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E-Book

Industrielle Robotersysteme

Entscheiderwissen für die Planung und Umsetzung wirtschaftlicher Roboterlösungen

Autor	Andreas Pott, Thomas Dietz
Verlag	Springer Vieweg
Erscheinungsjahr	2019
Seitenanzahl	161 Seiten
ISBN	9783658253455
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	34,99 EUR

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.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

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

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