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AS 21 :
Specification
English description see below

AS21: Ein Hochleistung-Interpolator für 6 Achsen Knickarm - Roboter    
           
======================================================================     AS21 Hardwarebeschreibung:
    
AS 21 ist eine Europakarte 160 x 100 mit folgenden Aschlüssen:

        1.)8 bit Dualport - Ansteuerung über 16 Byte Meldungen


         2.)  32 Bit Anschluss für ein beliebigen Controller mit 32 Bit Schnittstelle.
                Direkte Zugriff auf Register des Interpolators und Lagereglers.
                Die beide Anschlüsse sind  in einem DIN 61612 Steckverbinder
                mit 96 Pin ntegriert.
                
Ansteuerung des Interpolators über ein 16 Byte Message mit
                XYZ Ziel-Koordinaten (je 32 bit)
                Achsen-Istwerte sowie Statuszustände werden an den überordneten
                Controller gesendet.
                Interne Spannungsversorgung 0..5V,
                Interpolationfrequenz Input (0..0.8 MHz),
                Buskontrolleingänge CS,RD,WR,  Adresse 8 bit,
                Handshake-leitungen, Dual-Port Bus-Schnittstelle 32 Bit, IBF+,OBF-

          3.)  Ein SCSI-100 pol Connector beinhaltet :
                      Anschluss für 6 Achsenenkoder A1.. A6:(A,A,/A,B,/B,I,/I)
                      Endlagenanschlüsse R/L für 6 Achsen, Homing-Ablauf
                       6-Achsen 16 bit Analog-Ausgänge, Speed-Sollwerte,14 uS Scanfrequenz
                       4-Analog 12 bit Eingänge für Kraftsensoren, 100 Khz scanfrequenz

           4.)  Externe Spannungsversorung: +5VEXT,+12VEXT,-12VEXT
                                    galvanisch von
                  Interne Spannungsversorgung getrennt: 5V

Funktionsbeschreibung
              Der Interpolator generiert aus der vorgegebene Linearstrecke XYZ am
              Roboterkopf mittels Invers-Transformation Sollkoordinaten für 6 Achsen eines
              Knickarmroboters.              
              Eine nachfolgende XYZ Strecke kann ohne Unterbruch durchgefahren
              werden (NXYZ Satz)
              Ausführungszeit der Inverstransformation "XYZ to A1..A5" : 0.5 uS
              Achsen A5, A6 führen tangentialbewegung zu gefahrene XYZ Strecke.
              Somit für z.Bsp.  für Schweiss- oder Klebevorgänge geeignet.
              Die Software ist kundenseitig an beliebige Roboter anpassbar
              Ueber den USB Eingang können Parameter des Roboters
              eingegeben werden wie Abmessungen, Achsenauflösungen usw.

              Interpolation-Frequenz auf der XYZ Strecke :max. 0.9 MHz
              Variable Rampenlänge, max 4 sek .

              Die Kraftsensor-Eingänge bewirken eine einstellbare Korrektur der
              Achsensollwerte XYZ.
              Damit wird die Deformation der Roboterarme durch Bearbeitungsvorgänge
              kompensiert.
              Dies ermöglicht auch z.Bsp. Leichtmetall fräsen.

             Die AS21 Controller ist kaskadierbar, d.h. jede Karte kann parallel und unabhängig 
             ein 6 Achsen Roboter ansteuern, Synchronisierung über Interpolationsfrequenz Input.
             Damit ist auch eine Corobot  Ansteuerung möglich

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Specifications:

AS21: A high-performance interpolator for 6-axis articulated arm robots
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AS21 hardware description:

AS 21 is a Europe card 160 x 100 with the following endings:

1.) 8 bit dual port - control via 16 byte messages

2.) 32-bit connection for any controller with a 32-bit interface.
         Direct access to registers of the interpolator and position controller.
         Both connections are integrated in a DIN 61612 connector with 96 pins.
         Control of the interpolator via a 16 byte message with
         XYZ target coordinates (32 bit each)
        Axis actual values ​​and status states are sent to the higher-level controller.
        Internal power supply 0..5V,
        Interpolation frequency input (0..0.8 MHz),
        Bus control inputs CS, RD, WR, address 8 bit,
        Handshake lines, dual port bus interface 32 bit, IBF +, OBF-

3.) A scsi-100 pin connector includes:
       Connection for 6 axis encoders A1 .. A6: (A, A, / A, B, / B, I, / I)
       End position connections R / L for 6 axes, homing process
       6-axis 16 bit analog outputs, speed setpoints, 14 uS scan frequency
       4-analog 12 bit inputs for force sensors, 100 Khz scan frequency

4.)   External power supply :+5VEXT,+12VEXT,-12VEXT
          galvanically separated from the
       internal supply: 5V

Function description
      The interpolator generates from the specified linear distance XYZ on the robot head
       by means of inverse transformation nominal coordinates for 6 axes of an articulated arm robot.
       A folow XYZ path can be done without interruption (NXYZ block)
       Execution time of the inverse transformation "XYZ to A1..A5": 0.5 uS
       Axes A5, A6 lead tangential movement to driven XYZ route.
       So for e.g.
suitable for welding or gluing processes.
     
       The software can be adapted to any robot by the customer.
        Robot parameters such as dimensions, axis resolutions, etc.
        can be entered via the USB input.

        Interpolation frequency on the XYZ route: max. 0.9 MHz
        Variable ramp length, max 4 sec.

       The force sensor inputs cause an adjustable correction of the
        Axis setpoints XYZ.
        This compensates for the deformation of the robot arms due to machining processes.
        This also enables e.g. Milling light metal.

         The AS21 controller can be cascaded, i.e. each card can be operated in parallel
          and independently control a 6-axis robot,
          synchronization via interpolation frequency input.

         This also enables Corobot control                           

 

Blockschema:
Block diagram :



Erste Prototyp AS21_A16

Forschungsprojekt : Fräsen mit 6 Achsen Knickarmroboter
Research project : Milling with 6 axis articulated arm robot



Erste Versuche / first try



Fräskopf  mit XYZ Kraftsensoren:
Milling head with XYZ force sensors:

Die XYZ-Kräfte am Fräser werden gemessen und die damit verursachte Deformation des Roboters
werden durch Sollwert Korrektur am AS21 kompensiert
Korrekturzeit ab gemessene Kraft bis Sollwertkorrektur der Achsen : 100 uS

The XYZ forces on the milling cutter are measured and the resulting deformation of the robot
is compensated for by a setpoint correction on the AS21

Correction time from the measured force to the setpoint correction of the axes: 100 uS



Roboter Aufbau