Industrieroboter

Zusatztext

Das Streben nach mehr Flexibilitat der Produktionsmittel hat die Entwicklung und den Einsatz von Industrierobotern in den letzten zwei Jahrzehnten in der Bundesrepublik Deutschland gepragt. Ais die Maschinen auf dem Markt erschienen, wurden sehr groBe Erwartungen an ihre Flexibilitat, ihre leichte Umriistbarkeit sowie ihre Wiederverwendbarkeit gestellt. Dies fiihrte zunachst zu einer groBen Euphorie, und andererseits zu BefUrchtungen iiber die damit verbundenen negativen Aus­ wirkungen auf den Arbeitsmarkt. Heute, 20 Jahre nach dem Einsatz der ersten Industrieroboter in der Bundesrepublik Deutschland kann man mit Bestimmtheit sagen, daB einerseits nach zunachst schwierigem Anlauf doch erreicht werden konnte, daB diese Maschinen in den unterschiedlichsten Bereich der industriellen Produktionstechnik wirtschaftlich ein­ gesetzt werden und andererseits die urspriinglichen BefUrchtungen beziiglich Arbeits­ platzverlust nicht eingetreten sind. Heute werden iiber 200 unterschiedliche Gerate auf dem deutschen Makt angebo­ ten, die Tendenz ist nach wie vor steigend. Durch eine zunehmende Verfiigbarkeit auch flexibler und damit universeller Periphereie und andererseits leistungsfahiger und preiswerter Sensoren ist zu erwarten, daB der Einsatz auch in seitheit technisch schwierigen Gebieten weiter stark zunehmen wird. In dem vorliegenden Buch sind Grundlagen und der Stand der Technik durch eine Vielzahl von Autoren zusammengestellt. Wir mochten diesen Autoren fiir ihre Arbeit herzlich danken und hoffen, daB es uns gelingt, einen Beitrag zur weiteren Verbreitung dieser Technik zu leisten. H.-J. Warnecke Stuttgart, im Marz 1990 R. D. Schraft Mitarbeiter Ahlers, Rolf-Jurgen, Dr.-Ing.

Autorenportrait

Inhaltsangabe1 Einleitung.- 2 Definitionen.- 2.1 Institutionen und Richtlinien zur Normung.- 2.2 Roboterkategorien.- 2.3 Aufbau von Industrierobotern.- 2.4 Anwendungen von Robotern.- 3 Die Mechanik.- 3.1 Technischer Aufbau.- 3.1.1 Aufbau von Industrierobotern.- 3.1.1.1 Kinematik.- 3.1.1.2 Gestellbauarten.- 3.1.2 Anforderungen an einen Industrieroboter in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung.- 3.1.2.1 Lackieren.- 3.1.2.2 Punktschweißen.- 3.1.2.3 Bahnschweißen.- 3.1.2.4 Montage.- 3.1.2.5 Werkstückhandhabung.- 3.1.3 Vorgehensweise beim Entwurf von Industrierobotern.- 3.1.3.1 Erstellung eines Anforderungsprofils durch Arbeitsplatzanalyse.- 3.1.3.2 Lastenheft für Industrieroboter.- 3.1.3.3 Auswahl und Entwurf der mechanischen Komponenten.- 3.1.3.3.1 Antriebe.- 3.1.3.3.2 Wegmeßsysteme.- 3.1.3.3.3 Kraftübertragungssysteme.- 3.1.3.3.4 Kupplungen.- 3.1.3.4 Gesamtentwurf.- 3.1.3.5 Schwachpunkte in der mechanischen Konstruktion.- 3.1.3.6 Rechnergestützte Konstruktionshilfen.- 3.1.4 Ausführungsbeispiele.- 3.1.4.1 Modulares Baukastensystem - Bosch FMS.- 3.1.4.2 Roboter mit Direktantrieb - Adept One.- 3.1.4.3 Universalroboter mit sechs Achsen - KUKA Serie IR 100.- 3.1.5 Zusammenfassung.- 3.2 Werkzeugwechselsysteme.- 3.2.1 Einführung.- 3.2.2 Grundformen.- 3.2.3 Pflichtenheft.- 3.2.3.1 Kopplung.- 3.2.3.2 Zentrierung.- 3.2.3.3 Sicherheit.- 3.2.3.4 Übertragungselemente.- 3.2.3.5 Magazinierung.- 3.2.3.6 Baugröße.- 3.2.3.7 Schließ- und Verriegelungsprinzipien.- 3.2.4 Zusammenfassung.- 3.3 Greifer.- 3.3.1 Einführung.- 3.3.1.1 Definitionen.- 3.3.1.2 Grundfunktionen.- 3.3.2 Aufbau.- 3.3.2.1 Haltesystem.- 3.3.2.2 Antrieb.- 3.3.2.3 Kinematik.- 3.3.2.4 Flansch.- 3.3.2.5 Steuerung.- 3.3.2.6 Sensoren.- 3.3.3 Bauformen.- 3.3.3.1 Einzweckgreifer.- 3.3.3.2 Umbaubare oder umstellbare Greifer.- 3.3.3.3 Universelle Greifer.- 3.3.3.4 Greiferwechselsysteme.- 3.3.4 Beispiele ausgeführter Greifer.- 3.4 Werkzeuge.- 3.4.1 Einführung.- 3.4.2 Bearbeitungsverfahren ohne m3chanischen Kontakt.- 3.4.2.1 Schutzgasschweißen.- 3.4.2.2 Beschichten.- 3.4.2.3 Brennschneiden.- 3.4.2.4 Plasmaschneiden.- 3.4.2.5 Laserschneiden/-schweißen.- 3.4.2.6 Wasserstrahlschneiden.- 3.4.2.7 Kleben.- 3.4.2.8 Qualitätsprüfung.- 3.4.3 Bearbeitungsverfahren mit mechanischem Kontakt zum Werkstück.- 3.4.3.1 Widerstandspunktschweißen.- 3.4.3.2 Schleifen.- 3.4.3.3 Bürsten/Polieren.- 3.4.3.4 Fräsen.- 3.4.3.5 Sonderwerkzeuge.- 3.4.4 Werkzeugaufhängungen.- 4 Steuerung und Programmierung.- 4.1 Steuerungen.- 4.1.1 Steuerungsarten.- 4.1.1.1 Punkt-zu-Punkt-Steuerung.- 4.1.1.2 Vielpunkt-Steuerung.- 4.1.1.3 Bahnsteuerung.- 4.1.3 Steuerungsfunktionen, Steuerungskomponenten.- 4.1.4 Hardwaresystem.- 4.1.4.1 Zentrale Recheneinheit.- 4.1.4.2 Speichereinheit.- 4.1.4.3 Lageregeleinheit.- 4.1.4.4 Ein-/Ausgabe-Komponenten.- 4.1.5 Aufbau des Hardwaresystems.- 4.1.5.1 Einkartensystem.- 4.1.5.2 Mehrkartensystem.- 4.1.5.3 Bedienfeld.- 4.1.6 Steuerungssoftware.- 4.1.6.1 Betriebssystem.- 4.1.6.2 Bediensystem.- 4.1.6.3 Programmiersystem.- 4.1.6.4 Bewegungssteuerung.- 4.1.6.5 Koordinatentransformation.- 4.1.6.6 Lageregelung.- 4.1.6.7 Zeitrahmen.- 4.1.6.8 Ein-/Ausgabe.- 4.1.6.9 Sensorschnittstellen.- 4.1.6.10 Überwachung und Diagnose.- 4.1.7 Zusammenfassung.- 4.2 Programmieren.- 4.2.1 Beschreibung der Programmierverfahren.- 4.2.1.1 On-line-Programmierung.- 4.2.1.2 Off-line-Programmierung.- 4.2.1.3 Eingabemöglichkeiten bei der Programmerstellung.- 4.2.1.4 Rechnerinternes Ablegen der Befehle.- 4.2.1.5 Testen.- 4.2.2 Allgemeine Vorgehensweise bei der Programmerstellung für Industrierobotersysteme.- 4.2.3 Stand der Technik.- 4.2.3.1 On-line-Programmiersysteme.- 4.2.3.2 Off-line-Programmiersysteme.- 4.2.3.2.1 Explizite Programmiersysteme.- 4.2.3.2.2 Implizite Programmiersysteme.- 4.2.3.3 Testsysteme.- 4.2.3.4 Datenaustausch mit der Steuerung des Industrieroboters.- 4.2.4 Entwicklungstendenzen in der Programmierung von Industrierobotern.- 4.2.4.1 Tendenz zur Off-line-Programmierung.- 4.2.4.2 Bestrebungen zur Standardisierung eines Zwischencode

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