direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Preprint 02-2008

Kalibrierverfahren fuer hybride Parallelkinematiken

Source file is available as :   Portable Document Format (PDF)

Author(s) : Berend Denkena , Volker Mehrmann , Gero Günther , Andreas Steinbrecher , Hans-Christian Möhring

Preprint series of the Institute of Mathematics, Technische Universität Berlin
Preprint 02-2008

MSC 2000

65L05 Initial value problems
65K10 Optimization and variational techniques

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.

Keywords : Kalibrierung, Parallelkinematik, Identifikation, Fehlerminimierung

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe