Schritt-für-Schritt-Berechnung von Geschwindigkeitsprofilen für glatte Roboterbewegungen

Die Berechnung von Geschwindigkeitsprofilen ist für die Gewährleistung reibungsloser und präziser Bewegungen in Robotersystemen unerlässlich. Bei diesem Prozess wird definiert, wie sich die Geschwindigkeit des Roboters während einer Bewegung im Laufe der Zeit ändert, was zur Verringerung der mechanischen Belastung und zur Verbesserung der Genauigkeit beiträgt.

Geschwindigkeitsprofile verstehen

Ein Geschwindigkeitsprofil beschreibt die Geschwindigkeitsvariation des Robotergelenks oder -endeffektors während einer Bewegung. Gemeinsame Profile umfassen Trapez-, S-Kurven- und Polynomprofile. Jeder Typ bietet unterschiedliche Vorteile in Bezug auf Glätte und Kontrolle.

Schritte zur Berechnung von Geschwindigkeitsprofilen

Der Berechnungsvorgang umfasst mehrere Schritte, um einen reibungslosen Übergang von der Anfangs- zur Endgeschwindigkeit zu gewährleisten, wobei die typischen Schritte die Definition von Bewegungsparametern, die Auswahl eines Profiltyps und die Berechnung der Geschwindigkeit zu jedem Zeitschritt umfassen.

Definieren von Bewegungsparametern

Bestimmen Sie die Gesamtstrecke, die maximale Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Verzögerungsgrenzen, wobei diese Parameter die Grenzen für das Geschwindigkeitsprofil festlegen.

Wählen Sie einen Profiltyp

Wählen Sie ein geeignetes Geschwindigkeitsprofil, das den Anforderungen der Anwendung entspricht, beispielsweise sind trapezförmige Profile einfach und für eine konstante Beschleunigung geeignet, während S-Kurvenprofile glattere Übergänge bieten.

Berechnen der Geschwindigkeit bei jedem Zeitschritt

Die Geschwindigkeit wird mit Hilfe der Gleichungen berechnet, die dem ausgewählten Profil zugeordnet sind, wobei die Beschleunigung integriert und sichergestellt wird, dass die Geschwindigkeit die Grenzwerte nicht überschreitet.

Beispiel: Trapezoidal Velocity Profil

Bei einem trapezförmigen Profil steigt die Geschwindigkeit linear während der Beschleunigung, bleibt konstant, nimmt dann während der Verzögerung ab. Die Berechnungen umfassen die Einstellung von Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen basierend auf maximalen Grenzen und Gesamtabstand.