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Main Title: Kalibrierverfahren für hybride Parallelkinematiken
Author(s): Denkena, Berend
Mehrmann, Volker
Günther, Gero
Steinbrecher, Andreas
Möhring, Hans-Christian
Type: Research Paper
URI: https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/15653
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-14426
License: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Abstract: Der Einsatz parallel- oder hybridkinematischer Maschinen in der Fertigung hat gegenüber dem Einsatz serieller Maschinen Vorteile. So können Roboter mit Parallelkinematik wegen ihre höheren Steifigkeit bei geringerer Gesamtmasse eine bessere Wiederholgenauigkeit erreichen und größere Kräfte aufbringen als konventionelle Knickarmroboter. Jedoch herrscht nach wie vor Zurückhaltung hinsichtlich ihres industriellen Einsatzes. Bisher mangelt es im Bereich der parallel- und hybridkinematischen Strukturen insbesondere an universell einsetzbaren, standardisierten Verfahren, mit denen eine Kalibrierung durchgeführt werden kann. In diesem Artikel werden Methoden zur parametrischen Kalibrierung hybrider Parallelkinematiken vorgestellt. Grundlage jeder parametrischen Kalibrierung solcher Kinematiken bildet ein kinematisches Modell der zu kalibrierenden Maschine, welches alle einwirkenden Fehlereinflüsse berücksichtigen soll. Diesbezüglich wird eine allgemeine Vorgehensweise zur kinematischen Modellbildung entwickelt. Das Verfahren stützt sich auf homogene Transformationen und die Denavit-Hartenberg-Konvention, die entsprechend den Anforderungen für die Modellbildung hybrider Parallelkinematiken erweitert wird. Basierend auf dem entwickelten kinematischen Modell wird das Identifikationsproblem der Fehlereinflüssse formuliert. Aufgrund der parallelen Strukturen sind einige Fehlereinflüsse redundant zueinander oder haben gar keinen Einfluss auf die Endeffektorpose und sind somit nicht identifizierbar. Mittels einer Sensitivitätsanalyse wird das entwickelte Modell reduziert wodurch gerade solche Fehlereinflüsse aus dem Modell eliminiert werden. Grundlage der Identifikation der Fehlereinflüsse sind Messungen der Endeffektorpose. In der vorliegenden Arbeit kommt ein Einfreiheitsgrad-Messgerät zum Einsatz. Der Aufwand der Trilateration zur Bestimmung der vollen Position ist jedoch sehr hoch, so dass in den vorliegenden Untersuchungen die Pose des Endeffektors nur teilweise bestimmt wird. Dabei ist die Wahl der optimalen Messorte hinsichtlich der Effizienz des Kalibrierungsprozesses von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund werden Methoden zur Optimierung der Messstrategie entwickelt und diskutiert. Abschliessend werden die entwickelten Methoden und gewonnenen Erkenntnisse an Beispielen verschiedener Kinematiken angewandt und diskutiert.
Subject(s): Kalibrierung
Parallelkinematik
Identifikation
Fehlerminimierung
Issue Date: 1-Feb-2008
Date Available: 17-Dec-2021
Language Code: de
DDC Class: 510 Mathematik
MSC 2000: 65L05 Initial value problems
65K10 Optimization and variational techniques
Series: Preprint-Reihe des Instituts für Mathematik, Technische Universität Berlin
Series Number: 2008, 02
ISSN: 2197-8085
TU Affiliation(s): Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften » Inst. Mathematik
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