Strategien zur On-Line Bahnplanung bei Robotern mit 3D-Konturfolgesensoren

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Den Herren Professoren Dr. -Ing. Joachim Milberg und Dr. -Ing. Gunther Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die langjahrige gute und vertrau- ensvolle Zusammenarbeit sowie fur die wertvollen Hinweise und Anregungen. Herrn Prof. Dr. -Ing. Klaus Feldmann, dem Leiter des Lehrstuhls fur Fertigungsautomati- sierung und Produktionssysternatik der Universitat Erlangen-Nurnberg, danke ich sehr herzlich fur die UEbernahme des Korreferates und das meiner Arbeit entgegen gebrachte Interesse. Schliesslich moechte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts, insbesondere den Kollegen der "Lasercrew", sowie allen Studenten und Freunden, die mich bei der Erstellung dieser Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken. Munchen, im Dezember 1995 Wilhelm Trunzer Meinen Eltern Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Stand der Technik bei der sensorgestutzten Roboterbahnbearbeitung 4 3 Sensorsysteme zur Erzeugung von Bewegungsinformation 10 3. 1 Komponenten des Gesamtsystems 10 3. 2 Anordnung der Komponenten 11 3. 3 Anforderungen an ein System zur 3D-Konturverfolgung 13 3. 3. 1 Anforderungen an das Sensorsystem 13 3. 3. 1. 1 Anforderungen an den Sensorkopf 13 3. 3. 1. 2 Anforderungen an Sensorrechner und Sensorsystem 15 3. 3. 2 Anforderungen an das Robotersystem 17 3. 3. 2. 1 Anforderungen an die Roboterrnechanik 18 3. 3. 2. 2 Anforderungen an die Robotersteuerung 19 3. 4 Physikalische Prinzipien 20 3. 4. 1 Nicht-optische Sensoren 22 3. 4.