Kinematikarten von Industrierobotern

Ein wichtiger Begriff bei Industrierobotern ist die Kinematik, welche die räumliche Zuordnung zwischen dem Endeffektor und z.B. einem Werkstück oder einer Anlage herstellt. Die Kinematik ermöglicht es, den Endeffektor an die geforderte Position im Raum zu bringen und ihm die notwendige Orientierung (Winkellage) zu geben. Die Kinematik eines Roboters entspricht seiner mechanischen Grundstruktur, die im wesentlichen aus allen beweglichen Elementen (translatorischen oder rotatorischen Gelenken) und ihren Verbindungsgliedern (Armgliedern) besteht. Sie beginnt an der Basis des Roboters und endet am Flansch zur Befestigung des Endeffektors. Bei der Kinematik eines Roboters handelt es sich immer um eine sogenannte kinematische Kette, die ein abstraktes Strukturmodell darstellt. Die kinematische Kette läßt sich definieren als eine durch Elementepaare (z.B. Gelenke) gebildete Verbindung von Körpern (z.B. Armgliedern), die in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt werden. Industrieroboter stellen i.a . offene kinematische Ketten dar, deren Glieder (Armglieder) durch Dreh- oder Schubgelenke, also rotatorische oder translatorische Glenke, verbunden sind. Je nach Zahl, Art und Anordnung der Gelenke sowie der sie verbindenden Armglieder (Achsen) ergeben sich unterschiedliche Konfigurationen von kinematischen Ketten, die auch als Kinematikarten bezeichnet werden. In der Praxis durchgesetzt haben sich im wesentlichen die Kinematikarten Gelenke (Knickarm), Kartesisch, Gelenk horizontal (SCARA), Zylinder und Kugel.