Graf, K: Bahnführung von Handhabungsgeräten mit unterlagerte

Der Wunsch nach hoher Positionsgenauigkeit von Handhabungsgeräten in der industriellen Fertigung verlangt intelligente Konzepte zur Bahnführung. Erschwert wird die Positionsregelung dieser Geräte durch deren nichtlineares Verhalten und die zwischen den Achsen auftretenden Kopplungen.Als entscheidende Neuerung für die Positionsregelung schlägt diese Arbeit die Hinzunahme einer unterlagerten Beschleunigungsregelung vor. Wegen des niedrigeren Differenzgrades der Strecke kann für die Beschleunigungsrege1ung eine höhere Dynamik erreicht werden als für die Positionsregelung. Die unterlagerte schnelle Beschleunigungsregelung besitzt drei positive Auswirkungen auf das nichtIineare verkoppelte Systemverhalten eines Handhabungsgerätes.1. Durch die hohe Verstärkung der Rückführung ergibt sich eine Linearisierungswirkung. Für eine überlagerte Positionsregelung liegt dann ein nahezu lineares Systemverhalten vor, was deren Entwurf erleichtert.2. An Antriebsachsen auftretende Lastkräfte wirken unmittelbar auf die Beschleunigung ein. Die Rückführung der Beschleunigung hat daher eine signifikante Verbesserung des Störverhaltens bzw. eine Erhöhung der Laststeifigkeit des Antriebs zur Folge.3. Die bei mehrachsigen Geräten wirkenden Abstützkräfte verursachen unerwünschte Kopplungen zwischen den Achsen und besitzen den gleichen Eingriffsort wie die Lastkräfte. Durch die Beschleunigungsregelung wird daher auch eine Entkopplung der Achsen erreicht. Dies gestattet die Verwendung getrennter Achsregler.Insgesamt gesehen handelt es sich um ein Regelkonzept mit getrennten linearen Kaskadenregelungen in den Achsen.Neben der Beschleunigungsregelung haben Überlegungen zur Vorsteuerung für diese Arbeit eine zentrale Bedeutung.So sollten bei der Bahnplanung für ein Handhabungsgerät Solltrajektorien generiert werden, die entsprechend dem Differenzgrad dieses