Manipulator
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Im Bereich der Robotertechnik ist ein Manipulator das Gerät, das die physikalische Interaktion mit der Umgebung ermöglicht, also der bewegliche Teil des Roboteraufbaus, der die mechanische Arbeit des Roboters durchführt. Ein Roboter hat im allgemeinen folgende Ziele:
- Manipulieraufgaben (Arbeiten am Werkstück, um es mehr in Richtung Fertigzustand zu bringen, also z. B. Schweißen, Schneiden, Gravieren, usw. - wie alle konventionellen Fertigungsverfahren),
- Positionieraufgaben (= Bewegen von Objekten im Raum ohne Bearbeitung desselben, z.B. Werkstückzufuhr für ein Bearbeitungszentrum)
- und Messaufgaben.
Für diese Aufgaben muss der Roboter entsprechend mit Werkzeugen bzw. Greifern oder Messgeräten ausgerüstet sein - allen dreien gemeinsam ist aber die Notwendigkeit, den Tool Center Point ((Bearbeitungs-)Mittelpunkt des jeweiligen Werkzeugs) in verschiedenen Posen (Pose = Position (kartesisches dreidimensionales Koordinatensystem) undOrientierung (= Verdrehung um die einzelnen Achsen)) im Raum zu positionieren.
Dazu besitzt jeder Roboter mehrere Dreh- (rotatorische) und Verschiebeachsen (translatorische Achsen), die durch die Kombination (Überlagerung, siehe Relativkinematik) der einzelnen Bewegungen zu einer Gesamtbewegung zusammengefasst werden.
Elemente eines Manipulator sind:
- die Basis (das Fundament),
- die Achsen mit den Antriebseinheiten (Motoren, Getriebe, Winkelgeber),
- Kabel bzw. Leitungen zu deren Energieversorgung, Ansteuerung und Signalübertragung,
- das Gehäuse
- ...
Im Prinzip ist der Manipulator der Teil, den man gewöhnlich mit einem Industrieroboter assoziiert, z.B. im Fernsehen in den Automobilfabriken, wo viele in einer Fertigungsstraße zusammenarbeiten. Die Steuerung, die nicht zum Manipulator gehört, ist ein meistens größerer Schrank, in dem oftmals ein Industrie-PC, eine kleine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung), die Motorleistungsschalter usw. befinden. Weiter gibt es Hilfseinrichtungen wie sicherheitstechnische Einrichtungen (Schutzzäune, Lichtschranken) und externe Achsen (Drehtische usw.).
