Allgemeine Einführung: Geometrische Servomotoren
Wenn Sie bei der Definition eines Servomotors Punkte oder Ebenen als Referenzen auswählen, erzeugen Sie einen geometrischen Servomotor. Geometrische Servomotoren dienen zur Erzeugung komplexer 3D-Bewegungen wie einer Spirale.
Wenn Sie im Dialogfenster Servomotor-Definition (Servo Motor Definition) auf der Registerkarte Typ (Type) auf Geometrie (Geometry) klicken, müssen Sie einen Punkt oder eine Ebene als Referenz sowie eine Bewegungsrichtung auswählen.
Sie können die folgenden Typen geometrischer Servomotoren erzeugen:
• Mit einem Ebene-Ebene-Rotationsservomotor wird eine Ebene in einem Körper in einem bestimmten Winkel zu einer Ebene in einem anderen Körper bewegt. Während eines Bewegungs-Rechenlaufs rotiert die angetriebene Ebene um eine Referenzrichtung. Die Nullposition wird definiert, wenn die gesteuerte und referenzierte Ebene identisch sind.
Da die Rotationsachse auf dem angetriebenen Körper nicht angegeben wird, ist ein Ebene-Ebene-Rotationsservomotor weniger einschränkend als ein Servomotor für eine Drehgelenk- oder Zylinderbewegung. Folglich kann sich die Rotationsachse im angetriebenen Körper als eine Funktion der Zeit ändern.
Ebene-Ebene-Rotationsservomotoren können zum Definieren von Rotationen um ein Kugelgelenk verwendet werden. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit für Ebene-Ebene-Rotationsservomotoren ist z.B. die Definition einer Rotation zwischen dem letzten Körper eines Mechanismus mit offener Schleife und der Basis (z.B. ein Vorderlader).
• Mit einem Ebene-Ebene-Verschiebungsservomotor wird eine Ebene in einem Körper relativ zu einer Ebene in einem anderen Körper bewegt. Die beiden Ebenen liegen dabei weiterhin parallel zueinander. Der kürzeste Abstand zwischen den beiden Ebenen misst den Positionswert des Servomotors. Wenn die angetriebene und referenzierte Ebene identisch sind, entsteht eine Nullposition.
Zusätzlich zur vorgeschriebenen Bewegung kann die angetriebene Ebene in der Referenzebene frei rotieren und verschoben werden. Ein Ebene-Ebene-Servomotor ist somit weniger einschränkend als ein Servomotor für ein Schubgelenk oder ein Zylinderlager. Wenn Sie die verbleibenden Freiheitsgrade explizit reduzieren möchten, geben Sie zusätzliche Randbedingungen an, z.B. eine Verbindung oder einen anderen geometrischen Servomotor.
Ein Ebene-Ebene-Verschiebungsservomotor kann zur Definition der Verschiebung zwischen der letzten Verbindung eines Mechanismus mit offener Schleife und der Basis verwendet werden.
• Ein Ebene-Punkt-Verschiebungsservomotor ist mit dem Punkt-Ebene-Verschiebungsservomotor identisch. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Sie hier die Richtung definieren, in der sich eine Ebene relativ zu einem Punkt bewegt. Während des Bewegungsrechenlaufs bewegt sich die angetriebene Ebene in der angegebenen Bewegungsrichtung und bleibt dabei senkrecht zu dieser Richtung. Der kürzeste Abstand zwischen dem Punkt und der Ebene misst den Positionswert des Servomotors. Bei einer Nullposition liegt der Punkt in der Ebene.
Die Orientierung eines Körpers kann anhand eines Ebene-Punkt-Servomotors nicht relativ zum anderen Körper definiert werden. Die gesteuerte Ebene kann sich senkrecht zur angegebenen Richtung frei bewegen. Sperren Sie diese Freiheitsgrade, indem Sie einen anderen Servomotor oder eine andere Verbindung verwenden. Wenn Sie die x-, y- und z-Komponenten einer Bewegung an einem Punkt in Bezug auf eine Ebene definieren, können Sie bewirken, dass sich ein Punkt entlang einer komplexen 3D-Kurve bewegt.
• Mit einem Punkt-Ebene-Verschiebungsservomotor wird ein Punkt in einem Körper entlang der Senkrechten einer Ebene in einem anderen Körper bewegt. Der kürzeste Abstand zwischen dem Punkt und der Ebene misst den Positionswert des Servomotors.
Die Orientierung eines Körpers kann anhand eines Ebene-Punkt-Servomotors nicht relativ zum anderen Körper definiert werden. Der angetriebene Punkt kann sich parallel zur Referenzebene bewegen, d.h. in einer Richtung, die nicht durch den Servomotor festgelegt ist. Sperren Sie diese Freiheitsgrade, indem Sie einen anderen Servomotor oder eine andere Verbindung verwenden. Wenn Sie die x-, y- und z-Komponenten einer Bewegung an einem Punkt in Bezug auf eine Ebene definieren, können Sie bewirken, dass sich ein Punkt entlang einer komplexen 3D-Kurve bewegt.
• Ein Punkt-Punkt-Verschiebungsservomotor bewegt einen Punkt in einem Körper in eine in einem anderen Körper definierte Richtung. Der kürzeste Abstand misst die Position eines angetriebenen Punktes in Bezug auf eine Ebene, die den Referenzpunkt enthält und senkrecht zur Bewegungsrichtung liegt. Die Nulllage eines Punkt-Punkt-Servomotors liegt vor, wenn der Referenzpunkt und der angetriebene Punkt in einer Ebene liegen, deren Senkrechte mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt.
Der Punkt-Punkt-Verschiebungsservomotor ist eine sehr flexible Randbedingung, die mit Bedacht eingesetzt werden muss, um eine vorhersagbare Bewegung zu erzeugen. Die Orientierung eines Körpers kann anhand eines Punkt-Punkt-Servomotors nicht relativ zum anderen Körper definiert werden. In der Praxis würden Sie hierfür sechs Punkt-Punkt-Servomotoren benötigen.
Der angetriebene Punkt kann sich senkrecht zur angegebenen Richtung frei bewegen, wenn Sie dies nicht einschränken. Sperren Sie diese Freiheitsgrade, indem Sie einen anderen Servomotor oder eine andere Verbindung verwenden. Wenn Sie die x-, y- und z-Komponenten einer Bewegung an einem Punkt in Bezug auf eine Ebene definieren, können Sie bewirken, dass sich ein Punkt entlang einer komplexen 3D-Kurve bewegt.