Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

MONSUN — MANIPULATOR CONTROL SYSTEM UTILIZING NETWORK TECHNOLOGY 51
4.2 MONSUN — Manipulator Control System Utilizing Network
Technology
4.2.1 Übersicht über das MONSUN-Konzept
Das Konzept von MONSUN greift die Erfahrungen aus dem Betrieb von DISTEL auf und
integriert sie in ein fortgeschrittenes Konzept der Fernhantierung. Konzeptuell liegt bei
MONSUN eine Fertigungsstraße vor, an der verschiedene Arbeitseinheiten untergebracht
sind. Die Koordination und Steuerung der Arbeitseinheiten geschieht von einer zentralen
Mastereinheit aus. Wie bei DISTEL wird dabei auch in MONSUN eine getrennte Betrachtung
für die Regelung und die zur Überwachung notwendige Audio/Video-Übertragung
vorgenommen; die A/V-Signale werden in analoger Technik separat geführt und gehen
nicht in das Systemkonzept ein.
Im Bereich der Regelung kennzeichnen drei grundlegende Prämissen das MONSUN-Konzept:
Das Universal-Master-Prinzip,
durch das die bei DISTEL noch bestehende 1:1-Zuordnung in der Kinematik von
Bedieneinheit und Arbeitseinheit aufgehoben wird.
Vielmehr wird nun als Bedieneinheit eine von der Arbeitseinheit unabhängige und, wie
der Name ausdrückt, damit universell für verschiedenste Arbeitseinheiten einsetzbare
Steuereinheit verwendet. Dieser universelle Master zur Steuerung wird in Folge seiner
Universalität als autonome Einheit nicht mehr fest einer Arbeitseinheit zugeordnet,
sondern kann nach Bedarf die Steuerung unterschiedlicher Arbeitseinheiten
übernehmen. In der Steuerung wird die Universalität dadurch erreicht, daß die Gelenk-
Korrespondenz von Bedienteil und Roboter zugunsten einer Lagevorgabe in einem
abstrakten, kartesischen Koordinatensystem aufgegeben wird. Alternativ zur Vorgabe
einer Zielposition kann auch ein vektorielles Geschwindigkeits-Steuerungsprinzip
angewendet werden, das dem Arbeitsarm zielgerichtete Fahrgeschwindigkeiten vorgibt.
Es ist besonders für die Steuerung nach dem Joystick-Konzept geeignet, macht aber
zusätzlich notwendig, den Joystick bei Auftreten einer mechanischen Kollision am
Arbeitsarm aktiv in eine neutrale Stellung zu bringen.
Das MONSUN-Konzept setzt damit voraus, daß auf der Roboterseite eine Anpassung
vorhanden ist, die aus den Stellgrößen in einem für MONSUN definierten, universellen
Koordinatensystem „K 0
“ durch entsprechende Transformationen spezifische
Stellgrößen für die Achslage- oder Gelenklageregelung errechnet.
Der Einsatz konventioneller Rechnernetze zur Verbindung von Arbeitseinheiten mit der
universellen Mastereinheit.
Durch dieses Prinzip können alle in Frage kommenden Arbeitseinheiten als Pool
aufgefaßt werden. Durch Aufbau einer Assoziation zum Universalmaster kann aus dem
Pool der Arbeitseinheiten jederzeit ein Roboter mit einem gerade benötigten Werkzeug
oder einer geeigneten Kinematik eingesetzt werden, vorausgesetzt, er steht physikalisch
an einer geeigneten Stelle für den Einsatz. Damit kommt dem Auf- und Abbau
der Assoziation zwischen Mastereinheit und Arbeitseinheit die gleiche Bedeutung zu
wie in der industriellen, automatischen Fertigung dem Werkzeugwechsel an einem
Roboter oder in einer Fertigungszelle.
Ein weiteres Charakteristikum für MONSUN (wie schon für DISTEL) ist, daß die
Wirkkette der Regelung nicht nur in eine Richtung, nämlich von der Mastereinheit zur
Diplomarbeit Torsten Neck