Robotik Grundlagen — Mechanik, Antrieb, Regelung, Simulation, Sicherheit

Inhalt dieses Kurses

1. Mechanik und Kinematik — Sie benennen Glieder, Gelenke und Freiheitsgrade, zählen Freiheitsgrade ebener Mechanismen und berechnen die Spitzenposition einer ebenen Kette (Vorwärtskinematik) von Hand.
2. Aktorik und Sensorik — Sie unterscheiden Motor-, Schrittmotor-, Sehnen- und Fluidantriebe, berechnen Moment, Hebelarm, Getriebe und Auflösung und ordnen Sensoren für Winkel, Kraft und Strom zu.
3. Regelung — Sie zeichnen einen Regelkreis, unterscheiden P-, PD-, PI- und PID-Regler und rechnen die bleibende Regelabweichung eines P-Reglers an einem Gelenk mit Rückstellfeder nach.
4. Simulation und Programmierung — Sie nennen Grenzen eines Modells, wählen den Zeitschritt nach der Zeitkonstante, beurteilen Stabilität und gleichen eine Simulation mit Messwerten ab.
5. Wahrnehmung — Sie ordnen Sensorgrößen zu, rechnen Auflösung, Rauschen und Totzeit, wählen die einfachste ausreichende Auswertungsstufe und entwerfen eine Schwellenregel.
6. Lernen im Roboter — Sie ordnen Lernverfahren (Tabellen-ML, Nachahmungs- und Verstärkungslernen) ein, wenden die Regel der einfachsten ausreichenden Stufe an, planen einen Prüfsatz und benennen die Risiken gelernter Steuerungen.
7. Sicherheit und Recht — Sie formulieren eine Zweckbestimmung, erkennen Gefährdungen an Roboterarmen, kennen die Schritte der Risikobeurteilung und die wichtigsten Regelwerke als Orientierung und rechnen einfache Sicherheitsüberschläge.
8. Praxisprojekt: Vom Entwurf zur Messung — Sie planen ein Projekt von der Auslegung bis zur Messung, legen ein schrittmotorgetriebenes Armgelenk aus, berechnen Fahrzeit und Reserve, entwerfen einen Messplan und dokumentieren das Ergebnis mit Zweckbestimmung.