Hier ist mein Gedächtnisprotokoll für die heutige Robotik Klausur.Fehlende Fragen einfach ergänzen.
Bearbeitungszeit: 60 Minuten
Erreichbare Punktzahl: 40
Aufgaben: 4 (auf 14 Seiten)
Meiner Meinung nach waren die Aufgaben insgesamt fair und die Zeit ausreichend.
Es gab viele reine Theoriefragen, die durch Auswendiglernen beantworten werden konnten. Gefühlt etwa 70-80%, der Rest waren Anwendungsaufgaben.
Aufgabe 1: Allgemein (9 Punkte)
1) Abbildung von Robotertypen nach mechanischer Struktur und Arbeitsräume gegeben. Robotertyp bezeichnen (Linear / Portal, SCARA, Knickarm) und Form des Arbeitsraum zuordnen.
2) Was ist eine geschlossene kinematische Kette und welcher Robotertyp hat die
3) Online und Offline Programmierung erklären
4) Wiederholgenauigkeit und Positioniergenauigkeit erklären. An einer Zielscheibe war ein Punkt vorgegeben. Mindestens 3 Punkte hinzufügen für eine gute Wiederholgenauigkeit aber schlechte Positioniergenauigkeit.
5) zu 2 Schutzmaßnahmen (Gefahr vermeiden, vor Restrisiko warnen) die entsprechende Stufe / Methode der Sicherheitstechnik schreiben (unmittelbar, hinweisend)
6) Diagramm mit der Klassifizierung von MRK beschriften (Koexistenz, Seriell, parallel, Kollaborationen)
Aufgabe 2: Kinematik (ungefähr 12 Punkte)
Rechenteil
1) Denavit Hartenberg Parameter und Zeichnung gegeben. Fehlende Koordinatensyteme einzeichnen
2) Homogene Transformationsmatrizen aufstellen für 1T (0 auf 1), 2T (1 auf 2) und ET (2 auf Endeffektor)
3) Arbeitsraum in xz und yz Ebene zeichnen
4) Zeichung gegeben. Denavit Hartenberg Parameter daraus in die Tabelle eintragen.
5) Transformation ET0 (von 0 auf Endeffektor) mit den Zwischen Matrizen angeben. (Sollte nicht ausgerechnet werden sondern nur allgemein die Formel das alle Matrizen miteinander multipliziert werden)
Theorieteil
6) Probleme bei der Vorwärtskinematik und Inverser Kinematik erklären
7) Alternativen zu Homogenen Transformationsmatrix nennen und Anzahl der Parameter angeben
Singularität erklären
9) Jacobimatrix erklären (Bedeutung)
10) Wie äußert sich Singularität in der Jacobimatrix
11) Bedeutung der Abkürzung RRT erklären und ob der Pfad auch für andere Startpunkte gilt.
Aufgabe 3: Bahnplanung (ungefähr 10 Punkte)
1) Freien Raum der Bahnplanung erklären
2) Unterschiede zwischen Trajektorie im Gelenkraum und Aktionsraum. Was ist für Singularitäten geeignet und warum
3) Synchrone und Asynchrone PTP Steuerung zeichnen
4) Zustand erklären wenn mehr Koeffizienten für die Parameter vorhanden sind als notwendig
5) Trapezförmige Bahnplanung mit gegeben Werten für Winkel, Geschwindigkeit und Beschleunigung gegeben. Gesamtzeit berechnen, Zeit der konstanten Geschwindigkeit berechnen
6) Dazu den Verlauf von Winkel, Geschwindigkeit und Beschleunigung zeichnen. Fall 2: es gibt zusätzlich eine Ruck Funktion. Dazu wieder erneut Winkel, Geschwindigkeit und Beschleunigung zeichnen.
Aufgabe 4: Dynamik und Regelung (9 Punkte)
1) Bewegungsgleichung allgemein aufstellen ohne Reibung und externen Kräften und die jeweilige Dimension des Vektors oder Matrix dazuschreiben bei einem Freiheitsgrad von 6
2) Allgemeiner Ansatz zum Lösen von Bewegungsgleichung nennen und die Idee dahinter erläutern
3) Erklären weshalb ein Reduktionsgetriebe mit hoher Übersetzung sich positiv auf die Reglung auswirkt und entscheiden ob es für eine zentrale oder verteilte Reglung gilt.
4) Viskose Reibung und Coulombsche Reibung zeichnen
5) Regelkreis der Bewegungsregelung im Gelenkraum zeichnen
6) Eingangs und Ausgangsgrößen von Admittanzregelung und Impedanzregelung angeben
7) Innerer Regelkreis des Kaskadenreglers als P Regler zeichnen
