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Alle Oberthemen / Informatik / Robotik

Robotik SS2009 (25 Karten)

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Was sind Manipulatoren?/Teleoperatoren?
"Manipulatoren sind manuell gesteuerte Bewegungseinrichtungen, die vornehmlich für Handhabungsaufgaben eingesetzt werden“ [VDI 2860].
Teleoperatorensind ferngesteuerte Manipukatoren
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Grenze den Industrieroboter gegenüber der CNC-Werkzeugmaschine ab: [Folie 10] (beim Handhaben und beim Bearbeiten)
beim Handhaben: Industrieroboter mach schnelle freie Bewegungen

beim Bearbeiten: Industrieroboter = Werkzeugmaschine

Roboter ist ein Bewegungsautomat

ein CNC-Bewegungsautomat nennt sich auch: Pick and Place
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welche Bewegungsfreiheiten haben die Gelenke von Service Robotern? [Folie 14]
drehen
schwenken
neigen
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Gib die Definition an von:
Servicerobotor
Dienstleistung
Humanoiden
Autonomie
[Folie 18]
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
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auf was sind Welt-, Basis- und Werkzeugkoordinatensystem bezogen und wie werden sie bezeichnen?
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
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Wie nennt man den Nullpunkt des TCS? [Folie 24]
Tool Center Point (TCP)
Bezugspunkt ist am Endeffektor, z.B. Nullpunkt des TCS
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was geben die Freiheitsgrade eines Roboters an? [24]
die Anzahl der voneinander unabhängigen Bewegungen

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

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Was bestimmen die Hauptachsen und was die Nebenachsen der Posen

was ist die Pose?
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
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Beschreibe Unterschied von Zentralhand, Kugelmotor, Doppel- und Winkelhand [Folie 37+38]
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
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Vorwärts und Rückwärtsrechnung Folien 40 ff
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Anforderungen an Achsenantrieb: min 3max. 8
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]
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was für Antriebskonzepte gibts beim Achsenantrieb?
elektrisch:
üblich

Hydraulisch:
teilweise bei Schwerlastrobotoren
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Was für Eigenschaften hat ein Direktantrieb? [Folie 85]
"       "              "                  "     "   Kompaktgelenk für Drehachse [Folie 86]
Direktantrieb:
keine Getriebeübertragungsfehler
Bremse ist erforderlich

Kompaktgelenk:
bietet Größere Beweglichkeit
höhere Positionsgenauigkeit
weniger zu bewegende Masse
gibts mit und ohne Getriebeuntersetzung
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was ist eine Kaskadenregelung? [Folie 86]

Nenne Eigenschaften von einem Achsregelkreis
Ist ein übergeordneter Regler
bestimmt Sollwert für den untergeordneten

Achsregelkreis
Einzelachsregelung  ist softwaretechnisch in Robotersteuerung integriert
Messen an Roboterachse ist teurer aber auch genauer
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Definiere: Servoschrittmotor
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.
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was bedeutet Motion Control (Bewegungssteuerung)

was bedeutet Regelgerät

was bedeutet Leistungsstellglied
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
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Wozu dient die Haltebremse, was für Eigenschaften hat diese?
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
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Was für Unterschiede gibt es bei Synchron- und Asynchron- Drehstrommotor? [Folie 95+95]
                               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
                                    
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Wie nennt man einen Linearmotor noch? und warum nennt man den so? [Folie 97]
Linearmotor wird auch Wanderfeldmotor genannt

Sekundärteil ist ein Permanent Magnet

Primärteil wird induziert
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beschreibe Schrittmotoren
permanent erregter Schrittmotor
Vollschrittbetrieb
Halbschrittbetrieb
Mikroschrittbetrieb
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
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Wie nennt man den Nullpunkt des TCS? [Folie 24]
Tool Center Point (TCP)
Bezugspunkt ist am Endeffektor, z.B. Nullpunkt des TCS
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Was sind Einlegegeräte?
Einlegegeräte sind Bewegungsautomaten,deren Bewegungen nach einem Programm ablaufen, das ohne mechanischen Eingriff
nicht verändert werden kann.
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Was ist ein Industrieroboter?
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
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Wie nennt man eine CNC Maschine mit weniger als drei Achsen?
CNC-Achse(n), Pick and Place
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Was für Anforderungen werden an einen Industrierobotor gestellt?
- Raumgreifende Bewegungen
- flexibel

für Montagearbeiten:
- schnell
- genau
- steif

Für Farbautragung:
- flüssige Bewegungen
- v = konstant
Kartensatzinfo:
Autor: oppe
Oberthema: Informatik
Thema: Robotik
Schule / Uni: FH Aachen
Ort: Aachen
Veröffentlicht: 19.04.2010
 
Schlagwörter Karten:
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