Simulation of Robot Dynamics and its Application to Path Error Compensation

verfasst von

Martin Grotjahn, Bodo Heimann

Abstract

Die Steuerungen heute üblicher Industrieroboter benutzen im allgemeinen lineare Regler. Das führt bei komplexen technischen Anwendungen zu nicht unerheblichen Bahnabweichungen, da die nichtlinearen Einflüsse, wie Getriebereibung und die dynamischen Kopplungen der Armglieder, unberücksichtigt bleiben. Üblicherweise erfolgt die Reduzierung der Bahnfehler durch das Teach-In. Dabei werden vom Programmierer im Rahmen eines iterativen Prozesses sogenannte 'Falschpunkte' gesetzt, bis das gewünschte Verhalten des Roboters erzielt wird. Einen Ausweg aus dieser Situation bietet die modellgestützte Kompensation der nichtlinearen dynamischen Einflüsse. Hierzu wird ein Verfahren vorgestellt, das auf der Modellierung und Simulation des Roboters als Mehrkörpersystem beruht. Die Modellanpassung an das reale Verhalten des Roboters erfolgt durch eine Parameteridentifikation auf der Basis eines linearen LS-Schätzers. Damit können insbesondere die dissipativen Einflüsse der Robotergelenke zufriedenstellend erfasst werden. Diese Ergebnisse finden Eingang in eine nichtlineare Sollbahnvorkorrektur, die als eine Adaption der Momentenvorsteuerung aufgefasst werden kann. Der Hauptunterschied zwischen Sollbahnvorkorrektur und Momentenvorsteuerung liegt in der Art der Ansteuerung. Sie erfolgt bei der Sollbahnvorkorrektur nicht durch eine separate Information über das benötigte Moment, sondern durch eine Überlagerung der Bahninformation mit der Momenteninformation. Der Vergleich von Simulation und Experiment zeigt eine sehr gute Übereinstimmung für typische Gelenkroboter mit 6 Freiheitsgraden.

Organisationseinheit(en)

Institut für Mechatronische Systeme

Externe Organisation(en)

IAV GmbH

Typ

Aufsatz in Konferenzband

Seiten

737-746

Anzahl der Seiten

10

Publikationsdatum

2000

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Peer-reviewed

Ja