Dynamische Modelle für die Regelungssystemgestaltung integrierter Roboter- und Antriebssysteme

Die Gestaltung von Hochleistungsbewegungsregelungen für Industrieroboter basiert auf präzisen Modellen für den Roboterarm und die Antriebssysteme. Dieses Papier präsentiert analytische Modelle und experimentelle Daten, um zu zeigen, dass die Wechselwirkungen zwischen elektromechanischen Antrieben, die mit nachgiebigen Verbindungen zu den Antriebspunkten des Armglieds gekoppelt sind, von wesentlicher Bedeutung für die Gestaltung von Robotersystemregelungen sind. Flexibilität in harmonischen Antrieben erzeugt Resonanzen im Bereich von 5 Hz bis 8 Hz. Flexibilität in den Robotergliedern und -gelenken, die im Wesentlichen starre Armglieder verbinden, erzeugt Hochfrequenzmoden bei 14 Hz und 40 Hz. Die nichtlinearen Eigenschaften des Antriebssystems werden modelliert und mit experimentellen Daten verglichen. Die präsentierten Modelle wurden über den Frequenzbereich von 0 bis 50 Hz validiert. Das Papier schließt mit einer kurzen Diskussion über den Einfluss der Modellmerkmale auf das Design der Bewegungsregelung.