Einfahren bis Schwellwertunterschritten ist

Étudier