- Manipulator
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Ein Manipulator ist in der Robotik das Gerät, das die physikalische Interaktion mit der Umgebung ermöglicht, also der bewegliche Teil des Roboteraufbaus, der die mechanische Arbeit des Roboters durchführt. Im Prinzip ist der Manipulator der Teil, den man gewöhnlich mit einem Industrieroboter assoziiert.
Inhaltsverzeichnis
Aufgaben
Ein Roboter hat im allgemeinen folgende Ziele:
- Manipulieraufgaben, also z. B. Schweißen, Zerteilen, Gravieren, usw. - wie alle konventionellen Fertigungsverfahren
- Positionieraufgaben: Bewegen von Objekten im Raum ohne Bearbeitung desselben, z. B. Werkstückzufuhr für ein Bearbeitungszentrum
- Messaufgaben.
Für diese Aufgaben muss der Roboter entsprechend mit Werkzeugen, Greifsystemen oder Messgeräten ausgerüstet sein. Allen dreien gemeinsam ist die Notwendigkeit, den Bearbeitungsmittelpunkt (Tool Center Point) des jeweiligen Werkzeugs in verschiedenen Posen und Orientierungen im Raum zu positionieren.
Dazu besitzt jeder Roboter mehrere Dreh- bzw. Verschiebeachsen (rotatorische- bzw. translatorische Achsen), die durch die Kombination der einzelnen Bewegungen zu einer Gesamtbewegung zusammengefasst werden.
Aufbau
Elemente eines Manipulators sind:
- die Basis (das Fundament),
- die Achsen mit den Antriebseinheiten (Motoren, Getriebe, Winkelgeber),
- Kabel bzw. Leitungen zu deren Energieversorgung, Ansteuerung und Signalübertragung,
- das Gehäuse
Steuerung
Neben Manipulatoren, die darauf programmiert sind, Abläufe automatisch immer wieder durchzuführen (z. B. in Fertigungsstraßen von Autoherstellern), werden Manipulatoren auch manuell gesteuert. Wartungsarbeiten in Bereichen eines Atomkraftwerks, die Strahlung ausgesetzt sind, werden oft mit Manipulatoren manuell durchgeführt. Bei ROVs werden Manipulatoren eingesetzt, um Tätigkeiten unter Wasser durchführen zu können (z. B. schweißen, wissenschaftliche Proben einsammeln, Ventile öffnen und schließen).
Siehe auch
Literatur
- Lorenzo Sciavicco, Bruno Siciliano: Modelling and Control of Robot Manipulators. 2 Auflage. Springer, London 2001, ISBN 978-1-8523-3221-1.
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