Titelaufnahme

Titel
Erstellung eines Prototyps eines "SCR" Robotercontrollers (erweiterbar für die Steuerung bis zu 6 Achsen)
Weitere Titel
The realization of a prototype of a control system for a SCARA-Robot
VerfasserBerezka, Robert
Betreuer / BetreuerinKucera, Gernot
Erschienen2013
Datum der AbgabeSeptember 2013
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)SCARA Roboter / Roboter Steuerung / Schrittmotor Steuerung / Roboter Achsenansteuerung
Schlagwörter (EN)SCARA robot / robot controller / stepper motor steering
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschreibt die Konzeption und Herstellung einer mikrocontroller-basierten Steuereinheit für Roboter mit bis zu sechs Achsen.

Für eine von der Fachhochschule Campus Wien entwickelten SCARA-Roboterplattform wurde eine Low-Level-Steuerung zur Umsetzung von Roboter-Fahrbefehlen realisiert. Die Steuerung ist in der Lage über eine serielle Schnittstelle übermittelte PC-Fernsteuerbefehle zu verarbeiten und in Folge die notwendigen Taktrichtungssignale zur Ansteuerung der Schrittmotorenleistungsteile zu generieren. Die Steuerung ist nicht nur im Stande externe Fernsteuerbefehle zu verarbeiten und entsprechende Roboterarmbewegungen auszulösen, sondern kann auch in die Steuereinheit fix einprogrammierte Folgen von Fahrbefehlen (Programmmodus) zur Bewegungssteuerung heranziehen.

Kernkomponente der Kontrollereinheit für die Bewegungssteuerung ist ein STM32-Mikrocontroller. Zur Pegelanpassung bei der Datenübertragung vom Mikrocontroller zum Schrittmotor-Controller dienen Bustransceiverbausteine. Die Kontrollereinheit erlaubt des weiteren die Anbindung der an den Roboterarmen verbauten, induktiven Schaltsensoren zur Referenzierung sowie die Ansteuerung eines Robotergreifers. Für den Mikrocontroller wurde die notwendige Software erstellt und in Folge auf Funktion überprüft.

Des Weiteren wurde eine einstweilen provisorische Verkabelung zwischen den Schrittmotoren, Encodern, Schrittmotor-Controllern und der Kontrolleinheit hergestellt. Zur Gewährleistung der notwendigen Spannungsversorgung erfolgte außerdem die Konzeption und der Einbau eines Kondensatorblocks.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the realization of a prototype of a control system for a SCARA-Robot. The task was first to build and design electronic circuits for steering the step motor controller. It receives the directives of the microcontroller output signals and transforms it into step motor motions.

One operation mode of the Scara Robot is that the microcontroller received via the USART-Interface moving directions of the PC and converts it to moving operation on the step motor (enable-, direction- and clock-signals). It is supposed to be also possible to do axis operations on the robot without an USART communication. This is programmed into the microcontroller.

One point was to manage the referencing of the axis of the robot to a specific point and build the necessary electronic to detect the signals of the inductive switching sensors. The microcontroller, the electronic for the switching sensors, USART-Interface and control switches are all packed on a single printed circuit. Finally the programming and testing of the microcontroller software was carried out.