Pott / Dietz Industrielle Robotersysteme

Entscheiderwissen für die Planung und Umsetzung wirtschaftlicher Roboterlösungen
1. Auflage 2019
ISBN: 978-3-658-25345-5
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 161 Seiten

Dieses Buch bietet eine Einführung in die Grundlagen des industriellen Robotereinsatzes und vermittelt Praxiswissen im Hinblick auf Planung, Umsetzung und Betrieb von Robotersystemen. Roboter haben sich als zuverlässige Werkzeuge in der Automatisierung bewährt. Sie sind in vielen Industriebereichen für die wirtschaftliche Produktion unentbehrlich. Die erweiterten Einsatzmöglichkeiten verursachen allerdings auch einen erheblichen Integrationsbedarf auf dem Weg vom »nackten« Roboter zu einer maßgeschneiderten Roboterlösung. Zur Auswahl der passenden Roboterlösung und zur effektiven Kommunikation mit Lieferanten und Kunden sind technisches Basiswissen, die Grundbegriffe der Robotik und ein umfassender Marktüberblick unverzichtbar. Die Autoren vermitteln praxisnah die notwendigen Grundlagen, um informierte Entscheidungen bei der Umsetzung von Robotersystemen zu treffen.

Andreas Pott lehrt an der Universität Stuttgart Robotik. Er berät und schult seit über 15 Jahren Unternehmen in der Bildverarbeitung, der Automatisierung mit Industrierobotern und in der Digitalisierung.Thomas Dietz hat mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Erforschung, Entwicklung und Umsetzung innovativer industrieller Roboteranlagen mit einem besonderen Fokus auf kleinere und mittlere Unternehmen.

Autoren/Hrsg.

Pott, Andreas

Dietz, Thomas

Inhaltsverzeichnis

1;Geleitwort;6
2;Danksagung;8
3;Inhaltsverzeichnis;9
4;1 Einführung in Robotersysteme;13
4.1;1.1 Automatisierung in der Produktion;13
4.1.1;1.1.1 Definition Industrieroboter;14
4.1.2;1.1.2 Investitionskosten;17
4.1.3;1.1.3 Robotersysteme;19
4.2;1.2 Anwendungsbereich;20
4.2.1;1.2.1 Industrieroboter weltweit;20
4.2.2;1.2.2 Potenziale und Hemmnisse;22
4.3;1.3 Beispielapplikationen und Überblick;26
5;2 Typen und Einsatzbereiche von Industrierobotern;28
5.1;2.1 Bauformen;28
5.1.1;2.1.1 Verteilung der Industrieroboter;31
5.1.2;2.1.2 Typische Aufgaben;33
5.2;2.2 Steuerung von Industrierobotern;35
5.2.1;2.2.1 Sicherheitsfunktionen;35
5.2.2;2.2.2 Technologiepakete;36
5.2.3;2.2.3 Kinematische Transformation;36
5.3;2.3 Eigenschaften von Industrierobotern;36
5.3.1;2.3.1 Beweglichkeit und Freiheitsgrade;37
5.3.2;2.3.2 Arbeitsraum;37
5.3.3;2.3.3 Zugänglichkeit und Kollisionsvermeidung;39
5.3.4;2.3.4 Genauigkeit;39
5.3.5;2.3.5 Singularitäten;41
5.3.6;2.3.6 Steifigkeit und Schwingungen;41
5.3.7;2.3.7 Bewegungsdynamik;42
5.3.8;2.3.8 Traglast;44
6;3 Standardroboterwerkzeuge und Endeffektoren;46
6.1;3.1 Funktionen und Funktionsaufteilung;48
6.2;3.2 Greifer;49
6.2.1;3.2.1 Greifprinzipien und Wirkstellen;50
6.2.2;3.2.2 Klemmgreifer;51
6.2.3;3.2.3 Sauggreifer;52
6.2.4;3.2.4 Weitere Greifprinzipien;53
6.2.5;3.2.5 Einflussfaktoren auf die Greiftechnik;54
6.2.6;3.2.6 Bereitstellung und Ablage;55
6.2.7;3.2.7 Taktzeit und Durchsatz;56
6.3;3.3 Werkzeuge, Mess- und Prüfsysteme;56
6.3.1;3.3.1 Standardwerkzeuge;57
6.3.2;3.3.2 Zubehör;59
6.3.3;3.3.3 Peripherie;60
7;4 Steuerungstechnik;61
7.1;4.1 Grundelemente der Robotersteuerung;61
7.2;4.2 Aufbau der Robotersteuerung;62
7.3;4.3 Roboterprogramme;64
7.3.1;4.3.1 Bewegungsarten und Programmiersprachen;64
7.3.2;4.3.2 Technologiepakete;66
7.3.3;4.3.3 Kompatibilität von Roboterprogrammen;66
7.4;4.4 Steuerungsintegration für Roboterzellen;67
7.4.1;4.4.1 Überblick;67
7.4.2;4.4.2 Sensorintegration;68
7.4.3;4.4.3 Monitoring und Fernwartung;69
7.4.4;4.4.4 Zellsteuerung;69
7.4.5;4.4.5 Fördertechnik;71
7.4.6;4.4.6 Leitsystem;72
8;5 Programmierung und Zellsimulation;74
8.1;5.1 Grundlagen der Roboterprogrammierung;74
8.1.1;5.1.1 Onlineprogrammierung;76
8.1.2;5.1.2 Offlineprogrammierung;79
8.1.3;5.1.3 Anhaltspunkte zur Auswahl des Programmierverfahrens;82
8.2;5.2 Sensoreinsatz zur Verringerung der Programmieraufwände;82
9;6 Projektlebenszyklus von Roboteranlagen;87
9.1;6.1 Projektarten;88
9.2;6.2 Projektlebenszyklus von Roboteranlagen;88
9.3;6.3 Projektanbahnung und Projektinitialisierung;90
9.3.1;6.3.1 Vertragsgestaltung;90
9.3.2;6.3.2 Voruntersuchungen zur Erhöhung der Planungssicherheit;91
9.4;6.4 Entwicklung von Roboteranlagen;91
9.4.1;6.4.1 Detailkonzeption;91
9.4.2;6.4.2 Inbetriebnahmegerechte Konzeption;92
9.5;6.5 Integration, Inbetriebnahme und Vorabnahme;92
9.5.1;6.5.1 Aufbau der Anlage beim Systemintegrator;92
9.5.2;6.5.2 Vorabnahme;94
9.6;6.6 Installation beim Endnutzer und Endabnahme;95
9.6.1;6.6.1 Vorbereitung der Installation;95
9.6.2;6.6.2 Aufbau der Anlage beim Endnutzer;95
9.6.3;6.6.3 Endabnahme der Roboteranlage;97
9.6.4;6.6.4 Begleitende Tätigkeiten;98
9.7;6.7 Betrieb von Roboteranlagen;98
9.7.1;6.7.1 Störungen im Betrieb;98
9.7.2;6.7.2 Wartung und Reparatur;99
9.7.3;6.7.3 Verantwortung für den Betrieb der Roboteranlage;100
10;7 Konzeption und Planung;101
10.1;7.1 Potenzialanalyse;102
10.2;7.2 Konzeption;104
10.2.1;7.2.1 Aufgabenstellung;105
10.2.2;7.2.2 Funktionsprinzipien;105
10.2.3;7.2.3 Gliederung gestaltbarer Module;107
10.2.4;7.2.4 Gestaltung maßgeblicher Module;109
10.3;7.3 Machbarkeitsuntersuchung;109
11;8 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung industrieller Roboteranlagen;112
11.1;8.1 Grundüberlegungen zur Wirtschaftlichkeit;112
11.1.1;8.1.1 Verteilung der Kosten für Robotersysteme;113
11.1.2;8.1.2 Unsicherheiten und verteiltes Wissen;113
11.1.3;8.1.3 Lebenszyklus von Roboteranlagen;114
11.2;8.2 Projektinitialisierung;115
11.3;8.3 Entwicklung und Integration von Roboteranlagen;116
11.3.1;8.3.1 Tätigkeiten und Auswirkungen bei der Entwicklung;116
11.3.2;8.3.2 Komponentenbeschaffung, Integration und Vorabnahme;116
11.4;8.4 Installation beim Endnutzer und Produktionshochlauf;117
11.5;8.5 Nutzung der Roboteranlage im Produktionsbetrieb;118
11.5.1;8.5.1 Bewertung von Kosten und Nutzen;118
11.5.2;8.5.2 Annahmen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung;120
11.6;8.6 Rekonfiguration von Roboteranlagen;121
11.7;8.7 Entsorgung von Roboteranlagen;122
12;9 Sicherheit und Arbeitsschutz für Roboteranlagen;123
12.1;9.1 Grundlegende Aspekte der funktionalen Sicherheit;123
12.2;9.2 Sicherheitsaspekte bei der Anlagenentwicklung;125
12.2.1;9.2.1 Rechtliche Rahmenbedingungen;125
12.2.2;9.2.2 Normative Rahmenbedingungen;126
12.2.3;9.2.3 Vorgehen bei der Risikobeurteilung;127
12.2.4;9.2.4 Konformitätserklärung und notwendige Dokumentation;135
12.2.5;9.2.5 Beispielbetrachtung;135
12.3;9.3 Sicherheitsaspekte beim Anlagenbetrieb;137
12.3.1;9.3.1 Gefährdungsbeurteilung;138
12.3.2;9.3.2 Prüfung von Roboteranlagen;139
12.3.3;9.3.3 Allgemeines Vorgehen zur Gewährleistung der Sicherheit;139
13;10 Zusammenfassung und Ausblick;141
13.1;10.1 Zusammenfassung;141
13.2;10.2 Aktuelle Entwicklungen;144
14; Stichwortverzeichnis;150