Robotikachsen

Robotikachsen bezeichnen die Achsen, über die die Gelenke eines Roboters Bewegung bereitstellen. Jede Achse entspricht einem Freiheitsgrad, typischerweise einer linearen oder einer rotatorischen Verschiebung oder Drehung, und gemeinsam bestimmen sie die Position und Orientierung des Endeffektors im Raum.

Lineare Achsen (prismatische Achsen) ermöglichen Verschiebung entlang einer Achse, während rotatorische Achsen Drehungen um eine Achse abbilden. In der Praxis kommen serielle, parallele oder hybride Achsarchitekturen vor, die unterschiedliche Reichweiten, Steifigkeit und Tragfähigkeit bieten.

Eine typische Robotikachsen-Konfiguration umfasst mehrere Achsen, meist sechs oder mehr. Drei Translationalachsen bestimmen die Position, drei rotationalen Achsen die Orientierung. Zusätzliche Achsen können Redundanz, erweiterte Bewegungsformen oder spezielle Aufgaben ermöglichen.

Angetrieben werden die Achsen von Antrieben wie Elektromotoren, Servomotoren, Hydraulik- oder Pneumatiksystemen. Sensoren wie Encoder oder Resolver liefern Feedback, sodass Regelung, Trajektorienplanung und Kalibrierung möglich sind.

Kinematik: Die Vorwärtskinematik berechnet aus den Gelenkwerten die Endeffektor-Position und -Ausrichtung; die Inverse Kinematik bestimmt Gelenkwerten für eine gewünschte Pose. Herausforderungen sind Singularitäten, Gelenkgrenzen, Kalibrierung und Kollisionsvermeidung.

Anwendungsgebiete sind Automatisierung, Montagen, Schweißen, Lackieren und Pick-and-Place. Standards: ISO 10218 behandelt industrielle Roboter, ISO/TS 15066 umfasst kollaborative Roboter (Cobots). Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wartung sind zentrale Aspekte.