Robotics an der Hochschule Karlsruhe | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Robotics an der Hochschule Karlsruhe

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Was ist der Reachable Workspace?

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erreichbarer Arbeitsraum 

Arbeitsraum, den der Endeffektor mit mindestens einer Orientierung erreichen kan

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Lösungen des inversen kinematischen Problems?

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  1. Geometrische Lösung
  2. Algebraische Lösung
  3. Numerische Lösung
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Was für Kennzeichen hat ein Industrieroboter?

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  • Vorprogrammierte Ablaufsteuerung
  • Sensorgeführte Manipulation
  • Strukturierte Umgebung
  • Einzelne, getaktete, sich wiederholende Aufgaben
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Was ist die Denavit-Hartenberg-Konvention? Welches Ziel verfolgt diese?

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  • Beschreibung einer kinematischen Kette mit Hilfe einer Sequenz von Koordinatensystemen 
  • Ziel: Überführung des i-ten KO-Systems in das (i+1)-te KO-System mit Hilfe von vier Parametern

--> Wie platziert man die Roboter Transformationen am besten

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Wie wird ein Industrieroboter definiert? (DIN)

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  • Universell einsetzbar
  • Bewegungsautomat
  • Mehrere Achsen
  • Frei programmierbar
  • Sensorgeführt
  • mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausgerüstet
  • kann Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben durchführen
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Gliederung von Robotern

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  • Serviceroboter
  • Medizinroboter
  • Humanoideroboter
  • Mikroroboter
  • Industrieroboter
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Wie zeichnet sich ein Industrieroboter aus?

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  • Als frei programmierbares Handhabungsgerät in die verschiedenen Ausprägungen der Robotertechnik eingegliedert.
  • Zeichnet sich durch Flexibilität, die Fähigkeit in komplexen räumlichen Anordnungen, sowie auf definierten Bahnen zu Arbeiten aus.
  • Besteht immer aus einer kinematischen Kette mit feststehendem Teil und einem oder mehreren Armen.
  • Am Ende der Kette befindet sich immer ein Werkzeug, wie z.B. Ein Greifer oder ein Schweißbrenner
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Werkzeugkoordinatensystem

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Ursprung in der Werkzeugspitze. Die Orientierung kann dabei so gewählt werden, dass seine X-Achse mit der Werkzeug-Stoßrichtung identisch ist und aus dem Werkzeug heraus zeigt. Bei einer Bewegung der Werkzeugspitze wird das Werkzeugkoordinatensystem mit bewegt

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Was ist Dynamik?

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Die Dynamik befasst sich mit der Betrachtung von Kräften (Beschleunigungskraft, Trägheitskraft, Schwerkraft, Corioliskraft, Reibkraft), die auf die Roboterkomponenten einwirken.

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Was ist Kinematik?

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Die Kinematik (kinema, griech., Bewegung) ist die Lehre von der mathematischen Beschreibung der Bewegung von Punkten und Körpern, ohne Berücksichtigung der Ursachen einer Bewegung.

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Was sind die Eigenschaften von Rotationsmatrizen?

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Eigenschaften: 

  • Spaltenvektoren der Rotationsmatrix sind Basisvektoren 
  • Damit stehen die Spaltenvektoren paarweise senkrecht aufeinander und haben die Länge 1
  • Rotationsmatrizen sind also orthonormal 
  • det R = +1 
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Was sind Singularitäten?

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Mehrdeutigkeit

Singularitäten sind TCP-Roboterstellungen, die durch unendlich viele Konfigurationen von Achswerten erreicht werden können.

Eine Singularität ist dadurch gekennzeichnet und erkennbar, dass zwei Achsen des Roboters kollinear sind (auf einer selben Gerade liegen).

Eine Singularität ist gegeben, wenn eine Roboterstellung (-konfiguration) dazu führt, dass die Drehachsen von zwei Rotationsgelenken identisch werden. Dann können die Armelemente dazwischen beliebig gedreht werden ohne eine Bewegung der Elemente davor oder dahinter. (Achskombinationen 4-6, 1-4, 1-6)

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Q:

Was ist der Reachable Workspace?

A:

erreichbarer Arbeitsraum 

Arbeitsraum, den der Endeffektor mit mindestens einer Orientierung erreichen kan

Q:

Lösungen des inversen kinematischen Problems?

A:
  1. Geometrische Lösung
  2. Algebraische Lösung
  3. Numerische Lösung
Q:

Was für Kennzeichen hat ein Industrieroboter?

A:
  • Vorprogrammierte Ablaufsteuerung
  • Sensorgeführte Manipulation
  • Strukturierte Umgebung
  • Einzelne, getaktete, sich wiederholende Aufgaben
Q:

Was ist die Denavit-Hartenberg-Konvention? Welches Ziel verfolgt diese?

A:
  • Beschreibung einer kinematischen Kette mit Hilfe einer Sequenz von Koordinatensystemen 
  • Ziel: Überführung des i-ten KO-Systems in das (i+1)-te KO-System mit Hilfe von vier Parametern

--> Wie platziert man die Roboter Transformationen am besten

Q:

Wie wird ein Industrieroboter definiert? (DIN)

A:
  • Universell einsetzbar
  • Bewegungsautomat
  • Mehrere Achsen
  • Frei programmierbar
  • Sensorgeführt
  • mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausgerüstet
  • kann Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben durchführen
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Q:

Gliederung von Robotern

A:
  • Serviceroboter
  • Medizinroboter
  • Humanoideroboter
  • Mikroroboter
  • Industrieroboter
Q:

Wie zeichnet sich ein Industrieroboter aus?

A:
  • Als frei programmierbares Handhabungsgerät in die verschiedenen Ausprägungen der Robotertechnik eingegliedert.
  • Zeichnet sich durch Flexibilität, die Fähigkeit in komplexen räumlichen Anordnungen, sowie auf definierten Bahnen zu Arbeiten aus.
  • Besteht immer aus einer kinematischen Kette mit feststehendem Teil und einem oder mehreren Armen.
  • Am Ende der Kette befindet sich immer ein Werkzeug, wie z.B. Ein Greifer oder ein Schweißbrenner
Q:

Werkzeugkoordinatensystem

A:

Ursprung in der Werkzeugspitze. Die Orientierung kann dabei so gewählt werden, dass seine X-Achse mit der Werkzeug-Stoßrichtung identisch ist und aus dem Werkzeug heraus zeigt. Bei einer Bewegung der Werkzeugspitze wird das Werkzeugkoordinatensystem mit bewegt

Q:

Was ist Dynamik?

A:

Die Dynamik befasst sich mit der Betrachtung von Kräften (Beschleunigungskraft, Trägheitskraft, Schwerkraft, Corioliskraft, Reibkraft), die auf die Roboterkomponenten einwirken.

Q:

Was ist Kinematik?

A:

Die Kinematik (kinema, griech., Bewegung) ist die Lehre von der mathematischen Beschreibung der Bewegung von Punkten und Körpern, ohne Berücksichtigung der Ursachen einer Bewegung.

Q:

Was sind die Eigenschaften von Rotationsmatrizen?

A:

Eigenschaften: 

  • Spaltenvektoren der Rotationsmatrix sind Basisvektoren 
  • Damit stehen die Spaltenvektoren paarweise senkrecht aufeinander und haben die Länge 1
  • Rotationsmatrizen sind also orthonormal 
  • det R = +1 
Q:

Was sind Singularitäten?

A:

Mehrdeutigkeit

Singularitäten sind TCP-Roboterstellungen, die durch unendlich viele Konfigurationen von Achswerten erreicht werden können.

Eine Singularität ist dadurch gekennzeichnet und erkennbar, dass zwei Achsen des Roboters kollinear sind (auf einer selben Gerade liegen).

Eine Singularität ist gegeben, wenn eine Roboterstellung (-konfiguration) dazu führt, dass die Drehachsen von zwei Rotationsgelenken identisch werden. Dann können die Armelemente dazwischen beliebig gedreht werden ohne eine Bewegung der Elemente davor oder dahinter. (Achskombinationen 4-6, 1-4, 1-6)

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