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

52 KONZEPT EINES TELEPRÄSENZSYSTEMES AUF BASIS EINES KONVENTIONELLEN RECHNERNETZES
Arbeitseinheit, läuft, sondern auch in umgekehrter Richtung von den Kraft-Momenten-Sensoren
der Arbeitseinheit zum Bedienarm der Mastereinheit. Dort muß
entsprechend den gemessenen Kräften und Momenten die dem Bediener entgegenzusetzende
Kraft in gleicher Weise eingeregelt werden. (Die Eingaben des
Bedieners sind aus Sicht der Kraftreflexionsregelung für den Masterarm wie in
3Abbildung 2.2 auf S. 320 als Störgrößen aufzufassen.)
4.2.2 Objekthierarchie der MONSUN-Komponenten
Im Konzept von MONSUN sind die primären Komponenten die bereits eingeführte
Mastereinheit und die Arbeitseinheit:
Die Mastereinheit (MEH) ist dabei durch einen Master-Manipulator, den eigentlichen
Bedienarm, und einen zugehörigen Steuerrechner realisiert. Abstrahierend kann für die
konzeptuelle Betrachtung von MONSUN dieser Steuerrechner als Repräsentant der
gesamten MEH angesehen werden. Er stellt als offenes System die Anbindung der
MEH über das Netz bereit, nimmt die Umrechnung der Stellwinkel des Bedienarmes in
die unter MONSUN standardisierten kartesischen Koordinaten (K 0
) vor und sendet diese
auf das Netz und er generiert die Steuersignale der aus den Kraft-Momenten-Sensoren
(KMS) der Arbeitseinheit gewonnenen Kraftreflexionsdaten für den Bedienarm.
Die Arbeitseinheit (AEH) ist wie schon die MEH in einem Steuerrechner und dem
eigentlichen Robotersystem realisiert. Der AEH-Rechner nimmt die Kommandos von
der MEH vom Netz, rechnet die Koordinaten in die vom Roboterarm spezifisch
benötigten Stellwerte um und sammelt gleichzeitig im Polling-Verfahren die Ist-Daten
der KMSen und der Stellgelenke auf, um sie an das Netz weiterzugeben. Der
Steuerrechner der AEH kann außerdem direkt IRDATA 224 -Programme interpretieren und
ausführen, so daß eine abstrakte Programmierung des Roboters direkt vor Ort möglich
wird.
Die heute erhältlichen Industrie-Roboter-Systeme, die als AEH eingesetzt werden
können, müssen dabei als verteilte, hierarchische Systeme im folgenden Sinn
verstanden werden: Die ausgelieferten Steuerungsrechner sind überwiegend an eine
ganz bestimmte Roboter-Hardware angepaßt und werden dediziert eingesetzt. Als
direkte Bedienschnittstelle verfügen sie meist über ein Bedienfeld mit Schaltern,
Anzeigeleuchten, ggfs. ein eingebautes Bildschirmterminal oder ein Handprogrammiergerät
(HPG). Sie können mittels serieller Schnittstellen gemäß IEEE RS232c oder
CCITT V.24 225 mit übergeordneten Rechnern der Operativebene verbunden werden. Die
Sensor-Elektronik der Steuerungsrechner selbst ist nicht in der Lage, die für die
rückwirkende Regelung notwendigen Kraft-Momenten-Sensordaten zu erfassen und
für die Regelung vorzuverarbeiten. Sie sind außerdem meist nur in geringem Maße
geeignet, die an den Roboter montierbaren Werkzeuge in ihrem gesamten Umfang (im
Koordinatensystem K TCP
) zu steuern, die infolgedessen behelfsmäßig als sogenannte
Zusatz- oder Hilfsachsen (im Koordinatensystem K 0
) behandelt werden müssen. Für die
Steuerung der Effektoren und die Vorverarbeitung der KMS-Daten sind deswegen
meist dedizierte Steuerungskomponenten notwendig. Eine reale AEH mit einem Industrieroboter
hat typischerweise den in 3Abbildung 4.2 gezeigten gerätetechnischen
Aufbau. Die im Sinne von MONSUN (insbesondere gegenüber dem Netz) als
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IRDATA ist ein in DIN 66 313 standardisiertes Format zur Übermittlung von Betriebsdaten für
Industrieroboter
In Deutschland genormt durch die DIN 66 020 in der Fassung vom Mai 1981
Ermittlung der Leistungscharakteristika ATM-basierter Inhouse-Netzwerkinstallationen