Knickarm Roboter Bausatz

Auskünfte

Für die Ansteuerung der Roboter-Achsen wird ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) gebraucht (Details siehe Kapitel Servomotoren): Prinzipiell kann jede beliebige elektronische Ansteuerung des Rotors eingesetzt werden, die PWM-Signale mit der entsprechenden Häufigkeit und Dauer ausgeben kann. Ein HimbeerPi hat auch PWM-Pins, die prinzipiell zur Ansteuerung der Servo-Motoren genutzt werden können.

Der Antrieb der Roboterachsen erfolgt über einen Servomotor. Ein Beispiel: VarioSpeedServo Servo 0 (9, vel, 545, 1970, -90 * DEG_TO_RAD, 90 * DEG_TO_RAD, 0 * DEG_TO_RAD); Servo 0. Dazu muss der Roboter in der Lage sein, geometrische Positionen (Position + Richtung) anzufahren.

Bei der inversen kinematischen Methode (IK) geht es darum, Achsenwinkel zu ermitteln, die den Werkzeugmittelpunkt (TCP) des Roboter in eine bestimmte Position bringt. Dazu werden als Eingabeparameter Position, Anordnung und Geometrie des Roboter eingetragen und die entsprechenden Achsenwinkel ausgeben. Bei einem siebenachsigen Roboter (z.B. LBR IIWA) gibt es zu viele Freiheiten ohne Seitenbedingungen, was eine geometrisch und algebraisch korrekte Ausführung unmöglich macht (Analogie zum menschlichen Arm: man kann ein Gebilde erfassen und trotzdem den Ellenbogen verschieben -> unbegrenzt viele Möglichkeiten).

Komplizierte Bahnplaner von Industrierobotern nehmen in der Regel auch Anregungen und Achsbewegungen auf. Bei der Geometrie werden die Achsenwinkel mit Unterstützung trigonometrischer Kontexte bestimmt, indem die gesamte Kinematik in flächige Partialprobleme untergliedert wird. Der Kinematikaufbau des Roboter ist in der folgenden Grafik ersichtlich. Manche Roboter haben auch eine Kinematik, bei der die Verbindungen über Stäbe verfahren werden.

Durch Verschieben der Kolbenstange h1 wird das J1 des Roboterarmes in der folgenden Grafik gesteuert. Sind die Abstände V1/h2 und h1/h3 gleich lang, sind auch die Werte für die Alphawinkel aufgrund der Charakteristik des Parallelogrammes gleich.

Ausschnitt