Robotiksysteme

Robotiksysteme bezeichnet integrierte Systeme, die durch Sensorik, Aktorik, Steuerungstechnik und Software Aufgaben autonom oder halbautonom ausführen. Sie verbinden Mechanik, Elektronik und Informatik zu Gesamtlösungen, die Wahrnehmung, Planung und Ausführung von Bewegungen ermöglichen und in Industrie, Dienstleistung, Logistik sowie Forschung eingesetzt werden.

Aufbau und Architektur umfassen eine mechanische Struktur, Antriebssysteme (elektrische Motoren, Hydraulik, Pneumatik), Sensorik (Kameras, Lidar, Kraft- und Wegsensoren), Steuerungsrechner (embedded Systeme, PLC, Industrie-PC) sowie Software-Schichten für Regelung, Pfadplanung, Bildverarbeitung und KI-Komponenten. Die Verbindung erfolgt über Industriestandard-Schnittstellen wie Ethernet, PROFINET, CAN oder WLAN.

Typen reichen von industriellen Robotiksystemen, darunter kollaborative Roboter (Cobots) und verschiedene Kinematiken (kartesisch, zylindrisch, kugelgelenk) bis zu mobilen Robotern sowie Service- und Domänenrobotern in Bereichen wie Logistik, Medizin, Landwirtschaft oder Bauwesen. Typische Anwendungen umfassen Schweißen, Löten, Lackieren, Montieren, Materialtransport, Inspektion und Wartung.

Sicherheit und Normung bilden zentrale Aspekte: Industrielle Roboter unterliegen Standards wie ISO 10218; kollaborative Roboter werden auch nach ISO/TS 15066 bewertet. Wesentliche Maßnahmen umfassen Risikobeurteilung, Not-Halt, Kollisionsvermeidung, sichere Trennung von Mensch und Maschine sowie regelmäßige Wartung, Schulung und Datenschutz.

Historisch gehören Robotiksysteme seit den 1960er Jahren, mit Unimate als frühem Meilenstein, zur Automatisierungstechnik. Zukünftig zeichnen sich vermehrte Mensch-Roboter-Kollaboration, gesteigerte Autonomie, Edge-Computing, vernetzte Fertigung (Industry 4.0) und offene Softwareplattformen wie ROS und ROS 2 aus, die Anpassungsfähigkeit und Integration verbessern.