Festo Robotino User manual

544305 DE/EN
Robotino®
Handbuch
Robotino®
Manual
mit CD ROM
CD-ROM included

Das mobile Robotersystem Robotino®
ist ausschließlich für die Aus- und
Weiterbildung im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt.
Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu
tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in den
begleitenden Handbüchern beschrieben sind, beachten.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden,
des Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei
Gebrauch/Einsatz der Anlage außerhalb einer reinen Ausbildungssituation
auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden vorsätzlich oder grob
fahrlässig verursacht.
This mobile robot system Robotino®
Bestell-Nr./Order No.: 544305
Stand/Status: 11/2009
Autor/Author: Ralph-Christoph Weber, Markus Bellenberg
Grafik/Graphics: Doris Schwarzenberger
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Germany, 2009
Internet: www.festo-didactic.com
e-mail: [e-mail]
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung
seines Inhalts verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen
verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht,
Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen durchzuführen.
The copying, distribution and utilisation of this document as well as the
communication of its contents to others without express authorisation is prohibited.
Offenders will be held liable for the payment of damages. All rights reserved, in
particular the right to carry out patent, utility model or ornamental design
registration.
has been developed and produced solely for
vocational and further training purposes in the field of automation and technology.
The company undertaking the training and/or the instructors is/are to ensure that
trainees observe the safety precautions described in the manuals provided.
Festo Didactic herewith excludes any liability for damage or injury caused to
trainees, the training company and/or any third party, which may occur if the system
is in use for purposes other than purely for training, unless the said damage/injury
has been caused by Festo Didactic deliberately or through gross negligence.
Bestimmungsgemäße Verwendung/Intended use

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 3
1. Einleitung ______________________________________________________ 5
1.1 Lerninhalte______________________________________________________ 5
1.2 Lernziele _______________________________________________________ 5
1.3 Wichtige Hinweise _______________________________________________ 6
1.4 Verpflichtung des Betreibers _______________________________________ 7
1.5 Verpflichtung der Auszubildenden __________________________________ 7
1.6 Gefahren im Umgang mit dem Robotino®
1.7 Gewährleistung und Haftung_______________________________________ 8
_____________________________ 7
1.8 Bestimmungsgemäße Verwendung _________________________________ 8
2. Sicherheitshinweise _____________________________________________ 9
3. Technische Daten _______________________________________________ 10
4. Transport/Auspacken/Lieferumfang_______________________________ 11
5. Aufbau und Funktion ____________________________________________ 12
5.1 Der Robotino®
5.2 Chassis und Kommandobrücke ____________________________________ 13
__________________________________________________ 12
5.3 Modul Antriebseinheit ___________________________________________ 16
5.4 Modul Kamera __________________________________________________ 18
5.5 Modul Steuerungseinheit_________________________________________ 19
5.6 Modul E/A-Platine_______________________________________________ 19
5.7 Energieversorgung/Ladegerät_____________________________________ 20
5.8 Sensoren ______________________________________________________ 20
5.9 Folientastatur und Display ________________________________________ 24
5.10 Wireless LAN Accesspoint ________________________________________ 25
5.11 Compact Flash Karte_____________________________________________ 25
5.12 E/A-Schnittstelle________________________________________________ 26
6. Inbetriebnahme ________________________________________________ 27
6.1 Erste Schritte___________________________________________________ 27
6.2 Ein- und Ausschalten ____________________________________________ 27
6.3 Die Funktionen der Anzeige _______________________________________ 28
6.4 Testen der Demoprogramme ______________________________________ 30
6.5 Ausführen der Demoprogramme auf festem Untergrund _______________ 31
6.6 Steuern des Robotino®mit Robotino®
6.7 Einrichten einer WLAN-Verbindung _________________________________ 31
View __________________________ 31
6.8 Prüfen der WLAN-Verbindung _____________________________________ 32
6.9 Arbeiten mit mehreren Robotinos®
6.10 Laden der Batterien _____________________________________________ 39
_________________________________ 37
6.11 Austauschen der Batterien________________________________________ 41
6.12 Einbau zusätzlicher Sensoren _____________________________________ 44
6.13 Anschluss der Sensoren__________________________________________ 45
6.14 C++-Bibliotheken________________________________________________ 46
7. Dokumente / Appendix __________________________________________ 48
7.1 Bedienungsanleitungen und Datenblätter ___________________________ 48
7.2 Hilfestellungen bei häufigen Fehlern _______________________________ 49
Inhalt/Contents

Inhalt/Contents
4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
1. Introduction ___________________________________________________ 53
1.1 Training contents _______________________________________________ 53
1.2 Learning aims __________________________________________________ 53
1.3 Important notes ________________________________________________ 54
1.4 Duty of the operating authority ____________________________________ 55
1.5 Duty of trainees_________________________________________________ 55
1.6 Risks involved in dealing with Robotino®
1.7 Warranty and liability ____________________________________________ 56
____________________________ 55
1.8 Intended use ___________________________________________________ 56
2. Notes on safety_________________________________________________ 57
3. Technical data _________________________________________________ 58
4. Transport/Unpacking/Scope of delivery ___________________________ 59
5. Design and function_____________________________________________ 60
5.1 Robotino®
5.2 Chassis and command bridge _____________________________________ 61
_____________________________________________________ 60
5.3 The drive unit module____________________________________________ 64
5.4 The camera module _____________________________________________ 66
5.5 The controller unit_______________________________________________ 67
5.6 I/O circuit board module _________________________________________ 67
5.7 Power supply/battery charger_____________________________________ 68
5.8 Sensors _______________________________________________________ 68
5.9 Membrane keypad and display ____________________________________ 72
5.10 Wireless LAN access point ________________________________________ 73
5.11 The compact flash card___________________________________________ 73
5.12 The I/O interface ________________________________________________ 74
6. Commissioning_________________________________________________ 75
6.1 Initial steps ____________________________________________________ 75
6.2 Switching On and Off ____________________________________________ 75
6.3 The display functions ____________________________________________ 76
6.4 Testing the demo programs _______________________________________ 77
6.5 Executing demo programs on solid ground __________________________ 79
6.6 Controlling the Robotino®with Robotino®
6.7 Setting up a WLAN connection ____________________________________ 79
View _______________________ 79
6.8 Testing the WLAN connection _____________________________________ 80
6.9 Working with several Robotinos®
6.10 Charging the batteries ___________________________________________ 87
__________________________________ 85
6.11 Replacing the batteries __________________________________________ 89
6.12 Installing additional sensors ______________________________________ 92
6.13 Connecting the sensors __________________________________________ 93
6.14 C++ libraries____________________________________________________ 94
7. Content of the CD-ROM / Appendix ________________________________ 96
7.1 Operating instructions and Data sheets _____________________________ 96
7.2 Assistance with frequent errors____________________________________ 97

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 5
Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an
unterschiedlichen Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Dieses
mobile Robotersystem Robotino®
ermöglicht eine an der betrieblichen Realität
ausgerichtete Aus- und Weiterbildung. Die Hardware setzt sich aus didaktisch
aufbereiteten Industriekomponenten zusammen.
Das mobile Robotersystem Robotino®
•Sozialkompetenz,
liefert Ihnen ein geeignetes System, mit dem
Sie die Schlüsselqualifikationen
•Fachkompetenz und
•Methodenkompetenz
praxisorientiert vermitteln können.
Lerninhalte aus den folgenden Bereichen können bearbeitet werden:
•Mechanik
–Mechanischer Aufbau eines mobile Robotersystems
•Elektrotechnik
–Motoransteuerung
–Messen und Auswerten verschiedener elektrischer Größen
•Sensorik
–Sensorgeführte Bahnsteuerung
–Kollisionsfreie Bahnsteuerung mittels Abstandssensoren
–Bahnsteuerung mittels Bildverarbeitung von Kamerabildern
•Regelungstechnik
–Antrieb omnidirektionaler Antriebe
•Einsatz von E/A-Schnittstellen
–Wireless LAN
•Inbetriebnahme
–Inbetriebnahme eines mobilen Robotersystems
Neben der industriellen Robotertechnik gewinnt der Markt der mobilen Roboter und
Service Roboter zunehmend an Bedeutung. Mit dem Robotino®
folgt die Ausbildung
dieser technischen und wirtschaftlichen Entwicklung.
Mit dem Robotino®
können folgende Lernziele erreicht werden.
1. Einleitung
1.1
Lerninhalte
1.2
Lernziele

1. Einleitung
6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Die Auszubildenden
–lernen eine elektrisch geregelte Motoransteuerung handhaben
–kennen die Grundlagen, den Aufbau, die Ermittlung von Kenngrößen und die
Parametrierung einer Gleichstrommotorregelung
–kennen die Grundlagen elektrischer Antriebstechnik.
–verstehen einen omnidirektionalen 3-Achsantrieb, können ihn in Betrieb nehmen
und steuern
–können die Inbetriebnahme (Software und Hardware) eines mobilen
Robotersystems am Beispiel von Robotino®
–können das mobile Robotersystem Robotino
durchführen
®
–können eine sensorgeführte Bahnsteuerung für den Robotino
in verschiedene Richtungen
bewegen
®
–können die Integration von Bildverarbeitung in die Steuerung des Robotino
entlang einer
vorgegebenen Bahn mittels Softwareunterstützung durchführen.
®
–können eine sensorgeführte autonome Bahnsteuerung des Robotino
realisieren
®
mit
Objekterkennung und einfachem Explorationsverhalten entwickeln.
Zudem können folgende weiterführende Lernziele erreicht werden
Die Auszubildenden
–können die Integration von zusätzlichen Sensoren vornehmen
–können von zusätzliche mechanische Vorrichtungen, zum Beispiel
Handhabungseinrichtungen oder eine Schussvorrichtung in das System
integrieren
–sind fähig, die Programmierung ( C++) von eigenen Navigations- und
Steuerungsalgorithmen vorzunehmen
–erstellen eine autonomen Navigation des Robotino®
.
Grundvoraussetzung für den sicherheitsgerechten Umgang und den störungsfreien
Betrieb des mobilen Robotersystems Robotino®
ist die Kenntnis der grundlegenden
Sicherheitshinweise und der Sicherheitsvorschriften.
Dieses Handbuch enthält die wichtigsten Hinweise, um das mobile Robotersystem
Robotino®
sicherheitsgerecht zu betreiben.
Insbesondere die Sicherheitshinweise sind von allen Personen zu beachten, die mit
dem mobile Robotersystem Robotino®
arbeiten.
Darüber hinaus sind die für den Einsatzort geltenden Regeln und Vorschriften zur
Unfallverhütung zu beachten.
1.3
Wichtige Hinweise

1. Einleitung
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 7
Der Betreiber verpflichtet sich, nur Personen mit dem mobile Robotersystem
Robotino®
•mit den grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung
vertraut und in die Handhabung des mobile Robotersystems Robotino
arbeiten zu lassen, die:
®
•das Sicherheitskapitel und die Warnhinweise in diesem Handbuch gelesen und
verstanden haben.
eingewiesen sind,
Das sicherheitsbewusste Arbeiten des Personals soll in regelmäßigen Abständen
überprüft werden.
Alle Personen, die mit Arbeiten am mobile Robotersystem Robotino®
•das Sicherheitskapitel und die Warnhinweise in diesem Handbuch zu lesen,
beauftragt
sind, verpflichten sich, vor Arbeitsbeginn:
•die grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung zu
beachten.
Das mobile Robotersystem Robotino®
ist nach dem Stand der Technik und den
anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei ihrer
Verwendung Gefahren für Leib und Leben des Benutzers oder Dritter bzw.
Beeinträchtigungen an der Maschine oder an anderen Sachwerten entstehen.
Das mobile Robotersystem Robotino®
•für die bestimmungsgemäße Verwendung und
ist nur zu benutzen:
•in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand.
Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, sind umgehend zu
beseitigen!
1.4
Verpflichtung des
Betreibers
1.5
Verpflichtung der
Auszubildenden
1.6
Gefahren im Umgang mit
dem Robotino®

1. Einleitung
8 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Grundsätzlich gelten unsere „Allgemeinen Verkaufs- und Lieferbedingungen“. Diese
stehen dem Betreiber spätestens seit Vertragsabschluss zur Verfügung.
Gewährleistungs- und Haftungsansprüche bei Personen- und Sachschäden sind
ausgeschlossen, wenn sie auf eine oder mehrere der folgenden Ursachen
zurückzuführen sind:
•Nicht bestimmungsgemäße Verwendung des mobilen Robotersystems Robotino
•Unsachgemäßes Montieren, in Betrieb nehmen, Bedienen und Warten des
mobilen Robotersystems Robotino
®
•Betreiben des mobilen Robotersystems Robotino
®
®
•Nichtbeachten der Hinweise im Handbuch bezüglich Transport, Lagerung,
Montage, Inbetriebnahme, Betrieb, Wartung und Rüsten des mobilen
Robotersystems Robotino
bei defekten
Sicherheitseinrichtungen oder nicht ordnungsgemäß angebrachten oder nicht
funktionsfähigen Sicherheits- und Schutzvorrichtungen
•Eigenmächtige bauliche Veränderungen am mobilen Robotersystem Robotino
®
•Mangelhafte Überwachung von Roboterteilen, die einem Verschleiß unterliegen
®
•Unsachgemäß durchgeführte Reparaturen
•Katastrophenfälle durch Fremdkörpereinwirkung und höhere Gewalt.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden,
des Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei
Gebrauch/Einsatz des mobilen Robotersystems Robotino®
außerhalb einer reinen
Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden
vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.
Dieses mobile Robotersystem Robotino®
ist ausschließlich für die Aus- und
Weiterbildung im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt.
Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu
tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in den
begleitenden Handbüchern beschrieben sind, beachten.
Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört auch:
•das Beachten aller Hinweise aus dem Handbuch und
•die Einhaltung der Inspektions- und Wartungsarbeiten.
1.7
Gewährleistung und
Haftung
1.8
Bestimmungsgemäße
Verwendung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 9
Allgemein
•Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders
an dem mobilen Robotersystem Robotino®
•Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Elementen,
insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit!
arbeiten.
Elektrik
•Herstellen bzw. abbauen von elektrischen Verbindungen nur in spannungslosem
Zustand!
•Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 24 V DC.
•Vor Öffnen des Robotino-Gehäuses („Kommandobrücke“) erden. Gehäuse
abnehmen, keine elektrischen Bauteile berühren -> Elektrostatische Entladung
beachten (engl. electrostatic discharge, kurz ESD)
•Kommandobrücke immer senkrecht aufsetzten um den hochstehenden
Steckkontakt nicht zu beschädigen.
•Änderungen an der Verkabelung oder Umbauten in der Kommandobrücke auf
eigene Gefahr unter Verlust d er Garantie. Verwenden Sie ausschließlich original
Ersatzteile.
•Vor dem Wechsel der Speicherkarte (CF-Card), Robotino ausschalten
•Akkus immer in Reihe laden (12V+12V), nach dem Laden Ladegerät von Robotino
trennen. Sollte das Ladegerät von Netz getrennt werden, jedoch mit Robotino
verbunden bleiben können die Akkus über das Ladegerät entladen/zerstört
werden.
Mechanik
•Transportieren Sie den Robotino®
•Montieren Sie alle Komponenten fest auf dem Chassis oder den vorgesehenen
Befestigungsvorrichtungen.
indem sie Ihn an den Haltegriffen tragen.
•Greifen Sie nur bei Stillstand in das Robotersystem.
•Fassen Sie nie an die Räder von Robotino! Je nach Programm könnten die Räder
plötzlich zu drehen anfangen. Um den Widerstand am Rad zu erhöhen Robotino
auf den Boden drücken (z.B. bei Übungen zum Thema PID-Controller)
•Robotino besteht aus einer präzisen lasergeschnittenen und -geschweißten
Edelstahlkonstruktion, achten Sie bei Arbeiten mit Robotino auf evtl. scharfe
Kanten (Kabeldurchführung, mechanischer (De-)montage)
2. Sicherheitshinweise

10 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Parameter Wert
Spannungsversorgung 24 VDC
Digitale Eingänge 8
Digitale Ausgänge 8
Analoge Eingänge 8 (0 – 10 VDC)
Relais-Ausgänge 2
3. Technische Daten

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 11
Transport
Der Robotino®
wird in 2 Systainern geliefert.
Die Systainer müssen gegen Umfallen und Herunterfallen gesichert sein.
Transportschäden sind unverzüglich dem Spediteur und Festo Didactic zu melden.
Auspacken
Entfernen Sie beim Auspacken des Robotino®den Hartschaumeinsatz aus dem
Systainer. Achten Sie beim Herausnehmen des Robotino®
darauf, dass keine Teile
beschädigt werden.
Fassen Sie den Robotino®
immer an den beiden Haltegriffen um eine Beschädigung
der Kommandobrücke, der Elektronik und des Kollisionsschutzsensors zu
vermeiden.
1 (2x)
Haltegriffe (1)
Nach dem Auspacken muss der Robotino®
auf mögliche Beschädigungen überprüft
werden. Beschädigungen sind unverzüglich dem Spediteur und Festo Didactic zu
melden.
Lieferumfang
Prüfen Sie den Lieferumfang entsprechend dem Lieferschein und der Bestellung.
Melden Sie mögliche Abweichungen unverzüglich Festo Didactic.
4. Transport/Auspacken/Lieferumfang
Hinweis

12 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Der Robotino®ist ein voll funktionsfähiges qualitativ hochwertiges, mobiles
Robotersystem mit omnidirektionalem Antrieb. Er lässt sich über drei
Antriebseinheiten in alle Richtungen bewegen und auf der Stelle drehen. Er besitzt
darüber hinaus eine Webcam und mehrere Arten von Sensoren, analog zur
Abstandsmessung, binär zum Beispiel für den Kollisionsschutz und digital zur
Überprüfung der Ist-Geschwindigkeit. So können die vielfältigen Anforderungen an
ein solches System abgedeckt werden.
Der Robotino®
ist sofort und ohne PC einsetzbar.
Die Steuerung des Robotino®besteht aus einem Embedded PC mit einer Compact
Flash Card, auf der mehrere Demo-Anwendungen und das Linux-Betriebssystem
gespeichert sind. Die Demo-Anwendungen können direkt über das Bedienfeld des
Robotino®
gestartet werden.
Die Programmierung des Robotino®kann über die Software Robotino®View von
einem PC über ein Wireless LAN direkt vorgenommen werden. Mit Robotino®View
können Signale an die Motorsteuerung gesendet werden, Sensorwerte angezeigt,
verändert oder ausgewertet werden. Mit Robotino®View kann der Robotino®
direkt,
sogar im laufenden Betrieb, programmiert werden.
Zusätzlich steht eine Linux und eine C++ API zur Verfügung, um eine
Programmierung des Robotino®
vornehmen zu können.
Die Webcam ermöglicht es, mit Hilfe von Robotino®
View ein Live-Kamerabild
anzuzeigen und auszuwerten. So können Anwendungen wie Bahn- oder
Objektverfolgung realisiert werden.
Der Robtino®
ist autonom. Zahlreiche Sensoren, eine Kamera und eine
leistungsfähige Steuerung geben dem System die notwendige „Intelligenz“.
Per Wireless LAN (WLAN) ist der direkte Zugriff auf die Steuerung möglich. Richtig
programmiert löst der Robotino®
die ihm gestellten Aufgaben selbstständig.
Über eine E/A-Schnittstelle können zusätzliche Sensoren und Aktoren
angeschlossen werden.
5. Aufbau und Funktion
5.1
Der Robotino®

5. Aufbau und Funktion
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 13
Das Chassis besteht aus einer lasergeschweißten Edelstahlplattform.
1 (2x)
Haltegriffe (1)
5.2
Chassis und
Kommandobrücke

5. Aufbau und Funktion
14 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Auf diesem Chassis sind die Akkus, die Antriebseinheiten und die Kamera montiert.
Dort befinden sich auch die Abstandssensoren und der Kollisionsschutzsensor. Das
Chassis bietet zusätzlich Raum und Befestigungsmöglichkeiten für weitere
Aufbauten, Sensoren oder Aktoren.
3 (2x)
2 (3x)
Antriebseinheit (2) Batterie (3)

5. Aufbau und Funktion
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 15
Die hochempfindlichen Elemente des Systems wie Steuerung, E/A-Modul oder die
Schnittstellen befinden sich in der Kommandobrücke. Die Kommandobrücke wird
durch eine Steckverbindung mit den anderen Einheiten verbunden.
4
5
Kommandobrücke (4) Kamera (5)

5. Aufbau und Funktion
16 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Der Antrieb des Robotino®
geschieht durch 3 unabhängig agierende
omnidirektionale Antriebseinheiten. Sie stehen in einem Winkel von 120"
zueinander.
Jede dieser Antriebseinheiten besteht aus folgenden Komponenten:
•Gleichstrommotor
•Getriebe mit einer Übersetzung von 16:1
•Allseitenrolle
•Zahnriemen
•Inkrementalgeber
1
2
345
Motor (1) Inkrementalgeber (2) Allseitenrolle (3) Getriebe (4) Zahnriemen (5)
Alle Einzelkomponenten sind auf dem hinteren Befestigungsflansch montiert.
Zusammen mit dem vorderen Flansch wird die Antriebseinheit durch Schrauben am
Chassis befestigt. So wird die korrekte Lage der Antriebseinheiten zueinander
gewährleistet.
5.3
Modul Antriebseinheit

5. Aufbau und Funktion
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 17
Über den Inkrementalgeber kann die reale Motorgeschwindigkeit mit der
gewünschten Geschwindigkeit abgeglichen und mittels PID-Regelung geregelt
werden.
Gleichstrommotor (GR 42x25) Einheit
Nennspannung V DC 24
Nenndrehzahl rpm 3600
Nenndrehmoment Ncm 3.8
Nennstrom A 0.9
Anlaufmoment Ncm 20
Anlaufstrom A 4
Leerlaufdrehzahl rpm 4200
Leerlaufstrom A 0.17
Entmagnetisierstrom A 6.5
Trägheitsmoment gcm2 71
Motorgewicht g 390
Planetengetriebe (PLG 42 S)
1-stufig Nm: 3,5
1-stufig i: 4 :1 – 8 :1
2-stufig Nm: 6
2-stufig i: 16 :1 – 64 :1
3-stufig Nm: 14
3-stufig i: 100 :1 – 512 :1
Allseitenrolle, angetrieben (ARG 80)
Durchmesser Ø 80 mm
Maximale Tragfähigkeit 40 kg
Leistungsdaten Motor
Getriebe
Allseitenrolle

5. Aufbau und Funktion
18 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Die Allseitenrolle wird in eine Richtung durch ihre Antriebsachse bewegt und kann
zusätzlich über die übrigen Rollen in jede beliebige Richtung abrollen. So kann im
Zusammenwirken mit den anderen beiden Antriebseinheiten eine von der
Antriebsrichtung abweichende Bewegungsrichtung erzeugt werden.
Der Robotino®ist mit einem Kamerasystem ausgerüstet. Sie ist in der Höhe und der
Neigung verstellbar. Die Kamera ermöglicht es, mit Hilfe von Robotino®View Live-
Bilder anzuzeigen. Außerdem bietet Robotino®View mehrere Möglichkeiten zur
Bildverarbeitung. Hiermit können die Bilder der Kamera für die Steuerung des
Robotino®
ausgewertet werden. Ein Segmentierer findet Flächen gleicher Farbe in
einem Bild und kann die Position und Größe eines Segmentes ermitteln. Linien im
Videobild können erkannt werden. Die Ergebnisse können zur Lokalisierung von
Objekten und zur Bahn- und Objektverfolgung eingesetzt werden.
Technische Daten
Bildsensor CMOS-Farbsensor mit VGA-Auflösung
Farbtiefe 24 Bit (True Colour)
Schnittstelle USB 1.1
Auflösungen Video 160 x 120, 30 Bilder/Sek. (SQCGA)
176 x 144, 30 Bilder/Sek. (QCIF)
320 x 240, 30 Bilder/Sek. (QVGA)
352 x 288, 30 Bilder/Sek. (CIF)
640 x 480, 15 Bilder/Sek. (VGA)
Auflösungen Standbilder 160 x 120 (SQCGA)
176 x 144 (QCIF)
320 x 240 (QVGA)
352 x 288 (CIF)
640 x 480 (VGA)
1024 x 768 (SVGA)
Aufnahmeformate für
Standbilder
BMP , JPG
Stecken Sie das Kamerakabel möglichst in den rechten der beiden USB-Ports der
Kommandobrücke ein, da so die Gefahr der Zerstörung des Kabels oder der Kamera
durch ein Herausragen des Kabels über das Gehäuse hinaus verringert wird.
5.4
Modul Kamera
Hinweis

5. Aufbau und Funktion
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305 19
Die Steuerungseinheit ist flexibel aus mehreren Karten aufgebaut.
Die im Robotino®
–PC 104 Prozessor kompatibel zum MOPSlcdVE mit 300 MHz und Linux
Betriebssystem mit Echtzeitkernel, SDRAM 128 MB
eingebaute Steuerungseinheit besteht aus 3 Komponenten:
–Compact Flash Karte (256 MB) mit C++ API zur Ansteuerung von Robotino®
–Wireless LAN Access-Point
Die Steuerungseinheit besitzt folgende Schnittstellen:
Ethernet, 2 x USB, VGA. Diese dienen zum Anschluss von Tastatur, Maus und
Bildschirm. So kann ohne PC auf das Betriebssystem und die C++-Bibliothek
zugegriffen werden, wenn keine WLAN-Verbindung möglich oder gewünscht ist. Der
Ethernet-Anschluss kann in der Basisversion nicht genutzt werden.
1
2
3
VGA-Adapter (1) USB Port 1 und 2 (2) Ethernet-Schnittstelle (3)
Die E/A-Platine realisiert die Kommunikation der Steuerungseinheit mit den
Sensoren des Robotino®
, den Antriebseinheiten und der E/A-Schnittstelle.
Die Ansteuerung der Motoren der einzelnen Antriebseinheiten geschieht durch PID-
Regler. Jeder Motor lässt sich individuell regeln.
Sie leitet die Signale der Schrittgeber, aller fest eingebauten Sensoren und aller an
die E/A-Schnittstelle angeschlossenen Sensoren und Aktoren and die
Steuerungseinheit oder die zusätzlichen Aktoren weiter.
5.5
Modul Steuerungseinheit
5.6
Modul E/A-Platine

5. Aufbau und Funktion
20 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 544305
Die Energieversorgung geschieht durch zwei aufladbare 12V Akkus mit 4Ah
gewährleistet. Beide Akkus sind auf dem Chassis untergebracht. Der Robotino®
wird
mit 2 zusätzlichen Akkus und einem Ladegerät geliefert.
So können immer zwei Akkus geladen werden, während die anderen beiden im
Einsatz sind.
Im Robotino®
sind Sensoren für die Messung des Abstands von Objekten und der
Geschwindigkeit des Motors integriert. Ein Kollisionsschutzsensor um das Chassis
meldet die Berührung eines Objektes.
Der Robotino®besitzt 9 Infrarot-Abstandssensoren, die in einem Winkel von 40°
zueinander im Chassis untergebracht sind. Mit diesen Sensoren kann das gesamte
Umfeld des Robotino®
nach Objekten untersucht werden. Jeder dieser Sensoren
kann über die E/A-Platine individuell abgefragt werden. So kann Hindernissen
ausgewichen werden, Abstand gehalten oder ein Ziel angesteuert werden.
Der Sensor ermöglicht genaue oder relative Abstandsmessungen eines Objekts
zwischen 4 und 30 cm. Seine Besonderheit ist sein einfache Anschluss, der nur aus
Stromversorgung und einem analogen Ausgangssignal besteht. Seine
Auswertelektronik misst die Entfernung und gibt sie über ein Analogsignal aus.
Mit dem Inkrementalgeber wirt die tatsächliche Drehzahl jedes einzelnen Motors
gemessen. Über eine PID-Regelung, deren Parameter in der Software Robotino®
View
eingestellt werden können, kann die jeweilige Ist-Geschwindigkeit an die
Sollgeschwindigkeit angeglichen werden, falls diese unterschiedlich zur
Sollgeschwindigkeit sind.
Der Kollisionsschutzsensor ist eine Schaltleiste, die um das gesamte Chassis herum
befestigt ist. In einem Kunststoff-Profil befindet sich eine Schaltkammer. Dort
befinden sich 2 voneinander getrennte leitfähige Bereiche. Diese werden schon bei
geringem Druck auf das Kunststoff-Profil kurzgeschlossen.
So entsteht ein sicher erkennbares Signal an die Steuerungseinheit. Eine Kollision
mit einem Objekt an jeder Stelle des Gehäuses kann erkannt werden und
beispielsweise die Bewegung des Robotino®
gestoppt werden.
5.7
Energieversorgung /
Ladegerät
5.8
Sensoren
Infrarot Abstandssensor
Inkrementalgeber
Kollisionsschutzsensor