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"Manipulatoren sind manuell gesteuerte Bewegungseinrichtungen, die vornehmlich für Handhabungsaufgaben eingesetzt werden“ [VDI 2860].
Teleoperatorensind ferngesteuerte Manipukatoren

beim Handhaben: Industrieroboter mach schnelle freie Bewegungen

beim Bearbeiten: Industrieroboter = Werkzeugmaschine

Roboter ist ein Bewegungsautomat

ein CNC-Bewegungsautomat nennt sich auch: Pick and Place

drehen
schwenken
neigen

Ein Seviceroboter (Dienstleistungsroboter) ist eine freiprogrammierbare Bewegungseinrichtung die Teil- oder vollautomatisch Dienstleistungen verrichtet

Dienstleistungen sind Tätigkeiten, die nicht der direkten industriellen Erzeugungen von Sachgütern, sondern der Verrichtung von Leistungen für Menschen und Einrichtungen dienen.

Humanoiden (Androiden)sind Servicerobotoren mit Gestalt und Sensorik nach menschlichem Vorbild.

Autonomie von mobilen Robotern bedeutet freie Navigation in bekannter oder unbekannter Umgebung

Weltkoordinatensystem ist fest, bezogen auf die Erde

Basiskoordinatensystem ist bezogen auf die Basisfläche des Roboters

Werkzeugkoordinatensystem (TCS) ist bezogen auf den Endeffektor, wird gegebenenfalls **Greiferkoordinatensystem genannt

Tool Center Point (TCP)
Bezugspunkt ist am Endeffektor, z.B. Nullpunkt des TCS

die Anzahl der voneinander unabhängigen Bewegungen

F= 6* bewegte Glieder - 5* (Drehgelenke+Schubgelenke)- 3*Kugelgelenke

Hauptachsen (Grundachsen) bestimmten hauptsächlich die Position (x,y,z) des ENdeffektors

Nebenachsen (Hand-, Kopfachsen) bestimmten Hauptsächlich die Orientierung (Winkel )

Pose ist die Kombination aus Position und Orientierung im Raum

Achsen beide: roll, pitch, roll

Zentralhand:
einfache Kabeldurchleitung
Ruhiges Fahrverhalten des Roboters (geeignet für Farbspritzen oder Klebstoffauftragung)
komplizierte Antriebsmechanik
einfache Koordinatentransformation

Winkelhand:
komplizierte Kabelführung zum Motor und Endeffektor
unruhiges Fahrverhalten
unsymmetrischer Aufbau

Doppelwinkelhand:
einfache Kabeldurchführung
kleine Störkontur
sehr aufwändige Antriebstechnik
bei Drehung von Achsen oft Korrektur erforderlich
gemeinsamer Schnittpunkt der drei Achsen

Kugelmotor:
Kugelgelenk, F=3
endlos drehbar
deswegen auch für fräsen und Bohren geeignet
sehr kleine Störkontur
komplizierte Steuerung

Antwort

niedrige und trotzdem gleichförmige Geschwindigkeiten
hohe Geschwindigkeiten
Geschwindigkeit soll unabhängig von der Last konstant sein
muss genau positionieren
schnell hochfahren und anhalten, trotzdem sanft
Last, Reaktionskräfte und Momente halten können

[Folie 83]

elektrisch:
üblich

Hydraulisch:
teilweise bei Schwerlastrobotoren

Direktantrieb:
keine Getriebeübertragungsfehler
Bremse ist erforderlich

Kompaktgelenk:
bietet Größere Beweglichkeit
höhere Positionsgenauigkeit
weniger zu bewegende Masse
gibts mit und ohne Getriebeuntersetzung

Ist ein übergeordneter Regler
bestimmt Sollwert für den untergeordneten

Achsregelkreis
Einzelachsregelung  ist softwaretechnisch in Robotersteuerung integriert
Messen an Roboterachse ist teurer aber auch genauer

ein Servomotor (Mechatronisches oder digitales Antriebssystem) treibt eine Bewegungsachse an und ist dazu in einem Regelkreis eingebunden.
Rückgeführt mit hoher Güte geregelt werden Position, Drehzahl und Drehmoment.

Motion Control koordiniert über Software mehrere synchron arbeitende Bewegungsachsen von einer übergeordneten Steuerung (controller based) oder intelligenten lokalen Antriebsreglern (drive based)

Regelgerät (elektronisches Steuergerät, Stellgerät), konventionell oder über Bus mit übergerordneter Steuerung verbunden

Leistungsstellglied ((Frequenz-) Umrichter, Stromrichter, Servoumrichter, Servoverstärker, Leistungsteil) wandelt Einganswechselspannung in Ausgangswechselspannung variabler Frequenz und Amplitude um

Haltebremse ist eine Reibungsbremse
selbsthaltend durch Federn und Permanent Magnete
wird gelöst durch Elektromagneten
ist meist in Servomotoren integriert
dient zum aufnehmen von Rektionskräften/-momenten und Halten der Last bei Netzausfall

                               Synchron-                     Asynchron

Ständer            Drehstromwicklung         Drehstromwicklung
Läufer               Permanentmagnete       kurzgeschlossene el. Leiter
Prinzip             Anziehung Abstoßung     Induzierung el. Spannung
                               magnetischer Pole          in Leitern des Rotors
                               Stabanker                         Reglung Aufwändig
                               Synchrondrehung             Asynchrondrehung
                                    

Linearmotor wird auch Wanderfeldmotor genannt

Sekundärteil ist ein Permanent Magnet

Primärteil wird induziert

Vollschrittbetrieb:
grobe Schrittteilung, jedoch große Drehmoment (beide Wicklungen durchströmt), Haltemoment auch bei Stromabschaltung

Halbschrittbetrieb:
zwischengeschaltete Halbschritte, kleineres Drehmoment, nur eine Wicklungdurchströhmt, dreht bei Stromabschaltung bis zur nächsten Vollschrittposition

Mikroschrittbetrieb:
stufenweise Verringerung der Erregung der einen Wicklung, gleichzeitig stufenweise erhöhung der anderen Wicklung

Tool Center Point (TCP)
Bezugspunkt ist am Endeffektor, z.B. Nullpunkt des TCS

Einlegegeräte sind Bewegungsautomaten,deren Bewegungen nach einem Programm ablaufen, das ohne mechanischen Eingriff
nicht verändert werden kann.

„Industrieroboter sind automatisch gesteuerte, frei programmierbare Mehrzweck-, Bewegungsautomaten mit drei oder mehr Achsen“

besteht:
- aus Mechanik
- Steuerung

-machen schnelle freie Bewegungen (anders als CNC Maschine)
-ist eine Werkzeugmaschine

CNC-Achse(n), Pick and Place

- Raumgreifende Bewegungen
- flexibel

für Montagearbeiten:
- schnell
- genau
- steif

Für Farbautragung:
- flüssige Bewegungen
- v = konstant