Robotersysteme 2: Graphische Simulation

ISBN-13: 9783642935121 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 191 str.

Dieter W. Wloka

Opis

Schon immer waren Menschen von der Idee faszi, niert, einen kiinstlichen Menschen zu erschaffen, um ihn fiir ihre Zwecke einsetzen zu', konnen. So beschreiben schon Ovid und Homer Figuren aus Elfenbein und Gold, die zu Lebewesen werden. Auch im 13.Jh. sollen Alchimisten erste Experimente unternommen haben, um einen kiinstli chen Menschen im Reagenzglas zu erzeugen. Uns allen ist Goethes Homunkulus (lat. "Menschlein") aus seinem Werk "Faust" bekannt. Auch die heutige Entwicklung des autonomen mobilen Roboters ist vielleicht aus dieser Sicht zu begriinden. Diese Systeme sollen selbstiindig Wahrnehmungen mit Handlungen verbinden konnen. Dazu sind allerdings noch groBe Entwicklungsan strengungen notwendig. In einem industriellen Umfeld wird der Begriff "Roboter" niichterner gesehen. Hier wird unter Roboter immer Industrieroboter verstanden. Dieser hat heute nichts mit den Fiihigkeiten oder dem Aussehen eines Menschen gemeinsam. Die produzierende Industrie setzt Industrieroboter in zunehmendem MaBe integriert in Roboterzellen ein. Dieser Schritt zur Automatisierung der Produktion bedingt Investitionen in erheblichem Umfang. Planung und Programmierung von Robotern, Roboterzellen sowie von Roboter-Fabrikationsanlagen miissen daher von vornherein unter Aspekten der Sicherheit und der Wirtschaftlichkeit erfolgen. Beim Einsatz einer Roboterzelle miissen komplexe Aufgabenstellungen verschieden ster Art gelost werden. Um z.B. eine Montagesequenz erfolgreich durchzufiihren, ist die Anordnung der Roboter und der umgebenden Maschinen von groBer Wichtigkeit. In dieser Phase, im allgemeinen als Zellentwurf bezeichnet, miissen alle Komponen ten so angeordnet werden, daB die Montageaufgabe gelost werden kann und moglichst wenig Zeit und Energie verbraucht werden."

Spis treści

I Simulation von Robotersystemen.- 1 Computergraphik.- 1.1 Transformationsverfahren.- 1.2 Projektionsmethoden.- 1.3 Aufbau realitätsgetreuer Bilder.- 1.4 Graphiknormen.- 1.5 PHIGS.- 1.6 PHIGS-PLUS, X-Windows, PEX.- 1.7 Interaktives Arbeiten.- 2 Modellierung von Roboterzellen.- 2.1 Geometrische Modellierung.- 2.2 Kantenmodelle.- 2.3 Oberflächenmodelle.- 2.4 Festkörpermodelle.- 2.5 Graphischer Editor.- 2.6 Modellierung der Zellkomponenten.- 2.7 Layout-Erstellung der Zelle.- 2.8 Schnittstellen zu CAD-Systemen.- 3 Zell- und Roboterprogrammierung.- 3.1 Programmierverfahren.- 3.2 Programmierung in Simulationssystemen.- 3.3 Kalibrierung.- 4 Animation des Modells.- 4.1 Bewegungsabläufe und Aktionen.- 4.2 Kollisionsüberprüfung.- 4.3 Sensorfunktionen.- 4.4 Kommunikations-Signale.- 4.5 Analysefunktionen und Datenverwaltung.- 5 Benutzerschnittstelle.- 5.1 Benutzerführung.- 5.2 Eingabemöglichkeiten.- 5.3 Daten- und Dateienverwaltung.- 6 Mehrdimensionale Objektmanipulationen.- 6.1 Mehrdimensionale Eingaben.- 6.2 Mehrdimensionale Manipulationen.- II ROBSIM — ein Robotersimulationssystem.- 7 Aufbau von ROBSIM.- 7.1 Modularer Aufbau.- 7.2 Innere Struktur.- 8 Modellierung mit ROBSIM.- 8.1 Geometrisches Modell.- 8.2 Graphischer Datensatz.- 8.3 Mechanischer Modelldatensatz.- 8.4 Erfassung der Segmenthierarchie.- 8.5 Wurzelbaum und Segmenthierarchie.- 9 Konstruktion mit ROBCEL.- 9.1 Modellaufbau.- 9.2 Roboter- und Effektormodelle.- 9.3 Layouterstellung.- 9.4 Automatische Konstruktion.- 9.5 Beispiele.- 10 Programmierung mit ROBPRO.- 10.1 Graphische Programmierung.- 10.2 Koordinatensysteme und Referenzframes.- 10.3 Einlernen der Roboter.- 11 Objektorientiertes, graphisches Einlernen.- 11.1 Funktionsbereiche.- 11.2 Identifikationsfunktionen.- 11.3 Greifer- und Werkzeugfunktionen.- 11.4 Montagefunktionen.- 11.5 Beispiele.- 12 Off-Line Programmierung mit GRPAL.- 12.1 Datenspezifikation.- 12.2 Einlerndatensatz.- 12.3 Roboteraktionen.- 12.4 Segmentmanipulationen.- 12.5 Trajektoriengenerierung.- 12.6 Beispielprogramm.- 12.7 GRPAL-Kommandos.- 12.8 Mehrdimensionales Eingabegerät.- 13 Animation mit ROBANI.- 13.1 Bewegungskommandos.- 13.2 Segmentmanipulationskommandos.- 13.3 Selektiver Darstellungsalgorithmus.- 14 Anwendungsbeispiele.- 14.1 Roboterzelle zum Kleberauftrag.- 14.2 Test von Bankautomaten.- 14.3 Montage eines Rotors.- Stichwortverzeichnis.