Definition und Zweck:
Die Bahnplanung (oder Trajektorienplanung) ist ein zentraler Prozess in der Motion Control und Robotik, bei dem die exakte Raumkurve (der Pfad im Koordinatensystem) und der zeitliche Verlauf (Geschwindigkeit und Beschleunigung) einer Bewegung für eine oder mehrere Achsen berechnet wird. Das Ziel ist es, eine Bewegung zu erzeugen, die präzise, schnell, ruckfrei, energieeffizient und sicher ist.
Die Bahnplanung wandelt die vom Anwender gewünschte Zielposition in eine Serie von Zwischenpunkten (Sollwerte) um, die dann von den Achsreglern in Echtzeit abgearbeitet werden. Bei Robotern muss die Bahnplanung auch die kinematische Transformation (Umrechnung von Roboter-Gelenk-Koordinaten in Raum-Koordinaten) berücksichtigen.
Anforderungen an die Bahnplanung:
- Präzision: Die Sollbahn muss exakt eingehalten werden, besonders wichtig bei der Präzisionsbearbeitung oder dem Dosieren.
- Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofile: Die Bewegung muss so erfolgen, dass die maximalen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Rucke (Ableitung der Beschleunigung) der Achse nicht überschritten werden. Ein optimiertes Profil trägt zur Effizienzsteigerung und Reduzierung des Verschleißes bei.
- Synchronisation: Bei Bewegungen, an denen mehrere Achsen beteiligt sind (z.B. CNC-Maschinen oder Knickarmroboter), müssen die Bewegungen der Einzelachsen perfekt Synchronisation sein.
- Kollisionsvermeidung: Bei Robotern und Fahrerloses Transportsystem (FTS) muss die Planung sicherstellen, dass die Bahn keine Kollisionen mit Objekten zur Folge hat.
→ Siehe auch: Achse, Robotik, Koordinatensystem, CNC (Computerized Numerical Control), Synchronisation, Kollisionsvermeidung
