Tripod

Allgemeines
Parallelkinematiken stellen geschlossene kinematische Ketten dar. Durch unabhängig voneinander angreifende Antriebe wird ein Endeffektor bewegt,
der zum Beispiel einen Greifer oder Haftmagneten für Handhabungsarbeiten aufnehmen kann. Der parallele Aufbau führt zu einer enormen Steifigkeit
dieses Systems. Diese Roboter sind besonders für schnelle Pick-and-Place-Aufgaben geeignet. Da die Antriebseinheiten nicht mit bewegt werden müssen,
haben diese Parallelkinematiken nur geringe Massen zu bewegen und können somit für sehr hohe Geschwindigkeiten und eine dementsprechende Dynamik
eingesetzt werden. In der Industrie werden kleine Teile mit atemberaubender Geschwindigkeit, Beschleunigung und Präzision gehandhabt.

Problemstellung
Ziel dieser Arbeit war es, einen Roboter für Pick-and-Place-Aufgaben zu konstruieren und zu programmieren. Gefordert wurden eine Wiederholgenauigkeit
von ±0,5mm, eine Grundfläche des Handlingsbereichs von 380x380mm, die Transportmöglichkeit des Tripod auf einem fahrbaren Gestell und das Aufnehmen
kleiner Lasten mit Hilfe eines Elektro-Haftmagneten.

Zielsetzung
Kompakte Konstruktion
Koordinatentransformation und 3D Handlingsbereich berechnen
grafische Simulation des Roboters
Motorauslegung und Parametrierung des Reglers
Erstellen einer bedienerfreundlichen Benutzeroberfläche
Regelung von Servomotoren
Programmierung einer echtzeitfähigen Schnittstelle zwischen PC, Regelung und Antrieb

Projektablauf
Grundsätzlich wurden Ideen und Lösungsansätze für die aufgetretenen Probleme gesammelt. Die beste Lösung wurde von allen Projektanten und dem Projektbetreuer
gemeinsam ausgewählt. Der aktuelle Stand der Arbeit wurde in einem Zwei-Wochen-Rhythmus an alle Projektanten per E-Mail gesendet. Die erste Aufgabe war,
verschiedene Konzepte zu bewerten und die beste Lösung auszuwählen. Ende März 2010 wurde schließlich die Entscheidung für den Tripod getroffen. Der Zusammenbau
und die Verkabelungsarbeiten wurden Ende Jänner 2011 abgeschlossen. Der Termin für die Inbetriebnahme wurde für März angesetzt und konnte beinahe eingehalten werden.

Verwertbarkeit
In Zukunft werden Systeme, die sehr schnell einfache Handhabungsfunktionen erledigen können, immer mehr gefragt sein. Mit diesem Tripod können in Zukunft Bereiche
wie Regelungstechnik, Handhabungstechnik und Koordinatentransformation an unserer Schule abgedeckt werden. Die Schüler können selbstständig auf diesem Roboter
arbeiten und sehr schnell einfache Bahnen selbst generieren. Die entsprechende Software ist sehr benutzerfreundlich aufgebaut.

Initial Situation
The aim of this study was to construct and to program a robot for picking and placing parts. A repeatability of ± 0.5 mm was given, further an area
of the handling space of 380x380mm, the transportation of the tripod on a moving stretcher frame and the capture of small loads using an electric magnet.

Aim
Compact design
3D coordinate transformation and calculating handling space
Graphical simulation of the robot
Motor design and configuration of the controller
Creating a user-friendly interface
Control of servo motors
Programming of a real-time interface between the PC, control and drive

Project process
First we collected ideas and solutions for the problems encountered. The best solution from all the designers and project supervisors were selected jointly.
The current status of this work was sent by e-mail to all designers in two-week intervals. The first task was to evaluate different concepts and select the
best solution. The decision was taken for the tripod at the end of March 2010. The assembly and wiring work was completed in late January 2011.
The date for the start-up was set for March and was nearly met.

Usability
In the future, systems that can quickly do simple manipulation functions will more and more be in demand. This tripod can be used at our school for
studying control technology, handling technology and coordinate transformation. Students can work independently with this robot and quickly generate
simple paths themselves. The corresponding software has a very user-friendly interface.