Robotik: Programmierung intelligenter Roboter

1. Grundlagen.- 1.1 Der Begriff Roboter.- 1.2 Systematik und Einsatzgebiete.- 1.3 Roboter und Automatisierung.- 1.4 Forschungsgebiete.- 2. Teilsysteme eines Roboters.- 2.1 Gelenke.- 2.2 Arbeitsraum und Grundkonfigurationen.- 2.3 Roboterhandgelenke.- 2.4 Freiheitsgrade und Gelenke.- 2.5 Der Roboter PUMA 560.- 2.6 Antrieb.- 2.7 Kinematikmodul.- 2.8 Gelenkregelung.- 2.9 Effektoren.- 2.10 Sensoren.- 2.11 Programmiersystem.- 3. Grundlagen Kinematik.- 3.1 Drehung der Koordinatensysteme.- 3.2 Verschiebung der Koordinatensysteme.- 3.3 Homogene 4×4-Matrizen.- 3.4 Elementare Drehungen.- 3.5 Drehung um eine beliebige Achse.- 3.6 Darstellung der Orientierung.- 4. Roboterkinematik.- 4.1 Denavit-Hartenberg-Regeln.- 4.2 Koordinatensysteme des PUMA 560.- 4.3 Vorwärtsrechnung für den PUMA 560.- 4.4 Effektorkoordinatensystem beim PUMA 560.- 4.5 Orientierung beim PUMA 560.- 4.6 Rückwärtsrechnung.- 4.7 Explizite Rückwärtsrechnung.- 4.8 Spezielle Rückwärtsrechnung für den PUMA 560.- 4.9 Problemfälle bei der Rückwärtsrechnung.- 5. Programmierung von Robotern.- 5.1 Arten der Programmierung.- 5.2 Programmierung durch Beispiele.- 5.3 Programmierung durch Training.- 5.4 Neuronale Netze.- 5.5 Roboterorientierte Programmierung.- 5.6 Aufgabenorientierte Programmierung.- 5.7 Robotersimulationssystem.- 5.8 Kartesische Echtzeit-Schnittstelle.- 6. Konzepte roboterorientierter Programmierung.- 6.1 Entstehung der Roboterprogrammiersprachen.- 6.2 Sprachelemente von Roboterprogrammiersprachen.- 6.3 Beispiel für Roboterwelt.- 6.4 Das Framekonzept.- 6.5 Datentypen, Datenobjekte.- 6.6 Ausdrücke.- 6.7 Konstruktoren und Selektoren für Kinematikobjekte.- 6.8 Bewegungsanweisungen.- 6.9 Ein einfaches Anwendungsbeispiel.- 6.10 Kommunikation.- 6.11 Unterbrechungen.- 6.12 Anweisungen für Effektoren und Sensoren.- 6.13 Strukturierung von Programmen.- 7. Beispiele roboterorientierter Programmierung.- 7.1 Anwendungsbeispiel: Werkstück in Heizzelle.- 7.2 Konzepte zur Montage des Cranfield-Pendels.- 7.3 Programm zur Montage des Cranfield-Pendels.- 8. Konzepte zur Umweltmodellierung.- 8.1 Objektorientierte Modellierung.- 8.2 Entity-Relationship-Modelle.- 8.3 Semantische Netze.- 8.4 Frame-Modelle.- 8.5 Faktenorientierte Modelle.- 8.6 Regelsysteme.- 9. Konzepte aufgabenorientierter Programmierung.- 9.1 Komponenten.- 9.2 Skripte zur Modellierung von Abläufen.- 9.3 Verhaltensmuster zur Modellierung von Abläufen.- 9.4 Regelsysteme zur Aufgabentransformation.- 9.5 Kommunikation zwischen verteilten Agenten.- 9.6 Grundstruktur eines Aufgabentransformators.- 10. Beispiele aufgabenorientierter Programmierung.- 10.1 Architektur eines mvr-Aufgabentransformators.- 10.2 Regeln des Moduls RM1.- 10.3 Ein dreistufiger, nichtreaktiver Aufgabentransformator.- 10.3.1 Symbolische Ebene.- 10.3.2 Geometrische Ebene.- 10.3.3 Roboterorientierte Ebene.- 11. Planen.- 11.1 Elemente des Planens.- 11.2 Planen als Suche.- 11.3 Taxonomie des Planens.- 11.4 Anwendungsbeispiele aus der Klötzchenwelt.- 12. Montageplanung.- 12.1 Grundlagen.- 12.2 Montagewissen.- 12.3 Montagegraph.- 12.4 Montageplanung und UND/ODER-Graph.- 12.5 Anwendungsaspekte.- Literatur.- Abbildungsverzeichnis.- Register.