Dynamische Simulation eines Delta-Roboters

[uw]

Hallo Inventor Experten.

Ich habe in Inventor 2020 einen parametrisierten Delta-Roboter konstruiert.

Leider kann ich aus irgendeinem Grund hier keinen Screenshot hochladen (vielleicht funktioniert es später…), aber falls das Prinzip eines Delta-Roboters nicht bekannt ist, hier ein Link mit einer Beschreibung:

Delta-Roboter 

Die Position der unteren Plattform ergibt sich über äußerst komplexe mathematische Zusammenhänge aus den Winkeln der drei „Oberarme“.

(Beim Ausrechnen der Formeln musste ich ein A3-Blatt quer nehmen 😉)

Soweit funktioniert alles perfekt. Die Winkel der „Oberarme“ zur Horizontalen hab ich über Parameter den Rechenergebnissen zugeordnet, und ich kann jetzt zum Beispiel in einem iLogic-Formular die Position (x, y, z-Koordinate) der unteren Plattform über Schieberegler verändern, und daraus werden die Parameter für die drei Winkel berechnet und ich kann so den Roboter „in Echtzeit“ bewegen!

So weit so cool!

ABER:

Ich würde gerne in einer Dynamischen Simulation die Belastung der Gestänge simulieren, wenn die untere Plattform eine bestimmte Bewegung macht.

Ich kann jetzt aber in der Dynamischen Simulation nur die Gelenkwinkel beeinflussen, würde aber gerne, wie gesagt, für eine bestimmte Plattform-Bewegung diese Winkel berechnen lassen…

(Ich hoffe ich habe mein Problem verständlich beschrieben!)

Hat jemand eine Idee wie ich das Thema angehen könnte?

Ganz liebe Grüße

 Reinhard

[fullevent]

Hallo Reinhard,

das hört sich wahnsinnig interessant an!

Ich habe vor zwei Jahren etwas sehr identisches mit Industrierobotern gemacht um die Belastungen am Fundament bei definierten Bewegungen und einem Not-Stopp zu ermitteln.

Hier liefert Inventor mittels der dynamischen Simulation alle benötigten Kräfte und Momente, die ich mittels erstellten Excel-Vorlage analysieren und auswerten konnte. War ein sehr spannendes und tolles Thema damals.

Ich kann mir gut vorstellen wie viel Arbeit und Schweiß du da investiert hast. Kannst du deine Konstruktion zippen und mit uns teilen?  Einerseits kann man viel besser helfen, wenn man die Baugruppe vor sich hat und damit spielen/testen kann und andererseits finde ich das Thema sehr interessant.

Viele Grüße,

[Anonymous]

Man kann der Plattform ein "Räumlich" Gelenk zur fixierten Komponente zuweisen. Die sechs Freiheitsgrade dieses Gelenks kann man über Eingabediagramme steuern. Die Gelenkwinkel der Arme, sowie alle Kräfte, Momente, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen kann man dann den Ausgabediagrammen entnehmen.

[uw]

Hallo Aleksandar.

Hallo Michael.

@Anonymous Danke für deine Antwort, die selbe Idee hab ich auch schon gehabt. Aber wenn ich die untere Plattform direkt bewege, dann ist die Belastung auf die Gestänge natürlich eine ganz andere. Ich hab mir schon überlegt, ein wenig zu "pfuschen" und folgendes zu machen: Ich bewege die untere Plattform und lasse mir danach im "Ausgabediagramm" die drei Gelenkwinkel darstellen. Diese exportiere ich dann in Excel und in einer weiteren Simulation lese ich so die Daten für die Gelenkspositionen ein. Leider kann man dort nur CGD-Dateien einlesen (was auch immer das für ein Format ist...). Eventuell könnte man ja zwischen dem Anfangs- und Endpunkt der Kurve einen Spline importieren, aber die Frage wird sein, wie genau das funktioniert, da die Gelenkwinkel ja exakt aufeinander abgestimmt sein müssen...

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@fullevent  Aleksandar Krstic: Da mir in diesem Forum schon oft geholfen wurde, hab ich gar klein Problem damit, meine Daten zur Verfügung zu stellen (siehe Anhang).

Zur Info: Der Roboter ist in der vorliegenden Form weder fertigbar, noch ist die Geometrie in irgendeiner Weise optimiert. (Ehrlich gesagt ist die Konstruktion auch ein bisschen "gemurkst" 😉)

Die merkwürdigen Vertiefungen in den Plattformen dienen rein dazu, den Koordinatenursprung und den TCP für Kontrollmessungen besser auswählen zu können, da die Punkte mitten in den Platten liegen.

Die Parameter (Oberarm-, Unterarmlänge, ect.) sind über "BT000_UW_20_Kinematiksimulationen_Deltaroboter_Masterskizze.ipt" veränderbar.

In der Baugruppe kann der Roboter über das iLogic-Formular "TCP-Koordinaten" über Schieberegler bewegt werden!

Für Interessierte hab ich in den Projektordner auch das Dokument "Inverse Kinematik eines Delta-Roboters.pdf" kopiert, in dem ich meine Berechnungen dokumentiert habe.

Liebe Grüße

 Reinhard

[Anonymous · Accepted solution]

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@uw  schrieb:
... Ich bewege die untere Plattform und lasse mir danach im "Ausgabediagramm" die drei Gelenkwinkel darstellen. Diese exportiere ich dann in Excel und in einer weiteren Simulation lese ich so die Daten für die Gelenkspositionen ein. Leider kann man dort nur CGD-Dateien einlesen (was auch immer das für ein Format ist...). Eventuell könnte man ja zwischen dem Anfangs- und Endpunkt der Kurve einen Spline importieren, aber die Frage wird sein, wie genau das funktioniert, da die Gelenkwinkel ja exakt aufeinander abgestimmt sein müssen ...

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Das ist kein "Pfuschen" sondern genau die richtge Vorgehensweise. Nur den Umweg über Excel kann man sich sparen. Am einfachsten macht man ein Ausgabediagramm von jeweils nur einem Drehgelenk-Rotationsfreiheitsgrad und speichert die Werte als TXT-Datei ab (Kontextmenü der Wertetabelle).

Im Eingabediagramm stellt man den Sektor von "Linearer Gleichung" um auf "Spline". Dann kann man die TXT-Datei dirket wieder einlesen.

Die Spline-Interpolation stört nicht, wenn die Schrittweite in beiden Fällen gleich groß ist, da die Interpolation ja dann zwischen den Simulationschritten liegt und für jeden Simulationschritt der exakte Wert gilt. Zwischen den Simulationschritten wird ja ohnehin iterriert.

Das Format CGD speichert den gesamten Dialogfeldinhalt ab und kann verwendet werden, um sämtliche Einstellungen eines Eingabediagramms zu sichern und wieder zu laden. Dises Format ist hier daher nicht zielführend. Man kann damit aber ein Eingabediagramm auch auf ein anderes Gelenk übertragen.

[uw]

Hallo Michael.

Vielen herzlichen Dank für deine Hilfe! Jetzt ist mir alles klar. Wenn die Abtastrate der Punkte beim Rausschreiben und Einlesen gleich ist, sollte eigentlich nichts schief gehen!

Ganz liebe Grüße und ein schönes Wochenende

 Reinhard