{"id":21661,"date":"2026-06-17T06:17:30","date_gmt":"2026-06-17T06:17:30","guid":{"rendered":"https:\/\/imtekmotion.com\/?p=21661"},"modified":"2026-07-28T08:47:16","modified_gmt":"2026-07-28T08:47:16","slug":"auswahl-der-linearachse-des-7-achsroboters","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/imtekmotion.com\/de\/7th-axis-robot-linear-axis-selection\/","title":{"rendered":"Leitfaden zur Auswahl der Linearachse f\u00fcr Roboter mit 7 Achsen: Was Sie vor der Auswahl pr\u00fcfen sollten"},"content":{"rendered":"

Die meisten Diskussionen \u00fcber einen 7-Achs-Roboter beginnen mit einer einfachen Frage:<\/p>\n

Welche Strecke muss der Roboter zur\u00fccklegen?<\/p><\/blockquote>\n

Diese Frage ist wichtig, aber nicht ausreichend. Ein 7-Achs-Roboter wird nicht allein anhand der Hubl\u00e4nge ausgew\u00e4hlt. Zus\u00e4tzlich m\u00fcssen Roboterreichweite, bewegliche Last, Arbeitsposition, Momentenbelastung, Antriebsart, Steifigkeit, Montagebasis, Kabelf\u00fchrung, Sicherheitsstopps und Wartungszug\u00e4nglichkeit gepr\u00fcft werden.<\/p>\n

Ein 7-Achs-Roboter ist \u00fcblicherweise ein 6-Achs-Roboter, der auf einer externen Linearachse, einer Roboterschiene oder einer Robotertransfereinheit montiert ist. Sobald sich die Roboterbasis bewegt, wird die Linearachse Teil der Maschinenstruktur. Sie muss die eigentliche Bewegung des Roboters unterst\u00fctzen und darf ihn nicht nur von einem Punkt zum anderen bewegen.<\/p>\n

Die Hubl\u00e4nge gibt an, wie weit sich der Roboter bewegen muss. Sie sagt jedoch nichts dar\u00fcber aus, ob die Struktur stabil bleibt, wenn der Arm sich von der Schiene entfernt, ob der Schlitten Nick- und Rollbewegungen widerstehen kann oder ob das Antriebssystem den Arbeitszyklus ohne Vibrationen und Positionierungsprobleme bew\u00e4ltigen kann.<\/p>\n

Wenn Sie sich noch nicht sicher sind, ob Ihr Projekt mit separaten F\u00fchrungskomponenten, einer benutzerdefinierten Achse oder einem integrierten Modul beginnen soll, lesen Sie bitte die folgenden Informationen: Integrationsgrade von Linearf\u00fchrungen, Linearachsen und Linearmodulen<\/a> Zun\u00e4chst einmal konzentriert sich dieser Artikel auf den n\u00e4chsten Schritt: Wie man \u00fcber die lineare Achse nachdenkt, wenn es sich bei der Anwendung um eine 7. Roboterachse oder eine Robotertransfereinheit handelt.<\/p>\n

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1. Warum ein Roboter mit 7 Achsen nicht einfach nur eine l\u00e4ngere Schiene ist<\/h2>\n

Verschiedene Anbieter verwenden m\u00f6glicherweise unterschiedliche Bezeichnungen f\u00fcr dieses System. In der Praxis bezeichnen Begriffe wie 7-Achs-Roboter, Roboter-Linearachse, Roboterbahn, Roboter-Transfereinheit, Linear-Transfereinheit, Au\u00dfenachse, 7-Achs-Roboter und Siebtachsenroboter h\u00e4ufig ein \u00e4hnliches technisches Konzept: ein angetriebenes Linearsystem, das die Roboterbasis entlang einer kontrollierten geraden Bahn bewegt.<\/p>\n

Die Formulierung \u00e4ndert sich, aber das Auswahlproblem bleibt dasselbe. Eine normale Transferachse bewegt eine definierte Last entlang einer Linie. Eine Roboterbahn tr\u00e4gt eine bewegliche Roboterstruktur. Selbst in einer Roboterbahn, Lineare F\u00fchrungsschienen und Bl\u00f6cke<\/a> Sie bieten zwar weiterhin die Hauptunterst\u00fctzung und F\u00fchrung, aber die sich \u00e4ndernde Haltung des Roboters macht die Lastbedingung komplexer als bei einer normalen Transferachse.<\/p>\n

Die Achse muss den Roboterk\u00f6rper, den Endeffektor, das Werkst\u00fcck, die Adapterplatte, das Kabelpaket, den beweglichen Schlitten, die Beschleunigungskraft, die Notstoppkraft und das durch die Armausfahrung erzeugte Moment tragen. Die Last ist nicht immer mittig \u00fcber dem Schlitten angeordnet, und die Kraftrichtung ist nicht immer einfach.<\/p>\n

Eine Schiene mag lang genug sein. Der Motor kann den Roboter von einem Ende zum anderen bewegen. Die grundlegende Tragf\u00e4higkeit mag akzeptabel erscheinen. Dennoch kann das System vibrieren, sich nur langsam stabilisieren oder die Prozessstabilit\u00e4t verlieren, wenn der Roboter nahe der Grenze seiner Reichweite arbeitet.<\/p>\n

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2. Stationsabdeckung vs. Werkst\u00fcckabdeckung<\/h2>\n

Bevor Sie sich f\u00fcr eine Roboterbahnstruktur entscheiden, sollten Sie sich zun\u00e4chst fragen, warum der Roboter einen zus\u00e4tzlichen Verfahrweg ben\u00f6tigt. In den meisten Projekten l\u00e4sst sich der Grund in zwei Kategorien einteilen: Stationsabdeckung oder Werkst\u00fcckabdeckung.<\/p>\n

Stationsabdeckung bedeutet, dass ein Roboter zwei Maschinen, mehrere Vorrichtungen, mehrere Beladepunkte oder eine Reihe von Prozessstationen bedienen muss. Dies ist \u00fcblich bei der Maschinenbedienung, Palettierung, Sortierung, Schwei\u00dfzellen und Verladesystemen. In diesem Fall dient die Au\u00dfenachse oft als Transfervorrichtung zwischen festen Arbeitsstationen.<\/p>\n

Die Werkst\u00fcckabdeckung bedeutet, dass der Werkst\u00fcck- oder Prozessweg l\u00e4nger ist, als der Roboter von einer festen Basisposition aus erreichen kann. Dies kann beim Schwei\u00dfen, Beschichten, Pr\u00fcfen, Montieren und in langen Produktionslinien vorkommen. Der Roboter hat m\u00f6glicherweise ausreichend Traglast, aber sein Arbeitsbereich ist nicht gro\u00df genug.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
Antragsgrund<\/th>\nTypisches Ziel<\/th>\nHauptauswahlschwerpunkt<\/th>\nGemeinsames Risiko<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Senderabdeckung<\/td>\nEinen Roboter zwischen mehreren Maschinen oder Vorrichtungen bewegen<\/td>\nWiederholbare Stoppposition, sichere Fahrt, Kabelf\u00fchrung, Stationslayout<\/td>\n\u00dcberdimensionierte Achse ohne erkennbaren Produktivit\u00e4tsgewinn<\/td>\n<\/tr>\n
Werkst\u00fcckabdeckung<\/td>\nVerl\u00e4ngern Sie die Reichweite des Roboters entlang eines gro\u00dfen Teils oder Prozesspfads<\/td>\nBewegungsgl\u00e4tte, Steifigkeit, koordinierte Bewegung, Vibrationskontrolle<\/td>\nAuswahl nur nach Schlagtechnik und Vernachl\u00e4ssigung der haltungsbedingten Momentenbelastung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Eine siebte Achse sollte ein konkretes Layout- oder Prozessproblem l\u00f6sen. Verbessert der zus\u00e4tzliche Verfahrweg weder die Reichweite, die Stationsauslastung, die Zykluszeit noch die Produktionsflexibilit\u00e4t, verursacht die Achse m\u00f6glicherweise nur zus\u00e4tzliche Kosten, Installationsaufwand und Wartungspunkte.<\/p>\n

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3. Warum die Hubl\u00e4nge nur der Ausgangspunkt ist<\/h2>\n

Die Hubl\u00e4nge bestimmt den Verfahrweg, nicht aber die Stabilit\u00e4t. Eine zwei Meter und eine drei Meter lange Roboterspur m\u00f6gen auf den ersten Blick wie einfache L\u00e4ngen\u00e4nderungen erscheinen, doch die tats\u00e4chliche Belastung h\u00e4ngt von der Robotergr\u00f6\u00dfe, der Arbeitshaltung, der bewegten Masse, der Beschleunigung, dem Bremsverhalten, der Steifigkeit der Basis und der Reichweite des Roboterarms w\u00e4hrend des Vorgangs ab.<\/p>\n

F\u00fcr die erste Diskussion ist ein grober Roboterplan oft hilfreicher als die reine Hubzahl. Robotermodell, Werkzeuggewicht, Werkst\u00fcckgewicht, Greifrichtung, Stationsposition und Arbeitshaltung geben in der Regel mehr Aufschluss \u00fcber das Achsenrisiko als die reine Verfahrstrecke.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Auswahlartikel<\/th>\nWarum es wichtig ist<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Hubl\u00e4nge<\/td>\nDefiniert Fahrstrecke, Schienenl\u00e4nge, Antriebsl\u00e4nge und Fahrstrecke des Kabeltr\u00e4gers<\/td>\n<\/tr>\n
Roboterhaltung<\/td>\nZeigt, wo die gr\u00f6\u00dfte Schwerpunktverlagerung auftreten kann.<\/td>\n<\/tr>\n
Momentenlast<\/td>\nBeeinflusst die Gr\u00f6\u00dfe des Schlittens, den F\u00fchrungsabstand, den Blockabstand und die Steifigkeit der Basis<\/td>\n<\/tr>\n
Bewegungsart<\/td>\nEntscheidet, ob die Achse nur indiziert oder mit dem Roboter-TCP koordiniert werden muss.<\/td>\n<\/tr>\n
Stiftung<\/td>\nBeeintr\u00e4chtigt die Schienenausrichtung, Vibrationen und die Langzeitstabilit\u00e4t.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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4. Indexbewegung vs. koordinierte Bewegung<\/h2>\n

Eine der wichtigsten Fragen ist, wie sich die Linearachse des Roboters bewegt. Nicht jede Roboterbahn funktioniert auf die gleiche Weise.<\/p>\n

Manche Systeme bewegen den Roboter lediglich von einer Station zur anderen. Die Achse stoppt, und der Roboter beginnt seine Arbeit. Andere Systeme erfordern, dass sich Roboterarm und externe Linearachse gemeinsam bewegen, w\u00e4hrend das Werkzeug einer vorgegebenen Bahn folgt. Diese beiden Bewegungsarten stellen unterschiedliche Anforderungen an Antriebssystem, Steifigkeit, Wiederholgenauigkeit, Steuerung und Kalibrierung.<\/p>\n

4.1 Wenn sich die Achse nur zwischen Stationen bewegt<\/h3>\n

Bei einer Indexierungsanwendung bewegt die Linearachse die Roboterbasis in eine Position, stoppt diese und erm\u00f6glicht dem Roboter die weitere Arbeit. Dies ist g\u00e4ngig, wenn ein Roboter mehrere Maschinen, Verladestationen, Vorrichtungen oder Paletten bedient.<\/p>\n

Die Hauptanforderung ist ein stabiles und wiederholgenaues Anhalten. Die Achse muss die Station sicher erreichen, zuverl\u00e4ssig stoppen und die Roboterbasis stabil halten, w\u00e4hrend der Roboterarm seine Aufgabe ausf\u00fchrt. Bei dieser Art von Robotertransfereinheit sind die wichtigsten Auswahlkriterien Verfahrweg, Wiederholgenauigkeit der Stoppposition, Schlittenlagerung, Kabelf\u00fchrung, Sicherheitsstopps, Sensorposition und ausreichende Steifigkeit nach dem Anhalten der Achse.<\/p>\n

4.2 Wenn sich die Achse mit dem Roboterarm bewegt<\/h3>\n

Koordinierte Bewegungen sind anspruchsvoller. In diesem Fall bewegen sich der Roboterarm und die Linearachse gemeinsam, und der Roboter-TCP muss einem kontrollierten Pfad folgen, w\u00e4hrend sich die Basis bewegt.<\/p>\n

Dies zeigt sich beispielsweise bei langen Schwei\u00dfn\u00e4hten, Beschichtungsprozessen, der Pr\u00fcfung langer Bauteile oder Anwendungen, bei denen der Roboter die Werkzeugposition w\u00e4hrend der Bewegung entlang des Werkst\u00fccks beibehalten muss. Die Au\u00dfenachse dient nun nicht mehr nur der Positionierung, sondern wird Teil der Roboterbahn. Dadurch gewinnen Bewegungssteuerung, Kalibrierung, Geschwindigkeitsanpassung, Schwingungsverhalten und mechanische Steifigkeit an Bedeutung.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
Bewegungsart<\/th>\nSo funktioniert es<\/th>\nWas am wichtigsten ist<\/th>\nAuswahlwarnung<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Indexierungsbewegung<\/td>\nDie Roboterstrecke f\u00e4hrt zu einer Station, h\u00e4lt an, dann arbeitet der Roboter.<\/td>\nWiederholbare Stoppposition, sichere Bewegung, Stabilit\u00e4t des Sockels nach dem Anhalten<\/td>\nBremskraft und Notbremslast nicht ignorieren.<\/td>\n<\/tr>\n
Koordinierte Bewegung<\/td>\nDer Roboterarm und die externe Achse bewegen sich w\u00e4hrend des Prozesses gemeinsam.<\/td>\nBewegungsgl\u00e4tte, Regelungsgenauigkeit, Steifigkeit, Vibration, Kalibrierung<\/td>\nBehandeln Sie es nicht wie eine einfache Transferachse.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Bei Indexierbewegungen ist vor allem ein pr\u00e4zises Anfahren und Anhalten der Achse erforderlich. Bei koordinierten Bewegungen muss sich die Achse w\u00e4hrend des gesamten Roboterbetriebs pr\u00e4zise bewegen. Dieser Unterschied beeinflusst Antriebsart, Steuerungsanforderungen, Schlittenkonstruktion, Basisstruktur und Vibrationstoleranz.<\/p>\n

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5. Nutzlast, Lage und Momentenbelastung<\/h2>\n

Das Gewicht des Roboters ist wichtig, aber nur der erste Wert. Bei der Auswahl eines 7-Achs-Roboters sollte die gesamte bewegliche Last ber\u00fccksichtigt werden: Roboterk\u00f6rper, Endeffektor, Werkst\u00fcck, Adapterplatte, Kabelbaum, Fahrwagen, Abdeckungen, Sensoren sowie alle zus\u00e4tzlichen Halterungen oder Sicherheitsbauteile.<\/p>\n

Die gr\u00f6\u00dfere Herausforderung liegt nicht nur im Gewicht des Roboters, sondern auch in der Art und Weise, wie die Last auf die Achse wirkt. Ein Roboter dreht sich, f\u00e4hrt aus und transportiert Werkzeuge in verschiedene Richtungen. Sobald der Arm sich von der Schiene entfernt, verlagert sich der Schwerpunkt und erzeugt ein Drehmoment auf den Schlitten und das F\u00fchrungssystem.<\/p>\n

Wenn der Roboterarm ausgefahren ist, verteilen die F\u00fchrungsbl\u00f6cke die Last m\u00f6glicherweise nicht gleichm\u00e4\u00dfig. Eine Seite des Schlittens kann st\u00e4rker belastet werden, und die Achse muss neben dem vertikalen Gewicht auch Nick-, Roll- und Gierbewegungen entgegenwirken. Um diese Kr\u00e4fte genauer zu betrachten, beginnen Sie mit der grundlegenden Methode. Berechnung der Last und des Moments der Linearf\u00fchrung<\/a>.<\/p>\n

Beschleunigung und Notstopp verschlimmern diesen Zustand. Die Folge ist nicht immer ein sofortiger Ausfall. H\u00e4ufiger \u00e4u\u00dfern sich die Anzeichen in Vibrationen, langsamer Stabilisierung, ungleichm\u00e4\u00dfiger Bewegung, Ger\u00e4uschen, Schienenverschlei\u00df, gel\u00f6sten Schrauben oder instabiler Prozessqualit\u00e4t.<\/p>\n

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6. Wie man den Antriebstyp f\u00fcr eine Roboterkette ausw\u00e4hlt<\/h2>\n

Die Antriebsart sollte im Kontext des Roboters betrachtet werden. Riemenantrieb, Kugelgewindetrieb, Zahnstangenantrieb und integrierte Modulstrukturen haben alle ihre Berechtigung, aber keine von ihnen sollte allein anhand einer allgemeinen Vergleichstabelle ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n

Die bessere Frage lautet: Welches Roboterbewegungsproblem l\u00f6sen Sie?<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Antrieb oder Struktur<\/th>\nOptimale Passform<\/th>\nSei vorsichtig, wenn<\/th>\nTypischer Roboterkontext<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Riemengetriebene Linearachse<\/td>\nLeichte bis mittlere Last, l\u00e4ngerer Verfahrweg, h\u00f6here Geschwindigkeit, Indexierbewegung<\/td>\nHohe Momentenbelastung, schwerer Roboter, aggressiver Notstopp, hohe Steifigkeitsanforderungen<\/td>\nCobot-Transfer, leichter Robotershuttle, schnelle Bewegung zwischen Stationen<\/td>\n<\/tr>\n
Kugelgewindetrieb-Linearmodul<\/td>\nKurzer bis mittlerer Hub, kompakte Positionierung, wiederholbare Stoppposition<\/td>\nSehr langer Hub, hohe Drehzahl \u00fcber langen Hub, Schraubenschwingung, hohe Einschaltdauer<\/td>\nKompakte robotergest\u00fctzte Positionierung oder einachsige Automatisierung<\/td>\n<\/tr>\n
Zahnstangengetriebene Roboterbahn<\/td>\nLanger Verfahrweg, schwererer Industrieroboter, h\u00f6here Einschaltdauer, bodenmontierte Schiene<\/td>\nSchlechte Ausrichtung des Sockels, schwaches Fundament, Spielkontrolle, Schmierzugang<\/td>\nIndustrieroboter-Transfereinheit und lange Roboterbahn<\/td>\n<\/tr>\n
Eingebautes F\u00fchrungsmodul<\/td>\nKompakter Automatisierungsmechanismus im Zusammenhang mit Roboterzellen<\/td>\nSchwere, bodenmontierte Robotertransferbahn<\/td>\nWerkzeug, Vorrichtung, Messkopf oder kompakter Bewegungsmechanismus in der N\u00e4he eines Roboters<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Diese Tabelle stellt keine feste Rangfolge der Antriebssysteme dar. Sie dient lediglich als erste Orientierungshilfe, bevor Robotergewicht, Momentenbelastung, Verfahrweg, Geschwindigkeit, Positionieranforderungen, Steifigkeit, Installationsgrundlage, Umgebungsbedingungen und Wartungsplan gepr\u00fcft werden.<\/p>\n

6.1 Riemengetriebene Achse f\u00fcr leichte oder schnelle \u00dcbertragung<\/h3>\n

Eine riemengetriebene Linearachse ist sinnvoll, wenn die Anwendung l\u00e4ngere Verfahrwege, h\u00f6here Geschwindigkeiten und leichte bis mittlere Lasten erfordert. Sie wird h\u00e4ufig f\u00fcr Cobot-Transfers, die Bedienung leichter Maschinen, Pick-and-Place-Bewegungen, Robotershuttles und schnelle Stationswechsel eingesetzt.<\/p>\n

Dennoch sollte ein Riemen nicht nur als kosteng\u00fcnstigere Alternative betrachtet werden. Riemenspannung, Dehnung, Beschleunigung, Notstoppverhalten und Langzeitstabilit\u00e4t spielen eine wichtige Rolle. F\u00fcr eine leichte Cobot-Achse mag dies akzeptabel sein. Bei einem schweren Industrieroboter mit gro\u00dfem Auslegerarm kann dieselbe Annahme jedoch riskant werden.<\/p>\n

6.2 Lineares Kugelgewindetrieb-Modul f\u00fcr kompakte Positionierung<\/h3>\n

Ein Kugelgewindetrieb eignet sich in der Regel besser, wenn der Verfahrweg nicht zu lang ist und die Wiederholgenauigkeit wichtiger ist als der maximale Verfahrweg. Diese Bauart eignet sich f\u00fcr kompakte Automatisierungsanlagen, Pr\u00fcfstationen, Pr\u00e4zisionsfertigung, Montagesysteme und die Positionierung von Robotern mit kurzen bis mittleren H\u00fcben.<\/p>\n

Bei schraubengetriebenen Roboterachsen sollte die Abstimmung von F\u00fchrung und Antrieb gemeinsam gepr\u00fcft werden. Ein starker Antrieb kann eine schwache F\u00fchrung, eine unzureichende Basissteifigkeit oder eine ungenaue Ausrichtung nicht kompensieren. F\u00fcr die Positionierung kompakter Roboter kann die Struktur mit Standardwerten verglichen werden. lineare Module<\/a> bevor entschieden wird, ob eine ma\u00dfgefertigte Roboterbahn erforderlich ist.<\/p>\n

6.3 Zahnstangengetriebene Roboterbahn f\u00fcr lange und schwere Verfahrwege<\/h3>\n

F\u00fcr gro\u00dfe Fahrstrecken und schwerere Industrieroboter ist ein zahnstangengetriebenes Roboterbahnsystem oft die bessere Wahl. Es eignet sich f\u00fcr lange, bodenmontierte Systeme und wird h\u00e4ufig dort eingesetzt, wo der Roboter mehrere Meter unter hoher Belastung zur\u00fccklegen muss.<\/p>\n

Das macht Zahnstangenantriebe jedoch nicht zur Allzweckl\u00f6sung. Zahneingriff, Zahnflankenspiel, Schmierung, Schienenausrichtung, Getriebewahl, Antriebssteifigkeit und Basissteifigkeit beeinflussen die langfristige Bewegungsqualit\u00e4t. F\u00fcr Projekte dieser Art ist es ratsamer, eine kundenspezifische Roboter-Transfereinheit anstelle eines einfachen Linearmoduls zu entwickeln.<\/p>\n

6.4 Integriertes F\u00fchrungsmodul f\u00fcr kompakte Robotermechanismen<\/h3>\n

Nicht jedes Automatisierungsprojekt mit Robotern ben\u00f6tigt eine schwere Roboterachse. Manche Anwendungen eignen sich besser f\u00fcr kompakte Automatisierungsanlagen. Die Achse kann beispielsweise ein Werkzeug, eine Vorrichtung, einen Messkopf, ein Prozessmodul oder einen kleinen Mechanismus in der N\u00e4he einer Roboterzelle bewegen, anstatt eine gro\u00dfe Roboterbasis zu tragen.<\/p>\n

Bei dieser Art von Projekt, integriertes F\u00fchrungsmodul<\/a> Eine \u00dcberpr\u00fcfung k\u00f6nnte sich lohnen. Der Vorteil liegt in der kompakten, integrierten Bewegungssteuerung, nicht im schweren, bodenmontierten Robotertransport.<\/p>\n

Die 7. Achse eines Cobots und die Fahrwerkskonstruktion eines schweren Industrieroboters sollten nicht nach denselben Kriterien bewertet werden. Bei der Pr\u00fcfung von Last, Sicherheit und Steifigkeit kann f\u00fcr eine Cobot-Achse eine leichtere, riemengetriebene oder kompakte Modulstruktur verwendet werden. Bei der Fahrwerkskonstruktion eines schweren Industrieroboters sollten hingegen die Basissteifigkeit, der F\u00fchrungsabstand, die Momententragf\u00e4higkeit, die Antriebssteifigkeit, die Bodenmontage, die Sicherheitsanschl\u00e4ge, die Schmierzug\u00e4nglichkeit und die langfristige Wartungsfreundlichkeit im Vordergrund stehen.<\/p>\n

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7. Steifigkeits- und Schwingungspr\u00fcfungen vor der Auswahl der Roboterbahn<\/h2>\n

Eine schwache Linearachse eines Roboters f\u00e4llt nicht immer sofort aus. In vielen F\u00e4llen \u00e4u\u00dfert sie sich durch langsames Einschwingen, Werkzeugvibrationen, instabile Prozessqualit\u00e4t, ungleichm\u00e4\u00dfigen Lauf oder verl\u00e4ngerte Wartezeiten nach dem Roboterstopp.<\/p>\n

Das F\u00fchrungssystem tr\u00e4gt die bewegliche Struktur und nimmt Biegemomente auf. Die Schienengr\u00f6\u00dfe ist wichtig, aber nicht der einzige Faktor. Auch die Anzahl der Bl\u00f6cke, der Blockabstand, die Wagenl\u00e4nge, die Vorspannung, der Schienenabstand und die Lastrichtung beeinflussen die Stabilit\u00e4t.<\/p>\n

Wenn der Roboterarm sich von der Schiene wegbewegt, Anzahl und Abstand der Linearf\u00fchrungsbl\u00f6cke<\/a> Die Wahl einer gr\u00f6\u00dferen Schienengr\u00f6\u00dfe kann die Stabilit\u00e4t st\u00e4rker beeinflussen. Ein kompakter Wagen l\u00e4sst sich zwar leichter verpacken, bietet aber m\u00f6glicherweise nicht gen\u00fcgend Stabilit\u00e4t bei einem starken Sto\u00df.<\/p>\n

Das F\u00fchrungssystem ist nur ein Teil der Konstruktion. Selbst eine stabile F\u00fchrung auf einem instabilen Fundament funktioniert nicht optimal. Bei einer Roboterbahn beeinflussen Boden, Stahlrahmen, Montagefl\u00e4che, Nivellierungsmethode und Verankerungspunkte die Bewegungsqualit\u00e4t. Lange Verfahrwege k\u00f6nnen kleine Fehler verst\u00e4rken, und ein unter Last verwindendes Fundament kann dazu f\u00fchren, dass sich der Schlitten nach der Montage schwerg\u00e4ngig anf\u00fchlt.<\/p>\n

Positionierung ist nicht gleich Prozessstabilit\u00e4t. Ein Roboter kann eine Koordinate erreichen, w\u00e4hrend das Werkzeug noch vibriert oder sich nur langsam stabilisiert. H\u00e4ufige Ursachen hierf\u00fcr sind geringe strukturelle Steifigkeit, lange, ungest\u00fctzte Basisabschnitte, geringe F\u00fchrungsabst\u00e4nde, hohe Beschleunigung, pl\u00f6tzliche Stopps, \u00fcberm\u00e4\u00dfige Armverl\u00e4ngerung, ungenaue Schienenausrichtung, lockeres Fundament und mangelnde Flexibilit\u00e4t des Antriebssystems.<\/p>\n

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8. Eine praktische Checkliste zur Auswahl von 7-Achs-Robotern<\/h2>\n

Die Auswahl einer Robotertransfereinheit sollte schrittweise erfolgen. Die folgende Checkliste hilft dabei, die Diskussion auf die tats\u00e4chlichen Bewegungsbedingungen und nicht nur auf die Hubl\u00e4nge zu konzentrieren.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Schritt<\/th>\nWas zu best\u00e4tigen ist<\/th>\nWarum es wichtig ist<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
1<\/td>\nPr\u00fcfen Sie, ob die Achse f\u00fcr die Stationsabdeckung oder die Werkst\u00fcckabdeckung vorgesehen ist.<\/td>\nDiese beiden F\u00e4lle erzeugen unterschiedliche Anforderungen an Bewegung und Steifigkeit.<\/td>\n<\/tr>\n
2<\/td>\nEntscheiden Sie, ob es sich um eine Indexierungs- oder eine koordinierte Bewegung handelt.<\/td>\nKoordinierte Bewegungen erfordern eine h\u00f6here Regelg\u00fcte und Vibrationsstabilit\u00e4t.<\/td>\n<\/tr>\n
3<\/td>\nBerechnen Sie die gesamte bewegliche Last<\/td>\nDas K\u00f6rpergewicht des Roboters allein reicht f\u00fcr die Auswahl nicht aus.<\/td>\n<\/tr>\n
4<\/td>\n\u00dcberpr\u00fcfen Sie die schlimmste Roboterhaltung<\/td>\nAusgestreckte Armpositionen erzeugen Nick-, Roll- und Gierbewegungen.<\/td>\n<\/tr>\n
5<\/td>\nVergleichen Sie Riemen-, Schrauben-, Zahnstangen- oder kundenspezifische Schienensysteme<\/td>\nDie Antriebsart h\u00e4ngt von Last, Hub, Drehzahl, Genauigkeit und Einschaltdauer ab.<\/td>\n<\/tr>\n
6<\/td>\n\u00dcberpr\u00fcfen Sie die Stabilit\u00e4t des Fundaments und die Installationsmethode.<\/td>\nSchwache Fundamente k\u00f6nnen gute Bauteile ruinieren.<\/td>\n<\/tr>\n
7<\/td>\nPlanen Sie Kabel, Anschl\u00e4ge, Sensoren, Schutzvorrichtungen und Schmierstoffe.<\/td>\nWartung und Sicherheit sollten nicht erst nach Abschluss der mechanischen Konstruktion hinzugef\u00fcgt werden.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Diese Checkliste ersetzt keine detaillierten Berechnungen, hilft aber dabei, ungeeignete Konstruktionen fr\u00fchzeitig auszusortieren. Sie optimiert au\u00dferdem die Kommunikation mit den Lieferanten, da die Diskussion vom tats\u00e4chlichen Betriebsbedingungen des Roboters ausgeht.<\/p>\n

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9. Installationsdetails, die \u00fcber Erfolg oder Misserfolg des Systems entscheiden k\u00f6nnen<\/h2>\n

Viele Probleme mit Roboterbahnen treten erst nach der Installation auf, nicht schon bei der Komponentenauswahl. Die ausgew\u00e4hlten Komponenten m\u00f6gen zwar geeignet sein, doch die endg\u00fcltige Bewegung kann trotzdem mangelhaft sein, wenn Fundament, Ausrichtung, Gelenke, Kabel, Schmierung oder Schutzvorrichtungen nicht fachgerecht ausgef\u00fchrt wurden.<\/p>\n

9.1 Fundamentierung und Nivellierung<\/h3>\n

Das Fundament ist entscheidend. Eine Robotertransfereinheit ben\u00f6tigt eine stabile Basis. Bewegt sich der Boden, der Rahmen oder die Montagefl\u00e4che nach der Installation, \u00e4ndert sich auch die Schienenausrichtung.<\/p>\n

Bevor Sie die Wiederholgenauigkeit besprechen, pr\u00fcfen Sie, ob die Montagebasis eben, steif, waagerecht und ausreichend stabil f\u00fcr die Roboterlast ist. Eine gerade Schiene auf einer instabilen Basis erm\u00f6glicht keine dauerhaft stabile Bewegung.<\/p>\n

9.2 Schienenausrichtung und lange Schienenst\u00f6\u00dfe<\/h3>\n

Die Schienenausrichtung wird mit zunehmender Verfahrstrecke empfindlicher. Die Referenzschiene muss sorgf\u00e4ltig positioniert und die Sekund\u00e4rschiene gem\u00e4\u00df der korrekten Ausrichtungsmethode ausgerichtet werden. Die Montagefl\u00e4chen m\u00fcssen sauber und gratfrei sein und vor dem Festziehen gepr\u00fcft werden.<\/p>\n

Lange Schienen ben\u00f6tigen oft Gelenke. Wenn sich der Schlitten beim Passieren eines Gelenks schwerg\u00e4ngig anf\u00fchlt, hilft zus\u00e4tzliches Fett nicht. Zuerst sollten Sie H\u00f6henunterschiede im Gelenk, seitliche Abweichungen, Grate oder eine fehlerhafte Schienenpositionierung \u00fcberpr\u00fcfen. Schmierung kann die Reibung verringern, aber die Geometrie nicht korrigieren. Eine detailliertere Montageanleitung finden Sie in der entsprechenden Anleitung. Schienenausrichtung und \u00dcberpr\u00fcfung mit Messuhr<\/a>.<\/p>\n

9.3 Kabel, Anschl\u00e4ge, Schmierung und Schutz<\/h3>\n

Eine Roboterbahn ben\u00f6tigt \u00fcblicherweise Kabeltr\u00e4ger, Referenzsensoren, Endschalter, Sicherheitsstopper und gegebenenfalls Kollisionsschutzvorrichtungen. Diese Komponenten sollten bei der Auswahl ber\u00fccksichtigt und nicht nachtr\u00e4glich hinzugef\u00fcgt werden.<\/p>\n

Die Wartungszug\u00e4nge sollten bereits vor der Montage der Roboterbahn geplant werden. Schmierstellen f\u00fcr F\u00fchrungsbahnen, Kugelgewindetriebe, Zahnstangen und Getriebe m\u00fcssen erreichbar sein. Auch die \u00dcberpr\u00fcfung der Riemenspannung, der Kabelf\u00fchrung, der Sensoren und der Endanschl\u00e4ge sollte praktikabel sein.<\/p>\n

Die Arbeitsumgebung bestimmt den erforderlichen Schutzumfang. Schwei\u00dfspritzer, Staub, Sp\u00e4ne, K\u00fchlmittel, abrasive Partikel oder Reinraumanforderungen k\u00f6nnen den Schutzplan ver\u00e4ndern. Je nach Umgebung k\u00f6nnen Abdeckungen, Faltenb\u00e4lge, Abstreifer, Wischer, verst\u00e4rkte Kappen, selbstschmierende Elemente oder ein ge\u00e4ndertes Schmierintervall erforderlich sein.<\/p>\n

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10. Die 12-Punkte-Checkliste f\u00fcr technische Fragen zur Vorbereitung vor der Auswahl<\/h2>\n

Eine sinnvolle Empfehlung erfordert mehr als nur \u201cRobotergewicht plus Verfahrweg\u201d. Wenn der Lieferant die Roboterhaltung, die bewegliche Last, die Bewegungsart, den Installationssockel und die Umgebung nicht versteht, ist die Auswahl m\u00f6glicherweise zu ungenau f\u00fcr die reale Maschine.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Zu erstellende Daten<\/th>\nWarum es wichtig ist<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Robotermodell und Gewicht des Roboterk\u00f6rpers<\/td>\nDefiniert die Grundlast und die Montageschnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n
Endeffektor- und Werkzeuggewicht<\/td>\n\u00c4nderungen der gesamten beweglichen Last und der Momentenlast<\/td>\n<\/tr>\n
Werkst\u00fcckgewicht<\/td>\nWichtig, wenn der Roboter das Teil w\u00e4hrend des Transports oder des Betriebs mitf\u00fchrt.<\/td>\n<\/tr>\n
Arbeitshaltung und Greifrichtung<\/td>\nHilft bei der \u00dcberpr\u00fcfung von Nick-, Roll- und Gierbewegungen.<\/td>\n<\/tr>\n
Hub- oder Verfahrwegl\u00e4nge<\/td>\nDefiniert Schienenl\u00e4nge, Antriebsart, Basisl\u00e4nge und Kabeltr\u00e4gerweg<\/td>\n<\/tr>\n
Indexierung oder koordinierte Bewegung<\/td>\n\u00c4nderungen an Antriebs-, Steuerungs-, Steifigkeits- und Vibrationsanforderungen<\/td>\n<\/tr>\n
Geschwindigkeit und Beschleunigung<\/td>\nBeeinflusst die Antriebswahl, die Bremskraft, die Vibrationen und die Motorauslegung.<\/td>\n<\/tr>\n
Erforderliche Wiederholgenauigkeit oder Positionierungskonstanz<\/td>\nHilft beim Vergleich von Riemen-, Schrauben-, Zahnstangen- und Modulstrukturen<\/td>\n<\/tr>\n
Montagebasis und Bodenbeschaffenheit<\/td>\nBeeinflusst die Gleisausrichtung, die Nivellierung und die Langzeitstabilit\u00e4t<\/td>\n<\/tr>\n
Arbeitsumfeld<\/td>\nDefiniert Schutz-, Schmier- und Wartungsplan<\/td>\n<\/tr>\n
Sicherheitsanforderungen<\/td>\nBetrifft Stopps, Sensoren, Schutzeinrichtungen und die \u00dcberpr\u00fcfung von Not-Aus-Schaltern<\/td>\n<\/tr>\n
Wartungszugangsbeschr\u00e4nkungen<\/td>\nVerhindert, dass Schmierstellen, Sensoren oder Spannvorrichtungen unerreichbar werden.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Sobald diese Details vorliegen, wird die Diskussion zielf\u00fchrender. Der Lieferant kann dann beurteilen, ob das Projekt eher einer leichten Cobot-Achse, einem kompakten roboterbezogenen Positioniermodul oder einer langen, robusten Robotertransfereinheit entspricht.<\/p>\n

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H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n

Was ist ein 7-Achs-Roboter?<\/h3>\n

Ein 7-Achs-Roboter ist \u00fcblicherweise ein 6-Achs-Roboter, der auf einer externen Linearachse, einer Robotertransfereinheit oder einer Roboterschiene montiert ist. Er wird auch als 7-Achs-Roboter, Roboterlinearachse oder externe Achse bezeichnet. Durch die Bewegung der Roboterbasis entlang einer geraden Bahn erweitert er den Arbeitsbereich des Roboters.<\/p>\n

Wie w\u00e4hle ich eine Linearachse f\u00fcr einen Roboterarm aus?<\/h3>\n

Beginnen Sie mit der Anwendung, nicht nur mit dem Hub. Pr\u00fcfen Sie vor der Auswahl der Linearachse das Gewicht des Roboters, des Werkzeugs und des Werkst\u00fccks, den Verfahrweg, die Arbeitsposition, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Positioniergenauigkeit, die Momentbelastung, die Steifigkeit, den Montagegrund, den Antriebstyp, die Sicherheitsstopps und die Wartungszug\u00e4nglichkeit.<\/p>\n

Ist eine 7. Achse dasselbe wie eine Robotertransfereinheit?<\/h3>\n

In vielen industriellen Anwendungen ja. Robotertransfereinheit, Roboterbahn, Roboterlinearachse, Lineartransfereinheit und 7.-Achs-System werden h\u00e4ufig verwendet, um ein angetriebenes Linearsystem zu beschreiben, das die Roboterbasis bewegt. Die genaue Bezeichnung kann je nach Hersteller variieren, das technische Problem ist jedoch \u00e4hnlich.<\/p>\n

Ist ein Riemenantrieb f\u00fcr die 7. Achse eines Cobots geeignet?<\/h3>\n

Ein Riemenantrieb eignet sich f\u00fcr die 7. Achse eines Cobots, wenn die Last leicht bis mittel ist und die Anwendung l\u00e4ngere Verfahrwege oder h\u00f6here Geschwindigkeiten erfordert. Riemenspannung, Dehnung, Beschleunigung, Notstoppverhalten, Steifigkeit und Momentenbelastung sollten jedoch vor der endg\u00fcltigen Auswahl gepr\u00fcft werden.<\/p>\n

Wann sollte eine Robotertransfereinheit einen Zahnstangenantrieb verwenden?<\/h3>\n

F\u00fcr Industrieroboter mit langen Verfahrwegen, hohem Gewicht und hoher Einschaltdauer werden \u00fcblicherweise Zahnstangenantriebe eingesetzt. Sie erm\u00f6glichen lange Roboterbahnen, erfordern jedoch eine pr\u00e4zise Ausrichtung von Schienen und Zahnstange, Schmierung, Spielkontrolle, geeignete Getriebeauswahl, hohe Stabilit\u00e4t des Unterbaus und gute Wartungszug\u00e4nglichkeit.<\/p>\n

Warum ist das Drehmoment in einer Roboter-Linearachse wichtig?<\/h3>\n

Die Momentenbelastung gewinnt an Bedeutung, wenn der Roboterarm sich von der F\u00fchrungsschiene entfernt, insbesondere wenn sich am Ende ein Werkzeug oder Werkst\u00fcck befindet. Die F\u00fchrungsbl\u00f6cke verteilen die Last m\u00f6glicherweise nicht gleichm\u00e4\u00dfig. Wird dies vernachl\u00e4ssigt, kann die Achse vibrieren, sich nur langsam stabilisieren, ungleichm\u00e4\u00dfig laufen oder schneller verschlei\u00dfen.<\/p>\n

Was verursacht Vibrationen in einer linearen Roboterbahn?<\/h3>\n

Vibrationen k\u00f6nnen durch geringe strukturelle Steifigkeit, schwache Basisunterst\u00fctzung, ungenaue Schienenausrichtung, lange ungest\u00fctzte Abschnitte, geringe F\u00fchrungsabst\u00e4nde, hohe Beschleunigung, abrupte Stopps, \u00fcberm\u00e4\u00dfige Armauslenkung oder flexible Antriebskomponenten verursacht werden. Der Roboter erreicht zwar m\u00f6glicherweise noch die Position, das Werkzeug bleibt aber unter Umst\u00e4nden nicht stabil genug f\u00fcr den Prozess.<\/p>\n

Welche Wartungsarbeiten sind an einer Roboter-Transfereinheit erforderlich?<\/h3>\n

Eine Robotertransfereinheit ben\u00f6tigt m\u00f6glicherweise Schmierung der F\u00fchrungsbahnen, der Zahnstangen oder Schnecken, \u00dcberpr\u00fcfung der Riemenspannung, Inspektion der Kabeltr\u00e4ger, der Sensoren, der Endschalter, der Referenzsensoren und der Endanschl\u00e4ge, Staubschutz und eine Reinigung entlang der Schiene. Der Wartungsplan sollte auf Last, Betriebszyklus und Arbeitsumgebung abgestimmt sein.<\/p>\n

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Fazit: W\u00e4hlen Sie die Achse um die tats\u00e4chliche Bewegung des Roboters.<\/h2>\n

Eine l\u00e4ngere Schiene kann den Verfahrweg des Roboters verl\u00e4ngern, aber nur die richtige Linearachse kann den realen Arbeitsbedingungen des Roboters gerecht werden.<\/p>\n

Bei einem 7-Achs-Roboter sollte die Auswahl nicht allein auf der Hubl\u00e4nge basieren. Sie m\u00fcssen vielmehr die Stationsabdeckung, die Werkst\u00fcckabdeckung, die Indexierung bzw. koordinierte Bewegung, die gesamte bewegliche Last, die Roboterposition, das Momentenbelastungsmoment, den Antriebstyp, die Steifigkeit des Sockels, die Montagegenauigkeit, die Kabelf\u00fchrung, die Sicherheitsstopps und die Wartungszug\u00e4nglichkeit ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n

F\u00fcr leichte Cobot-Transferanwendungen kann bei ausreichender Steifigkeit und Sicherheit eine riemengetriebene Achse oder ein kompaktes Modul gen\u00fcgen. F\u00fcr pr\u00e4zise, wiederholgenaue Positionierung eignet sich hingegen ein schraubengetriebenes Modul. Bei schweren Industrierobotern mit langen Verfahrwegen und hoher Einschaltdauer sollte das Projekt in der Regel als kundenspezifische Roboter-Transfereinheit und nicht als einfache Auswahl eines Linearmoduls betrachtet werden.<\/p>\n

Ziel ist es nicht nur, den Roboter weiter zu bewegen. Ziel ist es, den Roboter w\u00e4hrend der Ausf\u00fchrung der eigentlichen Produktionsaufgabe stabil, betriebsbereit und zuverl\u00e4ssig zu halten.<\/p>\n

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\ud83d\udca1 Weiterf\u00fchrende technische Lekt\u00fcre<\/h2>\n