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Automatisierungs- und Robotersysteme (Subject) / ART III (Lesson)
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- Hauptklassen von Automatisierungsaufgaben Prozess- überwachung sicherung stabilisierung führung optimierung
- Aufgaben von Steuerungen Sollwertgenerierung Schaltfunktionen Zustandüberwachung Informationsverarbeitung
- Aufgaben und Funktionen der Robotersteuerung (Teilaufgaben der Steuerung eines Industrieroboters) SS zum Bediener Bewegungssteuerung Sicherheit Peripheriesteuerung
- Singularitäten von seriellen Robotern Verlust von einem oder mehreren Freiheitsgraden in bestimmte Richtungen können keine Bewegungen vorgenommen werden Achsgeschwindigkeiten können in der Nähe von Singularitäten extrem ansteigen
- Zwei Arten von Singularitäten Randsingularitäten Durch völlige Streckung des Armes werden die Bewegungsmöglichkeiten eingeschränkt Der Endeffektor kann nicht radial bewegt werden Verlust eines Freiheitsgrades Innere Singularitäten Mehrere Achsen sind wirkungsgleich (kollinear) Verlust eines Freiheitsgrades
- Anforderungen an Regelungen Kleine bleibende Regelabweichung Geringes Überschwingen Kleine Anregelzeit Kleine Ausregelzeit
- Reglertypen für die Gelenkregelung Lageregelung Kraftregelung hybride Regelung
- Werkzeugdaten Werkzeugdaten werden verwendet, um die Eigenschaften eines Werkzeugs, z. B. eines Schweißgeräts oder eines Greifers, zu beschreiben. Werkzeugdaten beeinflussen die Roboterbewegungen wiefolgt: Werkzeugarbeitspunkt (TCP) verweist auf einen Punkt, der die Bedingungen für die angegebene Bahn und Geschwindigkeitsleistung erfüllt. Wenn das Werkzeug neuorientiert wird, folgt nur dieser Punkt der gewünschten Bahn in der programmierten Geschwindigkeit. Wenn ein stationäres Werkzeug verwendet wird, beziehen sich programmierte Geschwindigkeit und Bahn auf das Werkobjekt, das der Roboter hält. Programmierte Positionen verweisen auf die Position des aktuellen TCP und die Orientierung in Relation zum Werkzeug-Koordinatensystem.
- SPS Arbeitsweise Zyklische Programmbearbeitung: Eingänge erfassen Programm abarbeiten Ausgänge setzen
- Sicherheit von Steuerungen (2 und 3-kanalige Struktur) Zweikanalige Struktur zwei unabhängige SPSen werden redundant eingesetzt sie bekommen dieselben Eingangswerte und ermitteln beide die Ausgangszustände diese Zustände werden verglichen
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- Vorgehensweise bei der Software-Planung Festlegung der zu verarbeitenden Signale Deklaration der Variablen Einsatz geeigneter Entwurfsverfahren Wahrheitstabelle, Ablaufplan, Diagramme Erstellen der Schaltung Formulierung der Funktionen Erstellung des Programmcodes
- Vorteile Dezentrale Verdrahtung (Einsatz von Feldbussystemen) Reduzierung der Verdrahtung kürzere Montage und Inbetriebnahme einfachere Fehlersuche und -behebung einfachere Projektierung
- Dezentrale Steuerungssysteme E/A: Buslaufzeit: < 10 ms, Datenmengen gering, einfache Installation CPU: Buslaufzeit > 100 ms, große Datenmengen, einfache Inbetriebnahme und Erweiterbarkeit
- Vorteile Feldbusse gegenüber paralleler Verdrahtung weniger Verkabelung, kleinere Schaltschränke geringerer Planungs- und Installationsaufwand Eigendiagnose-Funktionen verkürzt Fehlersuche Höhere Zuverlässigkeit und bessere Verfügbarkeit Schutz vor Störungen (insb. gegenüber Analogwerten) offene Feldbusse vereinheitlichen Datenübertragung und Geräteanschluss Erweiterungen oder Änderungen sind einfach durchzuführen
- Topologien von Bussystemen Linienbus Ring Stern Vermaschte Baum
- Deterministische Zugriffsverfahren Master/Slave-Verfahren (zentral gesteuert) Token-Passing-Verfahren (dezentral gesteuert)
- Zufällige Zugriffsverfahren Carrier-Sense-Multiple-Access-Verfahren CSMA/CD (Collision Detection) (nicht kollisionsfrei) CSMA/CR (Collision Resolution) (Kollisionsvermeidung)
- Verschiedene Bussysteme AS-i-Bus, PROFIBUS, Industrial Ethernet