| 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 |
