Unteraktuierte Handhabungssysteme: Synthese, Modellierung und Regelung von passiven Orientierungseinheiten

Research output: ThesisDoctoral thesis

Authors

  • Gunnar Borchert
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Details

Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
Date of Award9 Apr 2018
Place of PublicationGarbsen
Print ISBNs9783959002028, 3959002025
Publication statusPublished - 2018

Abstract

In der Produktionstechnik werden für Pick-and-Place-Prozesse vielfach automatisierte Handhabungssysteme mit Hybridstruktur eingesetzt. Überwiegend bestehen solche Systeme aus einer Delta-Parallelstruktur zur Positionierung des Endeffektors, die um eine Rotationsachse seriell erweitert ist. Zunehmend reicht diese Beweglichkeit jedoch nicht mehr aus, um das System an neue Produktionsverhältnisse anzupassen. Infolgedessen kommt das Bestreben auf, weitere Bewegungsfreiheiten über eine Orientierungseinheit in der Form einer Strukturerweiterung zu ermöglichen.
In der vorliegenden Arbeit wird hierfür der Ansatz der Unteraktuierung verfolgt, bei dem eine Orientierungseinheit mit passiven Gelenken als Modul am Werkzeugflansch des Handhabungssystems befestigt wird. Zentrale Themen dieser Arbeit sind die aufgabenorientierte Synthese solcher Systeme, die Regelung des typischerweise nichtlinearen Systemverhaltens und die Integration der Orientierungsvorgänge in den Handhabungsprozess.
Der Ansatz der Unteraktuierung bedingt den Verzicht auf zusätzliche Antriebe und ermöglicht es, die Kosten und den Eingriff in die Dynamik des Robotersystems infolge der reduzierten bewegten Robotermasse gering zu halten. Ebenso wird durch den modularen Charakter der Orientierungseinheit der Eingriff in das bestehende Robotersystem reduziert, wodurch letztlich die Rekonfigurierbarkeit sichergestellt wird.

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Unteraktuierte Handhabungssysteme: Synthese, Modellierung und Regelung von passiven Orientierungseinheiten. / Borchert, Gunnar.
Garbsen, 2018. 239 p.

Research output: ThesisDoctoral thesis

Borchert, G 2018, 'Unteraktuierte Handhabungssysteme: Synthese, Modellierung und Regelung von passiven Orientierungseinheiten', Doctor of Engineering, Leibniz University Hannover, Garbsen.
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author = "Gunnar Borchert",
note = "Dissertation",
year = "2018",
language = "Deutsch",
isbn = "9783959002028",
series = "Berichte aus dem match",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

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TY - BOOK

T1 - Unteraktuierte Handhabungssysteme

T2 - Synthese, Modellierung und Regelung von passiven Orientierungseinheiten

AU - Borchert, Gunnar

N1 - Dissertation

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - In der Produktionstechnik werden für Pick-and-Place-Prozesse vielfach automatisierte Handhabungssysteme mit Hybridstruktur eingesetzt. Überwiegend bestehen solche Systeme aus einer Delta-Parallelstruktur zur Positionierung des Endeffektors, die um eine Rotationsachse seriell erweitert ist. Zunehmend reicht diese Beweglichkeit jedoch nicht mehr aus, um das System an neue Produktionsverhältnisse anzupassen. Infolgedessen kommt das Bestreben auf, weitere Bewegungsfreiheiten über eine Orientierungseinheit in der Form einer Strukturerweiterung zu ermöglichen.In der vorliegenden Arbeit wird hierfür der Ansatz der Unteraktuierung verfolgt, bei dem eine Orientierungseinheit mit passiven Gelenken als Modul am Werkzeugflansch des Handhabungssystems befestigt wird. Zentrale Themen dieser Arbeit sind die aufgabenorientierte Synthese solcher Systeme, die Regelung des typischerweise nichtlinearen Systemverhaltens und die Integration der Orientierungsvorgänge in den Handhabungsprozess. Der Ansatz der Unteraktuierung bedingt den Verzicht auf zusätzliche Antriebe und ermöglicht es, die Kosten und den Eingriff in die Dynamik des Robotersystems infolge der reduzierten bewegten Robotermasse gering zu halten. Ebenso wird durch den modularen Charakter der Orientierungseinheit der Eingriff in das bestehende Robotersystem reduziert, wodurch letztlich die Rekonfigurierbarkeit sichergestellt wird.

AB - In der Produktionstechnik werden für Pick-and-Place-Prozesse vielfach automatisierte Handhabungssysteme mit Hybridstruktur eingesetzt. Überwiegend bestehen solche Systeme aus einer Delta-Parallelstruktur zur Positionierung des Endeffektors, die um eine Rotationsachse seriell erweitert ist. Zunehmend reicht diese Beweglichkeit jedoch nicht mehr aus, um das System an neue Produktionsverhältnisse anzupassen. Infolgedessen kommt das Bestreben auf, weitere Bewegungsfreiheiten über eine Orientierungseinheit in der Form einer Strukturerweiterung zu ermöglichen.In der vorliegenden Arbeit wird hierfür der Ansatz der Unteraktuierung verfolgt, bei dem eine Orientierungseinheit mit passiven Gelenken als Modul am Werkzeugflansch des Handhabungssystems befestigt wird. Zentrale Themen dieser Arbeit sind die aufgabenorientierte Synthese solcher Systeme, die Regelung des typischerweise nichtlinearen Systemverhaltens und die Integration der Orientierungsvorgänge in den Handhabungsprozess. Der Ansatz der Unteraktuierung bedingt den Verzicht auf zusätzliche Antriebe und ermöglicht es, die Kosten und den Eingriff in die Dynamik des Robotersystems infolge der reduzierten bewegten Robotermasse gering zu halten. Ebenso wird durch den modularen Charakter der Orientierungseinheit der Eingriff in das bestehende Robotersystem reduziert, wodurch letztlich die Rekonfigurierbarkeit sichergestellt wird.

M3 - Dissertation

SN - 9783959002028

SN - 3959002025

T3 - Berichte aus dem match

CY - Garbsen

ER -

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