Fachkunde Mechatronik:
Saved in:
| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Haan-Gruiten
Verl. Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer
2005
|
| Edition: | 2. Aufl. |
| Series: | Europa-Fachbuchreihe für Mechatronik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 632 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3808545127 9783808545126 |
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Inhaltsverzeichnis
Interpretation der Lernfelder
LF
hängen in mechatronischen Systemen ... 9
LF2 Herstellen mechanischer Teilsysteme .... 10
LF 3 Installieren elektrischer Betriebsmittel
unter Beachtung sicherheitstechnischer
Aspekte ............................. 12
LF 4 Untersuchen der Energie- und Informa¬
tionsflüsse in elektrischen, pneumatischen
und hydraulischen Baugruppen ......... 13
LF 5 Kommunizieren mithilfe von Daten¬
verarbeitungsanlagen .................. 14
LF 6 Planen und Organisieren von Arbeits¬
abläufen ............................. 14
LF 7 Realisieren mechatronischer Teilsysteme . 15
LF 8 Design und Erstellung mechatronischer
Systeme............................. 16
LF 9 Untersuchen des Informationsflusses in
komplexen mechatronischen Systemen .. 17
LF 10 Planen der Montage und Demontage .... 18
LF 11 Inbetriebnahme, Fehlersuche und Instand¬
setzung.............................. 19
LF 12 Vorbeugende Instandhaltung ........... 20
LF 13 Übergabe von mechatronischen Systemen
an Kunden........................... 20
1.1 Betriebssysteme...................... 23
1.1.1 Aufgaben eines Betriebssystemes ....... 23
1.1.2 Betriebssystem-Kategorien ............. 24
1.1.3 Client-Server-Betriebssystem ........... 27
1.2 Office Anwendungen .................. 33
1.2.1 Textverarbeitung...................... 38
1.2.2 Tabellenkalkulation.................... 43
1.2.3 Präsentationssoftware ................. 48
1.2.4 Datenbanksysteme.................... 54
2.1 Die Technische Zeichnung als Kommuni¬
kationsmittel ......................... 63
2.1.1 Darstellungsarten ..................... 64
2.1.2 Einzelteilzeichnungen.................. 66
2.1.3 Schnittdarstellungen .................. 70
2.1.4 Bemaßung von Einzelteilen............. 71
2.1.5 Gewindedarstellung................... 72
2.1.6 Genormte Einzelheiten................. 73
2.1.7 Gruppenzeichnungen.................. 74
2.2 Tabellen und Diagramme............... 75
2.2.1 Tabellen ............................. 75
2.2.2 Diagramme .......................... 75
2.3 Technische Kommunikation mithilfe von
Plänen............................... 76
2.4 Die Sprache als Kommunikationsmittel ... 77
2.4.1 Das Erstellen von Protokollen........... 77
2.4.2 Referate und Vorträge ................. 78
2.4.3 Referaterstellung...................... 78
2.4.4 Der Vortrag des Referates .............. 78
3.1 Längen- und Winkelprüfung ............ 79
3.2 Mechanische Prüfmittel................ 80
Messschieber......................... 80
Messschrauben....................... 81
Messuhren........................... 81
Winkelmesser ........................ 82
Pneumatische Messgeräte.............. 83
Elektrische Messgeräte................. 83
Elektronische Messgeräte .............. 84
Prüfen mit Lehren..................... 84
Prüfen von Oberflächen................ 85
Grundbegriffe der Oberflächenprüfung ... 85
Oberflächenprüfverfahren.............. 85
Rauheitsmessgrößen.................. 86
Angabe von Oberflächengüten in
Technischen Zeichnungen.............. 87
Toleranzen und Passungen ............. 88
Maßtoleranzen ....................... 88
Passungen........................... 90
Passungssysteme..................... 90
Form- und Lagetoleranzen.............. 92
ИВЕйВШЗВПШШШШШШЕШШТ
Qualitätsbegriff....................... 93
Aufgaben des Qualitätsmanagements .... 94
Qualitätsplanung...................... 94
Qualitätslenkung...................... 95
Qualitätsprüfung...................... 95
Qualitätsverbesserung................. 95
Qualitätsmanagement nach
DIN EN ISO
Qualität ist nicht nur Chefsache ......... 96
Statistisches Qualitätsmanagement...... 97
Zufällige und systematische Fehler ...... 97
Gaußsche Normalverteilung............ 97
Qualitätsregelkarten als Instrument der
Qualitätskontrolle..................... 98
івшіияяяі—і^—^^юа
Einteilung der Werkstoffe............... 99
Eigenschaften von Werkstoffen.......... 100
Physikalische Eigenschaften ............ 100
Chemisch-technologische Eigenschaften . 101
Mechanisch-technologische Eigenschaften 101
Fertigungstechnische Eigenschaften ..... 103
Ökologische Eigenschaften ............. 103
Aufbau metallischer Stoffe ............. 104
Innerer Aufbau der Metalle ............. 104
Kristalgitterarten...................... 104
Eisen und Stahlwerkstoffe.............. 105
Einteilung nach der Verwendung ........ 105
Einteilung nach der Güteklasse.......... 106
Normung von Eisen- und Stahlwekstoffen 106
Wichtige Stähle und Eisenwerkstoffe..... 108
Nichteisenmetalle..................... 111
Kupfer und Kupferlegierungen .......... 111
Aluminium und Aluminiumlegierungen ..112
Weitere wichtige Metalle............... 113
Sinterwerkstoffe ...................... 114
Herstellung von Sinterteilen ............ 114
Einsatzbereiche von Sintermetallen...... 114
Korrosion............................ 115
Korrosionsursachen................... 115
Erscheinungsformen der Korrosion...... 116
Korrosionsschutzmaßnahmen .......... 116
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.8
3.8.1
3.8.2
3.8.3
3.8.4
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.4
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
5 Werkstofftechnik
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.3
5.3.1
5.3.2
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.5
5.5.1
5.5.2
5.6
5.7
5.7.1
5.7.2
5.8
5.8.1
5.8.2
5.8.3
Inhaltsverzeichnis
Kunststoffe........................... 117
Eigenschaften von Kunststoffen und ihre
Verwendungsmöglichkeiten ............ 117
Einteilung von Kunststoffen ............ 118
Verbundstoffe ........................ 120
Hilfsstoffe............................ 121
Werkstoffe und Umweltschutz .......... 122
Grundlagen des Systemgedankens...... 123
Die Systemgrenzen.................... 124
Die Ein-und Ausgangsgrößen........... 124
Haupt-und Teilfunktion eines technischen
Systèmes
Physikalische Grundlagen von
mechanischen Systemen............... 126
Mechanische Arbeit ................... 126
Mechanische Leistung und Wirkungsgrad 127
Funktionseinheiten von mechanischen
Systemen............................ 129
Funktionseinheiten zum Antreiben....... 130
Funktionseinheiten zur Energieüber¬
tragung .............................. 130
Wellen............................... 131
Kupplungen.......................... 132
Getriebe............................. 134
Kenngrößen von Getrieben............. 138
Linearantriebe........................ 140
Funktionseinheiten zum Arbeiten........ 141
Funktionseinheiten zum Stützen und
Tragen............................... 141
Gehäuse und Gestelle ................. 141
Führungen........................... 142
Lager................................ 145
Grundlagen der Fertigungstechnik....... 153
Die Fertigungshauptgruppen ........... 153
Das Urformen ........................ 156
Urformen durch Gießen................ 156
Urformen durch Sintern................ 157
Umformen........................... 158
Einteilung der Umformverfahren ........ 158
Biegen .............................. 159
Technologische Grundlagen ............ 159
Biegen von Rohren.................... 160
Zuschnittlängen....................... 162
Trennen ............................. 163
Grundlagen der mechanischen
Trennverfahren ....................... 163
Spanen.............................. 164
Sägen............................... 165
Feilen ............................... 168
Spanende Fertigung mit Werkzeug¬
maschinen ........................... 169
Bohren .............................. 172
Senken.............................. 177
Reiben .............................. 178
Gewindeschneiden.................... 179
Drehen .............................. 183
Fräsen............................... 189
Schleifen ............................ 194
Fügen ............................... 197
Einteilung und Wirkweise .............. 197
Schraubverbindung ................... 198
Stift und Bolzenverbindung.............207
Keilverbindung .......................209
Federverbindung......................210
5.9
5.9.1
5.9.2
5.10
5.11
5.12
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.2
6.2.1
6.2.2
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.2.1
6.3.2.2
6.3.2.3
6.3.2.4
6.3.2.5
6.3.3
6.3.4
6.3.4.1
6.3.4.2
6.3.4.3
7 Herstellen mechanischer Systeme
7.1
7.2
7.3
7.3.1
7.3.2
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.2.1
7.4.2.2
7.4.2.3
7.5
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.5.4
7.5.5
7.5.6
7.5.7
7.5.8
7.5.9
7.5.10
7.5.11
7.5.12
7.6
7.6.1
7.6.2
7.6.3
7.6.4
7.6.5
7.6.6 Löten................................211
7.6.7 Schweißen...........................214
7.6.8 Kleben ..............................218
7.6.9 Pressverbindungen....................220
7.6.10 Klemm-und Quetschverbindungen......221
7.7 Fertigungsautomatisierung.............223
7.7.1 Historische Entwicklung................223
7.7.2 Bausteine der Fertigungsautomatisierung . 225
7.8 CNC-Steuerungen.....................227
7.8.1 Merkmale von CNC-Maschinen..........229
7.8.2 Wegmesssysteme.....................230
7.8.3 Positionsangabe und Koordinationsystem 231
7.8.4 Werkzeugvermessung und Werkzeug¬
korrekturen ..........................232
7.8.5 Steuerungsarten......................233
7.8.5.1 Punktsteuerung.......................233
7.8.5.2 Bahnsteuerung .......................233
7.8.6 CNC-Programm.......................236
7.8.7 Programmieren von CNC-Fertigungs-
maschinen...........................247
7.8.8 Beispiele numerisch gesteuerter
Fertigungsmaschinen..................249
7.9 Handhabungstechnik und Robotertechnik . 255
7.9.1 Handhabungseinrichtungen ............257
7.9.1.1
7.9.1.2 Manipulatoren........................259
7.9.1.3 Teleoperatoren .......................259
7.9.1.4 Modulare Systeme....................259
7.9.1.5 Industrieroboter ......................260
7.9.2 Kinematik des Roboters................264
7.9.2.1 Getriebefreiheitsgrad..................265
7.9.2.2 Bauarten und Arbeitsräume ............266
7.9.3 Roboter-Steuerung....................269
7.9.4 Programmierung von
8.1 Das Bohr sche Atommodell.............276
8.2 Ladungstrennung.....................277
8.2.1 Erzeugung elektrischer Spannung .......278
8.2.2 Spannungsarten ......................268
8.3 Elektrischer Strom ....................279
8.4 Der elektrische Widerstand .............281
8.5 Das Ohmsche Gesetz..................282
8.6 Elektrische Arbeit und elektrische Leistung 283
8.7 Wirkungsgrad ........................284
8.8 Elektrisches Feld ......................285
8.9 Magnetisches Feld ....................287
8.9.1 Magnetische Kreise ...................288
8.9.2 Grundgrößen des magnetischen Feldes .. 288
8.9.3 Magnetische Werkstoffe................290
8.9.4 Magnetisierung ferromagnetischer
Werkstoffe ...........................291
8.9.5 Kraftwirkung auf parallel verlaufende
stromdurchflossene Leiter..............292
8.9.6 Elektromagnetische Induktion...........292
8.10 Grundschaltungen elektrischer
Widerstände .........................296
8.10.1 Widerstandsbauelemente im Stromkreis .296
8.10.2 Widerstandskennzeichnung ............296
8.10.3 Reihenschaltung von Widerständen......297
8.10.4 Maschensatz .........................298
8.10.5 Parallelschaltung von Widerständen .....298
8.10.6 Knotenpunktregel.....................299
8.11 Grundlagen der Wechselstromtechnik .... 299
8.11.1 Erzeugung von Wechselspannungen und
Begriffsdefinitionen ...................299
8.11.2 Zeiger zur Darstellung von Wechselgrößen 301
8.11.3 Frequenz und Periodendauer ...........301
8.11.4 Kreisfrequenz.........................301
Inhaltsverzeichnis
8.11.5 Wellenlänge..........................302
8.11.6 Effektivwert ..........................302
8.12 Der Kondensator im Stromkreis.........303
8.13 Die Spule im Stromkreis ...............305
8.14 Dreiphasenwechselstrom ..............307
8.14.1 Entstehung der Dreiphasenwechsel-
spannung............................307
8.14.2 Verkettung ...........................307
8.14.3 Sternschaltung .......................309
8.14.4 Dreieckschaltung......................311
8.14.5 Anwendung von Sternschaltung und
Dreieckschaltung .....................312
8.14.6 Leistung bei Dreiphasenwechselstrom ... 313
8.14.7 Leistungsmessung bei Dreiphasen¬
wechselstrom ........................314
8.15 Kompensation........................315
8.15.1 Kompensationsarten ..................316
8.15.2 Bemessung von Kompensations¬
kondensatoren ........................317
8.15.3 Kompensation bei elektronischen
Stromrichterschaltungen...............317
8.15.4 Tonfrequenzsperrkreise ................317
9.1 Transformatoren......................320
9.1.1 Einphasentransformatoren .............320
9.1.1.1 Leerlaufspannung.....................320
9.1.1.2 Übersetzungen .......................321
9.1.1.3 Leerlauf und Belastung ................322
9.1.1.4 Kurzschlussspannung .................324
9.1.1.5 Kurzschlussstrom .....................325
9.1.1.6 Wirkungsgrad von Transformatoren .....326
9.1.2 Kleintransformatoren..................327
9.1.2.1 Aufbau..............................327
9.1.2.2 Arten von Kleintransformatoren.........328
9.1.2.3 Prüfspannungen bei Kleintransformatoren 329
9.1.3 Sondertransformatoren................330
9.1.3.1 Spartransformatoren ..................330
9.1.3.2 Streufeldtransformatoren ..............331
9.1.3.3 Lichtbogen-Schweißtransformatoren .... 331
9.2 Motoren und Generatoren..............332
9.2.1 Grundlagen ..........................332
9.2.1.1 Entstehung des Drehfeldes.............332
9.2.1.2 Leistung und Drehmoment.............333
9.2.1.3 Aufbau umlaufender Maschinen.........334
9.2.1.4 Leistungsschild.......................334
9.2.1.5 Drehsinn.............................334
9.2.2 Drehstrommotoren ohne Stromwender .. 335
9.2.2.1 Drehstromasychronmotoren............335
9.2.2.2 Motoren mit Kurzschlussläufer..........335
9.2.3 Sonstige Drehfeldmotoren .............339
9.2.3.1 Einphasen-Induktionsmotoren ..........339
9.2.3.2 Einphasenmotor mit Widerstands¬
hilfsstrang ...........................339
9.2.3.3 Kondensatormotor....................340
9.2.4 Stromwendermaschinen...............341
9.2.4.1 Aufbau von Gleichstrommaschinen......341
9.2.4.2 Wirkungweise von Gleichstrom¬
generatoren ..........................342
9.2.4.3 Arten von Gleichstromgeneratoren......343
9.2.4.4 Ankerquerfeld ........................345
9.2.4.5 Anschlussbezeichnung von Stromwender¬
maschinen ...........................347
9.2.4.6 Wirkungsweise von Gleichstrommotoren . 348
9.2.4.7 Arten von Gleichstrommotoren .........350
9.2.4.8
9.2.5 Bauformen elektrischer Maschinen ......354
9.2.6 teolierstofflclassen.....................3S4
Wartung und Prüfung elektrischer
Maschinen...........................355
Schutzmaßnahmen ...................357
Gefahren im Umgang mit dem elektrischen
Strom...............................357
Wirkungen des elektrischen Stromes ¡m
menschlichen Körper..................357
Direktes und indirektes Berühren ........359
Fachbegriffe Schutzmaßnahmen ........359
Sicherheitsbestimmungen für
Niederspannungsanlagen ..............360
Begriffe und Kenngrößen ..............360
Schutzklassen ........................360
IP-Schutzarten (nach
Maßnahmen bei Arbeiten an elektrischen
Anlagen .............................362
Fehlerarten...........................363
Spannungen im Fehlerfall ..............363
Schutz gegen elektrischen Schlag .......364
Schutz sowohl gegen direktes als auch
bei indirektem Berühren ...............364
Schutz durch Kleinspannung SELV und
PELV ................................365
Schutz durch Begrenzung von Ladung ... 366
Schutz gegen elektrischen Schlag unter
normalen Bedingungen (Schutz gegen
direktes Berühren oder Basisschutz) .....366
Schutz gegen elektrischen Schlag unter
Fehlerbedingungen Schutz bei indirektem
Berühren oder Fehlerschutz)............367
Drehstromsysteme....................367
Schutzmaßnahmen im TN-System.......368
RCD (Fehlerstromschutzeinrichtung).....370
Schutzmaßnahmen im TT-System.......372
Schutzmaßnahmen im IT-System.........373
Schutz durch Verwendung von Betriebs¬
mitteln der Schutzklasse
gleichwertige Isolierung................374
Schutz durch nichtleitende Räume.......374
Schutztrennung.......................375
Schutz durch erdfreien, örtlichen
Potenzialausgleich ....................375
Prüfen der Schutzmaßnahmen..........376
Prüfen der Schutzmaßnahmen SELV,
PELV und Schutztrennung..............378
Isolationswiderstandsmessung in
elektrischen Anlagen ..................378
Messen der Isolationswiderstände von
Fußböden und Wänden................379
Prüfungen im TN-System und TT-System . 379
Messen der Schleifenimpedanz .........380
Messen des Erdungswiderstandes.......380
Schutz gegen elektrostatische Aufladung . 382
Grundlagen ..........................383
Steuervorgänge ......................383
Einteilung von Steuerungen ............384
Regelungsvorgänge...................386
Digitaltechnik.........................387
Signalformen.........................387
Die logischen Grundverknüpfungen......387
Elektronische Schaltkreisfamilien........390
Entwerfen logischer Verknüpfungs¬
schaltungen ..........................391
Vereinfachung von Funktionsgleichungen . 392
Minimierung mit KV-Diagramm .........393
Analyse logischer Schaltungen..........395
Speicherfunktionen....................396
9.2.7
9.3
9.3.1
9.3.1.1
9.3.1.2
9.3.1.3
9.3.2
9.3.3
9.3.3.1
9.3.3.2
9.3.3.3
9.3.3.4
9.3.3.5
9.3.4
9.3.5
9.3.5.1
9.3.5.2
9.3.6
9.3.7
9.3.7.1
9.3.7.2
9.3.7.3
9.3.7.4
9.3.7.5
9.3.7.6
9.3.7.7
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9.3.7.9
9.3.8
9.3.8.1
9.3.8.2
9.3.8.3
9.3.8.4
9.3.8.5
9.3.8.6
9.3.9
10 Steuerungstechnik
10.1
10.1.1
10.1.2
10.1.3
10.2
10.2.1
10.2.2
10.2.3
10.2.4
10.2.5
10.2.6
10.2.7
10.2.8
Inhaltsverzeichnis
10.2.8.1 JK-Master-Slave Flipflop ...............397
10.2.8.2 JK-Master-Slave-Flipflop mit statischen
Eingängen ...........................398
10.2.9 Zähler...............................398
10.2.9.1 Asychrone Zähler .....................398
10.2.9.2 Sychrone Zähler ......................399
10.2.9.3 Register .............................401
10.2.9.4 Schieberegister.......................401
10.2.10 Spezielle Digitalbausteine ..............403
10.2.11 Zahlensysteme .......................403
10.2.12 Codes...............................404
10.2.13 Codewandler.........................405
10.2.14 Signalumsetzer.......................405
10.3 Zeichnerische Darstellung von
Steuerungen .........................407
10.3.1 Bild- und Schaltzeichen der Bauteile
von pneumatischen und hydraulischen
Steuerungen .........................407
10.3.2 Funktionspläne .......................409
10.3.3 Funktionsdiagramme..................410
10.3.4 Schaltpläne ..........................411
10.4 Pneumatik ...........................412
10.4.1 Physikalische Grundlagen ..............412
10.4.2 Verdichter............................414
10.4.3 Druckluftaufbereitung und -Verteilung .... 415
10.4.4 Arbeitsglieder ........................418
10.4.4.1 Druckluftzylinder......................418
10.4.4.2 Zylindersonderbauarten................419
10.4.4.3 Druckluftmotoren .....................422
10.4.5 Pneumatische Ventile..................424
10.4.5.1 Wegeventile..........................424
10.4.5.2 Sperr- und Stromventile................426
10.4.5.3 Pneumatische Druckventile.............427
10.4.6 Grundschaltungen ....................428
10.4.6.1 Einfacher Vor- und Rücklauf bei Zylindern . 428
10.4.6.2 Geschwindigkeitsbeeinflussung.........430
10.4.6.3 Verknüpfung von Signalen .............431
10.4.6.4 Druckabhängige Steuerungen...........434
10.4.6.5 Schaltverzögerung ....................435
10.4.6.6 Signalüberschneidung.................437
10.5 Elektropneumatik .....................441
10.5.1 Bauteile in elektropneumatischen Anlagen 441
10.5.1.1 Elektrische Eingabeelemente............441
10.5.1.2 Sensoren ............................441
10.5.1.3 Relais und Schütz.....................442
10.5.1.4 Magnetventile........................443
10.5.2 Grundschaltungen ....................445
10.5.2.1 Vor-und Rücklauf bei Zylindern .........445
10.5.2.2 Verknüpfung von Signalen .............446
10.5.2.3 Schaltverzögerung ....................448
10.5.2.4 Selbsthaltung ........................450
10.6 Hydraulische Steuerungen .............451
10.6.1 Hydraulische Kreisläufe................452
10.6.2 Hydraulikflüssigkeiten .................453
10.6.3 Hydraulikpumpen und
10.6.4 Hydraulikzylinder .....................464
10.6.5 Hydraulikventile ......................470
10.6.5.1 Wegeventile..........................470
10.6.5.2 Druckventile..........................473
10.6.5.3 Strom- und Sperrventile ...............475
10.6.5.4 Zubehör.............................477
10.7 Sensoren ............................497
10.7.1 Bedeutung von Sensoren ..............479
10.7.2 Mechanische Grenztaster
(Positionsschalter).....................482
10.7.3 Induktive Sensoren (Näherungsschalter) .. 483
10.7.4 Korrekturfaktoren .....................483
10.7.5 Kapazitive Sensoren...................486
10.7.6 Ultraschallsensoren ...................488
10.7.7 Optische Sensoren....................491
10.7.7.1 Einweg-Lichtschranke..................492
10.7.7.2 Reflexionslichtschranke................492
10.7.7.3 Reflexionslichttaster...................493
10.7.7.4 Reflexionslichttaster mit Hintergrund¬
ausblendung .........................494
10.7.7.5 Sensoren mit Lichtwellenleiter (LWL).....495
10.7.7.6 Elektronik von optischen Sensoren ......497
10.7.7.7 Auswahlkriterien......................498
10.7.8 Drehgeber als Sensoren zur Weg- und
Winkelmessung.......................500
10.7.9 Spannungsversorgung und Lastanschluss 502
10.8 Speicherprogrammierbare Steuerung SPS 504
10.8.1 Aufbau und Funktionsweise ............504
10.8.1.1 Kompakte SPS-Steuerungen............504
10.8.1.2
10.8.1.3 Industrie-PC (Slot-SPS).................504
10.8.1.4 Soft-SPS.............................505
10.8.1.5 Verdrahtung der SPS ..................505
10.8.1.6 Die CPU (Central Prozessing
10.8.1.7 Programm in CPU laden; urlöschen......506
10.8.1.8 Zyklische Bearbeitung des Anwender¬
programms ..........................506
10.8.1.9 Eingänge, Eingabebaugruppe...........507
10.8.1.10 Ausgänge; Ausgangsbaugruppe ........507
10.8.1.11 Merker ..............................508
10.8.2 Projektierung.........................508
10.8.2.1 Betriebssystem-Software...............508
10.8.2.2 Anwendersoftware....................508
10.8.2.3 Programmstruktur ....................509
10.8.3 Grundfunktionen......................512
10.8.3.1 Schließerkontakt; Öffnerkontakt.........512
10.8.3.2 Binäre Verknüpfungen .................512
10.8.3.3 UND-Funktion ........................513
10.8.3.4 ODER-Funktion .......................513
10.8.3.5 Speicherfuntkion......................514
10.8.3.6 Flankenauswertung ...................516
10.8.3.7 Zeitfunktion ..........................516
10.8.3.8 Zählfunktion..........................517
10.8.3.9 Vergleichsfunktionen ..................518
10.8.4 Ablaufsteuerung......................518
10.8.4.1 Prozessüberwachung mit
SPS-Programmen.....................521
10.8.4.2 Betriebsarten von Ablaufsteuerungen___524
10.8.4.3 Grundformen von Ablaufsteuerungen .... 524
10.8.5 Funktionale Sicherheit von Steuerungen .. 527
11 Regelungstechnik
Grundbegriffe ........................ 531
Regelkreiselemente ................... 532
Proportionalglied ohne Verzögerung
(P-Glied)............................. 532
Proportionalglied mit Verzögerung
1. Ordnung (PTrGLied) ................ 532
Proportionalglied mit Verzögerung
2. Ordnung (PT2-GLied) ................ 533
Integralglied (I-Glied) .................. 534
Differenzialglied (D-Glied) .............. 535
Totzeitglied (T,-Glied).................. 536
Regeleinrichtungen und Regelglieder___ 536
Unstetige Regelglieder................. 536
Stetige Regelglieder................... 537
Digitale Regelglieder .................. 539
Stabilität von Regelkreisen ............. 540
Kommunikationsmodell................545
Topologien...........................546
11.1
11.2
11.2.1
11.2.2
11.2.3
11.2.4
11.2.5
11.2.6
11.3
11.3.1
11.3.2
11.3.3
11.4
12.1
12.2
Inhaltsverzeichnis
12.3 Übertragungsmedien..................549
12.4 Übertragungsarten....................550
12.5 Buszugriffsverfahren ..................551
12.5.1 Master/Slave-Verfahren ................552
12.5.2 Das
12.5.3 Das CSMA-Verfahren ..................553
12.5.4 CSMA/CA............................554
12.6 Datensicherheit.......................554
12.7 AS-Interface..........................555
12.7.1 AS-lnterface Funktionsprinzip...........555
12.7.2 AS-Interface Verkabelung ..............558
12.7.3 Inbetriebnahme einer AS-Interface-Anlage 559
12.7.4 Strukturen einer AS-Interface-Anlage.....561
12.7.5 Die AS-Interface Spezifikation 2.11.......564
12.8 InterBus .............................566
12.9 PROFIBUS ...........................570
12.9.1 PROFIBUS-DP ........................570
12.9.2 PROFIBUS-PA ........................572
13
13.1 Teilsysteme des mechatronischen Sytems 577
13.2 Die Komponenten des mechatronischen
Systems............................. 578
13.2.1 Das mechanische Teilsystem............ 578
13.2.2 Das hydraulische Teilsystem............ 578
13.2.3 Das pneumatische Teilsystem........... 581
13.2.4 Das elektrische Teilsystem.............. 582
14 Montage, Inbetriebnahme und Instand¬
haltung von mechatronischen Systemen 591
14.1 Die Montagetätigkeit Fügen............. 591
14.1.1 Formschlüssige Verbindungen.......... 591
14.1.2 Kraftschlüssige Verbindungen........... 592
14.1.3 Stoffschlüssige Verbindungen........... 592
14.2 Die Montagetätigkeit Prüfen und Justieren 593
14.2.1 Prüftätigkeiten vor der Montage......... 593
14.2.2 Prüftätigkeiten während der Montage .... 593
14.2.3 Prüftätigkeiten nach der Montage........ 593
14.3 Montageplanung...................... 594
14.3.1 Der Montageplan ..................... 595
14.3.2 Beispiel eines Montageplanes........... 595
14.4 Organisationsformen der Montage ...... 596
14.5 Montagebeispiele.....................598
14.5.1 Beispiel für Montageplan eines elektro-
pneumatischen Ventilblockes auf
DIN-Schiene..........................599
14.5.2 Auszug aus dem Montageplan eines
Handlinggerätes zur Realisierung von
Handhabungslösungen an Spritzguss¬
maschinen ...........................600
14.6 Arbeitssicherheit bei der Montage.......603
14.6.1 Vorbeugende Sicherheitsmaßnahmen
bei der Arbeit an Maschinen, Anlagen
und mechatronischen Systemen ........603
14.6.2 Maßnahmen bei einem Arbeitsunfall.....604
14.6.3 Brandschutz und Maßnahmen im
Brandfalle............................605
14.6.4 Umgang mit Gefahrstoffen .............606
14.6.5 Richtlinien für die Maschinensicherheit ... 606
14.7 Inbetriebnahme.......................607
14.7.1 Besonderheiten der Inbetriebnahme .....607
14.7.2 Grundsätzliches zum Verfahren der
Inbetriebnahme.......................610
14.7.3 Inbetriebnahme pneumatischer und
elektropneumatischer Anlagen..........612
14.7.4 Inbetriebnahme hydraulischer und
elektrohydraulischer Anlagen ...........612
14.7.5 Inbetriebnahme elektrischer Maschinen ..613
14.7.6 Inbetriebnahme von SPS...............614
14.7.7 Fehler bei der Inbetriebnahme von
mechatronischen Systemen ............614
14.8 Instandhaltung von mechatronischen
Systemen............................617
14.8.1 Verlauf der Systemausfallrate...........617
14.8.2 Instandhaltungstrategien...............618
14.8.3 Die Wartung als vorbeugende
Instandhaltung .......................619
14.8.4 Die Inspektion als Maßnahme zur
Ausfallverhütung .....................621
14.8.5 Die Instandsetzung....................622
14.8.6 Fehlersuche als Grundlage der
Instandsetzung .......................622
Bildquellenverzeichnis..........................625
Sachwortverzeichnis...........................626
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Interpretation der Lernfelder
LF
hängen in mechatronischen Systemen . 9
LF2 Herstellen mechanischer Teilsysteme . 10
LF 3 Installieren elektrischer Betriebsmittel
unter Beachtung sicherheitstechnischer
Aspekte . 12
LF 4 Untersuchen der Energie- und Informa¬
tionsflüsse in elektrischen, pneumatischen
und hydraulischen Baugruppen . 13
LF 5 Kommunizieren mithilfe von Daten¬
verarbeitungsanlagen . 14
LF 6 Planen und Organisieren von Arbeits¬
abläufen . 14
LF 7 Realisieren mechatronischer Teilsysteme . 15
LF 8 Design und Erstellung mechatronischer
Systeme. 16
LF 9 Untersuchen des Informationsflusses in
komplexen mechatronischen Systemen . 17
LF 10 Planen der Montage und Demontage . 18
LF 11 Inbetriebnahme, Fehlersuche und Instand¬
setzung. 19
LF 12 Vorbeugende Instandhaltung . 20
LF 13 Übergabe von mechatronischen Systemen
an Kunden. 20
1.1 Betriebssysteme. 23
1.1.1 Aufgaben eines Betriebssystemes . 23
1.1.2 Betriebssystem-Kategorien . 24
1.1.3 Client-Server-Betriebssystem . 27
1.2 Office Anwendungen . 33
1.2.1 Textverarbeitung. 38
1.2.2 Tabellenkalkulation. 43
1.2.3 Präsentationssoftware . 48
1.2.4 Datenbanksysteme. 54
2.1 Die Technische Zeichnung als Kommuni¬
kationsmittel . 63
2.1.1 Darstellungsarten . 64
2.1.2 Einzelteilzeichnungen. 66
2.1.3 Schnittdarstellungen . 70
2.1.4 Bemaßung von Einzelteilen. 71
2.1.5 Gewindedarstellung. 72
2.1.6 Genormte Einzelheiten. 73
2.1.7 Gruppenzeichnungen. 74
2.2 Tabellen und Diagramme. 75
2.2.1 Tabellen . 75
2.2.2 Diagramme . 75
2.3 Technische Kommunikation mithilfe von
Plänen. 76
2.4 Die Sprache als Kommunikationsmittel . 77
2.4.1 Das Erstellen von Protokollen. 77
2.4.2 Referate und Vorträge . 78
2.4.3 Referaterstellung. 78
2.4.4 Der Vortrag des Referates . 78
3.1 Längen- und Winkelprüfung . 79
3.2 Mechanische Prüfmittel. 80
Messschieber. 80
Messschrauben. 81
Messuhren. 81
Winkelmesser . 82
Pneumatische Messgeräte. 83
Elektrische Messgeräte. 83
Elektronische Messgeräte . 84
Prüfen mit Lehren. 84
Prüfen von Oberflächen. 85
Grundbegriffe der Oberflächenprüfung . 85
Oberflächenprüfverfahren. 85
Rauheitsmessgrößen. 86
Angabe von Oberflächengüten in
Technischen Zeichnungen. 87
Toleranzen und Passungen . 88
Maßtoleranzen . 88
Passungen. 90
Passungssysteme. 90
Form- und Lagetoleranzen. 92
ИВЕйВШЗВПШШШШШШЕШШТ
Qualitätsbegriff. 93
Aufgaben des Qualitätsmanagements . 94
Qualitätsplanung. 94
Qualitätslenkung. 95
Qualitätsprüfung. 95
Qualitätsverbesserung. 95
Qualitätsmanagement nach
DIN EN ISO
Qualität ist nicht nur Chefsache . 96
Statistisches Qualitätsmanagement. 97
Zufällige und systematische Fehler . 97
Gaußsche Normalverteilung. 97
Qualitätsregelkarten als Instrument der
Qualitätskontrolle. 98
івшіияяяі—і^—^^юа
Einteilung der Werkstoffe. 99
Eigenschaften von Werkstoffen. 100
Physikalische Eigenschaften . 100
Chemisch-technologische Eigenschaften . 101
Mechanisch-technologische Eigenschaften 101
Fertigungstechnische Eigenschaften . 103
Ökologische Eigenschaften . 103
Aufbau metallischer Stoffe . 104
Innerer Aufbau der Metalle . 104
Kristalgitterarten. 104
Eisen und Stahlwerkstoffe. 105
Einteilung nach der Verwendung . 105
Einteilung nach der Güteklasse. 106
Normung von Eisen- und Stahlwekstoffen 106
Wichtige Stähle und Eisenwerkstoffe. 108
Nichteisenmetalle. 111
Kupfer und Kupferlegierungen . 111
Aluminium und Aluminiumlegierungen .112
Weitere wichtige Metalle. 113
Sinterwerkstoffe . 114
Herstellung von Sinterteilen . 114
Einsatzbereiche von Sintermetallen. 114
Korrosion. 115
Korrosionsursachen. 115
Erscheinungsformen der Korrosion. 116
Korrosionsschutzmaßnahmen . 116
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.8
3.8.1
3.8.2
3.8.3
3.8.4
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.4
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
5 Werkstofftechnik
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.3
5.3.1
5.3.2
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.5
5.5.1
5.5.2
5.6
5.7
5.7.1
5.7.2
5.8
5.8.1
5.8.2
5.8.3
Inhaltsverzeichnis
Kunststoffe. 117
Eigenschaften von Kunststoffen und ihre
Verwendungsmöglichkeiten . 117
Einteilung von Kunststoffen . 118
Verbundstoffe . 120
Hilfsstoffe. 121
Werkstoffe und Umweltschutz . 122
Grundlagen des Systemgedankens. 123
Die Systemgrenzen. 124
Die Ein-und Ausgangsgrößen. 124
Haupt-und Teilfunktion eines technischen
Systèmes
Physikalische Grundlagen von
mechanischen Systemen. 126
Mechanische Arbeit . 126
Mechanische Leistung und Wirkungsgrad 127
Funktionseinheiten von mechanischen
Systemen. 129
Funktionseinheiten zum Antreiben. 130
Funktionseinheiten zur Energieüber¬
tragung . 130
Wellen. 131
Kupplungen. 132
Getriebe. 134
Kenngrößen von Getrieben. 138
Linearantriebe. 140
Funktionseinheiten zum Arbeiten. 141
Funktionseinheiten zum Stützen und
Tragen. 141
Gehäuse und Gestelle . 141
Führungen. 142
Lager. 145
Grundlagen der Fertigungstechnik. 153
Die Fertigungshauptgruppen . 153
Das Urformen . 156
Urformen durch Gießen. 156
Urformen durch Sintern. 157
Umformen. 158
Einteilung der Umformverfahren . 158
Biegen . 159
Technologische Grundlagen . 159
Biegen von Rohren. 160
Zuschnittlängen. 162
Trennen . 163
Grundlagen der mechanischen
Trennverfahren . 163
Spanen. 164
Sägen. 165
Feilen . 168
Spanende Fertigung mit Werkzeug¬
maschinen . 169
Bohren . 172
Senken. 177
Reiben . 178
Gewindeschneiden. 179
Drehen . 183
Fräsen. 189
Schleifen . 194
Fügen . 197
Einteilung und Wirkweise . 197
Schraubverbindung . 198
Stift und Bolzenverbindung.207
Keilverbindung .209
Federverbindung.210
5.9
5.9.1
5.9.2
5.10
5.11
5.12
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.2
6.2.1
6.2.2
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.2.1
6.3.2.2
6.3.2.3
6.3.2.4
6.3.2.5
6.3.3
6.3.4
6.3.4.1
6.3.4.2
6.3.4.3
7 Herstellen mechanischer Systeme
7.1
7.2
7.3
7.3.1
7.3.2
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.2.1
7.4.2.2
7.4.2.3
7.5
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.5.4
7.5.5
7.5.6
7.5.7
7.5.8
7.5.9
7.5.10
7.5.11
7.5.12
7.6
7.6.1
7.6.2
7.6.3
7.6.4
7.6.5
7.6.6 Löten.211
7.6.7 Schweißen.214
7.6.8 Kleben .218
7.6.9 Pressverbindungen.220
7.6.10 Klemm-und Quetschverbindungen.221
7.7 Fertigungsautomatisierung.223
7.7.1 Historische Entwicklung.223
7.7.2 Bausteine der Fertigungsautomatisierung . 225
7.8 CNC-Steuerungen.227
7.8.1 Merkmale von CNC-Maschinen.229
7.8.2 Wegmesssysteme.230
7.8.3 Positionsangabe und Koordinationsystem 231
7.8.4 Werkzeugvermessung und Werkzeug¬
korrekturen .232
7.8.5 Steuerungsarten.233
7.8.5.1 Punktsteuerung.233
7.8.5.2 Bahnsteuerung .233
7.8.6 CNC-Programm.236
7.8.7 Programmieren von CNC-Fertigungs-
maschinen.247
7.8.8 Beispiele numerisch gesteuerter
Fertigungsmaschinen.249
7.9 Handhabungstechnik und Robotertechnik . 255
7.9.1 Handhabungseinrichtungen .257
7.9.1.1
7.9.1.2 Manipulatoren.259
7.9.1.3 Teleoperatoren .259
7.9.1.4 Modulare Systeme.259
7.9.1.5 Industrieroboter .260
7.9.2 Kinematik des Roboters.264
7.9.2.1 Getriebefreiheitsgrad.265
7.9.2.2 Bauarten und Arbeitsräume .266
7.9.3 Roboter-Steuerung.269
7.9.4 Programmierung von
8.1 Das Bohr'sche Atommodell.276
8.2 Ladungstrennung.277
8.2.1 Erzeugung elektrischer Spannung .278
8.2.2 Spannungsarten .268
8.3 Elektrischer Strom .279
8.4 Der elektrische Widerstand .281
8.5 Das Ohmsche Gesetz.282
8.6 Elektrische Arbeit und elektrische Leistung 283
8.7 Wirkungsgrad .284
8.8 Elektrisches Feld .285
8.9 Magnetisches Feld .287
8.9.1 Magnetische Kreise .288
8.9.2 Grundgrößen des magnetischen Feldes . 288
8.9.3 Magnetische Werkstoffe.290
8.9.4 Magnetisierung ferromagnetischer
Werkstoffe .291
8.9.5 Kraftwirkung auf parallel verlaufende
stromdurchflossene Leiter.292
8.9.6 Elektromagnetische Induktion.292
8.10 Grundschaltungen elektrischer
Widerstände .296
8.10.1 Widerstandsbauelemente im Stromkreis .296
8.10.2 Widerstandskennzeichnung .296
8.10.3 Reihenschaltung von Widerständen.297
8.10.4 Maschensatz .298
8.10.5 Parallelschaltung von Widerständen .298
8.10.6 Knotenpunktregel.299
8.11 Grundlagen der Wechselstromtechnik . 299
8.11.1 Erzeugung von Wechselspannungen und
Begriffsdefinitionen .299
8.11.2 Zeiger zur Darstellung von Wechselgrößen 301
8.11.3 Frequenz und Periodendauer .301
8.11.4 Kreisfrequenz.301
Inhaltsverzeichnis
8.11.5 Wellenlänge.302
8.11.6 Effektivwert .302
8.12 Der Kondensator im Stromkreis.303
8.13 Die Spule im Stromkreis .305
8.14 Dreiphasenwechselstrom .307
8.14.1 Entstehung der Dreiphasenwechsel-
spannung.307
8.14.2 Verkettung .307
8.14.3 Sternschaltung .309
8.14.4 Dreieckschaltung.311
8.14.5 Anwendung von Sternschaltung und
Dreieckschaltung .312
8.14.6 Leistung bei Dreiphasenwechselstrom . 313
8.14.7 Leistungsmessung bei Dreiphasen¬
wechselstrom .314
8.15 Kompensation.315
8.15.1 Kompensationsarten .316
8.15.2 Bemessung von Kompensations¬
kondensatoren .317
8.15.3 Kompensation bei elektronischen
Stromrichterschaltungen.317
8.15.4 Tonfrequenzsperrkreise .317
9.1 Transformatoren.320
9.1.1 Einphasentransformatoren .320
9.1.1.1 Leerlaufspannung.320
9.1.1.2 Übersetzungen .321
9.1.1.3 Leerlauf und Belastung .322
9.1.1.4 Kurzschlussspannung .324
9.1.1.5 Kurzschlussstrom .325
9.1.1.6 Wirkungsgrad von Transformatoren .326
9.1.2 Kleintransformatoren.327
9.1.2.1 Aufbau.327
9.1.2.2 Arten von Kleintransformatoren.328
9.1.2.3 Prüfspannungen bei Kleintransformatoren 329
9.1.3 Sondertransformatoren.330
9.1.3.1 Spartransformatoren .330
9.1.3.2 Streufeldtransformatoren .331
9.1.3.3 Lichtbogen-Schweißtransformatoren . 331
9.2 Motoren und Generatoren.332
9.2.1 Grundlagen .332
9.2.1.1 Entstehung des Drehfeldes.332
9.2.1.2 Leistung und Drehmoment.333
9.2.1.3 Aufbau umlaufender Maschinen.334
9.2.1.4 Leistungsschild.334
9.2.1.5 Drehsinn.334
9.2.2 Drehstrommotoren ohne Stromwender . 335
9.2.2.1 Drehstromasychronmotoren.335
9.2.2.2 Motoren mit Kurzschlussläufer.335
9.2.3 Sonstige Drehfeldmotoren .339
9.2.3.1 Einphasen-Induktionsmotoren .339
9.2.3.2 Einphasenmotor mit Widerstands¬
hilfsstrang .339
9.2.3.3 Kondensatormotor.340
9.2.4 Stromwendermaschinen.341
9.2.4.1 Aufbau von Gleichstrommaschinen.341
9.2.4.2 Wirkungweise von Gleichstrom¬
generatoren .342
9.2.4.3 Arten von Gleichstromgeneratoren.343
9.2.4.4 Ankerquerfeld .345
9.2.4.5 Anschlussbezeichnung von Stromwender¬
maschinen .347
9.2.4.6 Wirkungsweise von Gleichstrommotoren . 348
9.2.4.7 Arten von Gleichstrommotoren .350
9.2.4.8
9.2.5 Bauformen elektrischer Maschinen .354
9.2.6 teolierstofflclassen.3S4
Wartung und Prüfung elektrischer
Maschinen.355
Schutzmaßnahmen .357
Gefahren im Umgang mit dem elektrischen
Strom.357
Wirkungen des elektrischen Stromes ¡m
menschlichen Körper.357
Direktes und indirektes Berühren .359
Fachbegriffe Schutzmaßnahmen .359
Sicherheitsbestimmungen für
Niederspannungsanlagen .360
Begriffe und Kenngrößen .360
Schutzklassen .360
IP-Schutzarten (nach
Maßnahmen bei Arbeiten an elektrischen
Anlagen .362
Fehlerarten.363
Spannungen im Fehlerfall .363
Schutz gegen elektrischen Schlag .364
Schutz sowohl gegen direktes als auch
bei indirektem Berühren .364
Schutz durch Kleinspannung SELV und
PELV .365
Schutz durch Begrenzung von Ladung . 366
Schutz gegen elektrischen Schlag unter
normalen Bedingungen (Schutz gegen
direktes Berühren oder Basisschutz) .366
Schutz gegen elektrischen Schlag unter
Fehlerbedingungen Schutz bei indirektem
Berühren oder Fehlerschutz).367
Drehstromsysteme.367
Schutzmaßnahmen im TN-System.368
RCD (Fehlerstromschutzeinrichtung).370
Schutzmaßnahmen im TT-System.372
Schutzmaßnahmen im IT-System.373
Schutz durch Verwendung von Betriebs¬
mitteln der Schutzklasse
gleichwertige Isolierung.374
Schutz durch nichtleitende Räume.374
Schutztrennung.375
Schutz durch erdfreien, örtlichen
Potenzialausgleich .375
Prüfen der Schutzmaßnahmen.376
Prüfen der Schutzmaßnahmen SELV,
PELV und Schutztrennung.378
Isolationswiderstandsmessung in
elektrischen Anlagen .378
Messen der Isolationswiderstände von
Fußböden und Wänden.379
Prüfungen im TN-System und TT-System . 379
Messen der Schleifenimpedanz .380
Messen des Erdungswiderstandes.380
Schutz gegen elektrostatische Aufladung . 382
Grundlagen .383
Steuervorgänge .383
Einteilung von Steuerungen .384
Regelungsvorgänge.386
Digitaltechnik.387
Signalformen.387
Die logischen Grundverknüpfungen.387
Elektronische Schaltkreisfamilien.390
Entwerfen logischer Verknüpfungs¬
schaltungen .391
Vereinfachung von Funktionsgleichungen . 392
Minimierung mit KV-Diagramm .393
Analyse logischer Schaltungen.395
Speicherfunktionen.396
9.2.7
9.3
9.3.1
9.3.1.1
9.3.1.2
9.3.1.3
9.3.2
9.3.3
9.3.3.1
9.3.3.2
9.3.3.3
9.3.3.4
9.3.3.5
9.3.4
9.3.5
9.3.5.1
9.3.5.2
9.3.6
9.3.7
9.3.7.1
9.3.7.2
9.3.7.3
9.3.7.4
9.3.7.5
9.3.7.6
9.3.7.7
9.3.7.8
9.3.7.9
9.3.8
9.3.8.1
9.3.8.2
9.3.8.3
9.3.8.4
9.3.8.5
9.3.8.6
9.3.9
10 Steuerungstechnik
10.1
10.1.1
10.1.2
10.1.3
10.2
10.2.1
10.2.2
10.2.3
10.2.4
10.2.5
10.2.6
10.2.7
10.2.8
Inhaltsverzeichnis
10.2.8.1 JK-Master-Slave Flipflop .397
10.2.8.2 JK-Master-Slave-Flipflop mit statischen
Eingängen .398
10.2.9 Zähler.398
10.2.9.1 Asychrone Zähler .398
10.2.9.2 Sychrone Zähler .399
10.2.9.3 Register .401
10.2.9.4 Schieberegister.401
10.2.10 Spezielle Digitalbausteine .403
10.2.11 Zahlensysteme .403
10.2.12 Codes.404
10.2.13 Codewandler.405
10.2.14 Signalumsetzer.405
10.3 Zeichnerische Darstellung von
Steuerungen .407
10.3.1 Bild- und Schaltzeichen der Bauteile
von pneumatischen und hydraulischen
Steuerungen .407
10.3.2 Funktionspläne .409
10.3.3 Funktionsdiagramme.410
10.3.4 Schaltpläne .411
10.4 Pneumatik .412
10.4.1 Physikalische Grundlagen .412
10.4.2 Verdichter.414
10.4.3 Druckluftaufbereitung und -Verteilung . 415
10.4.4 Arbeitsglieder .418
10.4.4.1 Druckluftzylinder.418
10.4.4.2 Zylindersonderbauarten.419
10.4.4.3 Druckluftmotoren .422
10.4.5 Pneumatische Ventile.424
10.4.5.1 Wegeventile.424
10.4.5.2 Sperr- und Stromventile.426
10.4.5.3 Pneumatische Druckventile.427
10.4.6 Grundschaltungen .428
10.4.6.1 Einfacher Vor- und Rücklauf bei Zylindern . 428
10.4.6.2 Geschwindigkeitsbeeinflussung.430
10.4.6.3 Verknüpfung von Signalen .431
10.4.6.4 Druckabhängige Steuerungen.434
10.4.6.5 Schaltverzögerung .435
10.4.6.6 Signalüberschneidung.437
10.5 Elektropneumatik .441
10.5.1 Bauteile in elektropneumatischen Anlagen 441
10.5.1.1 Elektrische Eingabeelemente.441
10.5.1.2 Sensoren .441
10.5.1.3 Relais und Schütz.442
10.5.1.4 Magnetventile.443
10.5.2 Grundschaltungen .445
10.5.2.1 Vor-und Rücklauf bei Zylindern .445
10.5.2.2 Verknüpfung von Signalen .446
10.5.2.3 Schaltverzögerung .448
10.5.2.4 Selbsthaltung .450
10.6 Hydraulische Steuerungen .451
10.6.1 Hydraulische Kreisläufe.452
10.6.2 Hydraulikflüssigkeiten .453
10.6.3 Hydraulikpumpen und
10.6.4 Hydraulikzylinder .464
10.6.5 Hydraulikventile .470
10.6.5.1 Wegeventile.470
10.6.5.2 Druckventile.473
10.6.5.3 Strom- und Sperrventile .475
10.6.5.4 Zubehör.477
10.7 Sensoren .497
10.7.1 Bedeutung von Sensoren .479
10.7.2 Mechanische Grenztaster
(Positionsschalter).482
10.7.3 Induktive Sensoren (Näherungsschalter) . 483
10.7.4 Korrekturfaktoren .483
10.7.5 Kapazitive Sensoren.486
10.7.6 Ultraschallsensoren .488
10.7.7 Optische Sensoren.491
10.7.7.1 Einweg-Lichtschranke.492
10.7.7.2 Reflexionslichtschranke.492
10.7.7.3 Reflexionslichttaster.493
10.7.7.4 Reflexionslichttaster mit Hintergrund¬
ausblendung .494
10.7.7.5 Sensoren mit Lichtwellenleiter (LWL).495
10.7.7.6 Elektronik von optischen Sensoren .497
10.7.7.7 Auswahlkriterien.498
10.7.8 Drehgeber als Sensoren zur Weg- und
Winkelmessung.500
10.7.9 Spannungsversorgung und Lastanschluss 502
10.8 Speicherprogrammierbare Steuerung SPS 504
10.8.1 Aufbau und Funktionsweise .504
10.8.1.1 Kompakte SPS-Steuerungen.504
10.8.1.2
10.8.1.3 Industrie-PC (Slot-SPS).504
10.8.1.4 Soft-SPS.505
10.8.1.5 Verdrahtung der SPS .505
10.8.1.6 Die CPU (Central Prozessing
10.8.1.7 Programm in CPU laden; urlöschen.506
10.8.1.8 Zyklische Bearbeitung des Anwender¬
programms .506
10.8.1.9 Eingänge, Eingabebaugruppe.507
10.8.1.10 Ausgänge; Ausgangsbaugruppe .507
10.8.1.11 Merker .508
10.8.2 Projektierung.508
10.8.2.1 Betriebssystem-Software.508
10.8.2.2 Anwendersoftware.508
10.8.2.3 Programmstruktur .509
10.8.3 Grundfunktionen.512
10.8.3.1 Schließerkontakt; Öffnerkontakt.512
10.8.3.2 Binäre Verknüpfungen .512
10.8.3.3 UND-Funktion .513
10.8.3.4 ODER-Funktion .513
10.8.3.5 Speicherfuntkion.514
10.8.3.6 Flankenauswertung .516
10.8.3.7 Zeitfunktion .516
10.8.3.8 Zählfunktion.517
10.8.3.9 Vergleichsfunktionen .518
10.8.4 Ablaufsteuerung.518
10.8.4.1 Prozessüberwachung mit
SPS-Programmen.521
10.8.4.2 Betriebsarten von Ablaufsteuerungen_524
10.8.4.3 Grundformen von Ablaufsteuerungen . 524
10.8.5 Funktionale Sicherheit von Steuerungen . 527
11 Regelungstechnik
Grundbegriffe . 531
Regelkreiselemente . 532
Proportionalglied ohne Verzögerung
(P-Glied). 532
Proportionalglied mit Verzögerung
1. Ordnung (PTrGLied) . 532
Proportionalglied mit Verzögerung
2. Ordnung (PT2-GLied) . 533
Integralglied (I-Glied) . 534
Differenzialglied (D-Glied) . 535
Totzeitglied (T,-Glied). 536
Regeleinrichtungen und Regelglieder_ 536
Unstetige Regelglieder. 536
Stetige Regelglieder. 537
Digitale Regelglieder . 539
Stabilität von Regelkreisen . 540
Kommunikationsmodell.545
Topologien.546
11.1
11.2
11.2.1
11.2.2
11.2.3
11.2.4
11.2.5
11.2.6
11.3
11.3.1
11.3.2
11.3.3
11.4
12.1
12.2
Inhaltsverzeichnis
12.3 Übertragungsmedien.549
12.4 Übertragungsarten.550
12.5 Buszugriffsverfahren .551
12.5.1 Master/Slave-Verfahren .552
12.5.2 Das
12.5.3 Das CSMA-Verfahren .553
12.5.4 CSMA/CA.554
12.6 Datensicherheit.554
12.7 AS-Interface.555
12.7.1 AS-lnterface Funktionsprinzip.555
12.7.2 AS-Interface Verkabelung .558
12.7.3 Inbetriebnahme einer AS-Interface-Anlage 559
12.7.4 Strukturen einer AS-Interface-Anlage.561
12.7.5 Die AS-Interface Spezifikation 2.11.564
12.8 InterBus .566
12.9 PROFIBUS .570
12.9.1 PROFIBUS-DP .570
12.9.2 PROFIBUS-PA .572
13
13.1 Teilsysteme des mechatronischen Sytems 577
13.2 Die Komponenten des mechatronischen
Systems. 578
13.2.1 Das mechanische Teilsystem. 578
13.2.2 Das hydraulische Teilsystem. 578
13.2.3 Das pneumatische Teilsystem. 581
13.2.4 Das elektrische Teilsystem. 582
14 Montage, Inbetriebnahme und Instand¬
haltung von mechatronischen Systemen 591
14.1 Die Montagetätigkeit Fügen. 591
14.1.1 Formschlüssige Verbindungen. 591
14.1.2 Kraftschlüssige Verbindungen. 592
14.1.3 Stoffschlüssige Verbindungen. 592
14.2 Die Montagetätigkeit Prüfen und Justieren 593
14.2.1 Prüftätigkeiten vor der Montage. 593
14.2.2 Prüftätigkeiten während der Montage . 593
14.2.3 Prüftätigkeiten nach der Montage. 593
14.3 Montageplanung. 594
14.3.1 Der Montageplan . 595
14.3.2 Beispiel eines Montageplanes. 595
14.4 Organisationsformen der Montage . 596
14.5 Montagebeispiele.598
14.5.1 Beispiel für Montageplan eines elektro-
pneumatischen Ventilblockes auf
DIN-Schiene.599
14.5.2 Auszug aus dem Montageplan eines
Handlinggerätes zur Realisierung von
Handhabungslösungen an Spritzguss¬
maschinen .600
14.6 Arbeitssicherheit bei der Montage.603
14.6.1 Vorbeugende Sicherheitsmaßnahmen
bei der Arbeit an Maschinen, Anlagen
und mechatronischen Systemen .603
14.6.2 Maßnahmen bei einem Arbeitsunfall.604
14.6.3 Brandschutz und Maßnahmen im
Brandfalle.605
14.6.4 Umgang mit Gefahrstoffen .606
14.6.5 Richtlinien für die Maschinensicherheit . 606
14.7 Inbetriebnahme.607
14.7.1 Besonderheiten der Inbetriebnahme .607
14.7.2 Grundsätzliches zum Verfahren der
Inbetriebnahme.610
14.7.3 Inbetriebnahme pneumatischer und
elektropneumatischer Anlagen.612
14.7.4 Inbetriebnahme hydraulischer und
elektrohydraulischer Anlagen .612
14.7.5 Inbetriebnahme elektrischer Maschinen .613
14.7.6 Inbetriebnahme von SPS.614
14.7.7 Fehler bei der Inbetriebnahme von
mechatronischen Systemen .614
14.8 Instandhaltung von mechatronischen
Systemen.617
14.8.1 Verlauf der Systemausfallrate.617
14.8.2 Instandhaltungstrategien.618
14.8.3 Die Wartung als vorbeugende
Instandhaltung .619
14.8.4 Die Inspektion als Maßnahme zur
Ausfallverhütung .621
14.8.5 Die Instandsetzung.622
14.8.6 Fehlersuche als Grundlage der
Instandsetzung .622
Bildquellenverzeichnis.625
Sachwortverzeichnis.626 |
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