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Grundlagen der Robotik

Helmut Maier

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Helmut Maier, Grundlagen der Robotik (2019), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800750719

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Beschreibung / Abstract

Die Robotertechnik oder Robotik gilt als wichtige und zukunftsträchtige Technologie. Aus der Robotisierung ergeben sich Chancen auf Produktivitätsfortschritte und damit Wirtschaftswachstum. Kernbereich der Robotertechnik ist die Entwicklung und Steuerung von Robotern. Roboter realisieren eine Interaktion mit der physischen Welt auf Basis von Sensoren, Aktoren und Informationsverarbeitung.

Dieses Buch behandelt alle wesentlichen Grundlagen der Robotik:
• geschichtliche Entwicklungen,
• Roboterarten,
• Autonomie bei mobilen Robotern,
• Robotergesetze,
• mechanische Komponenten und Kinematik,
• Lageregelung und Wegmessung,
• Koordinatensysteme,
• Industrieroboter,
• Effektoren und Greifer,
• Sicherheit und Schutzeinrichtungen in der Robotik,
• Programmierung und Programmiersprachen,
• Sensoren,
• humanoide Roboter,
• künstliche Intelligenz sowie
• zukünftige Entwicklungen.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

  • Grundlagen der Robotik
  • Ihre Meinung zählt!
  • Impressum
  • Vorwort
  • Inhalt
  • 1 EINFÜHRUNG
  • 1.1 Interdisziplinäre Wissenschaft
  • 1.2 Definition des Roboters
  • 2 GESCHICHTE DER ROBOTER
  • 2.1 Erste Ansätze
  • 2.2 Jahrhunderte danach
  • 2.3 Die Bezeichnung „Roboter
  • 2.4 Modernere Konzepte
  • 2.5 Im 20. Jahrhundert
  • 2.6 Ab 2001
  • 3 ROBOTERARTEN
  • 3.1 Stationäre Roboter
  • 3.2 Mobile Roboter
  • 3.3 Arbeitsroboter
  • 3.4 Serviceroboter
  • 3.5 Personal Roboter
  • 3.6 Erkundungsroboter
  • 3.7 Humanoide Roboter
  • 3.8 Androiden
  • 3.9 Industrieroboter
  • 3.10 Militär- und Kampfroboter
  • 3.11 Rettungsroboter
  • 3.12 Roboter in der Medizin
  • 3.13 Spielzeugroboter
  • 3.14 Schwarmroboter
  • 3.15 BEAM
  • 3.16 Nanoroboter
  • 3.17 Bionische Roboter
  • 4 AUTONOMIE BEI MOBILEN ROBOTERN
  • 4.1 Grade der Autonomie
  • 4.2 Fähigkeiten und Forderungen
  • 4.3 Weltmodelle
  • 4.4 Sensoren
  • 4.5 Navigation
  • 4.6 Steuerungsarchitekturen autonomer Roboter
  • 4.7 Energieversorgung mobiler Roboter
  • 5 DIE ROBOTERGESETZE
  • 5.1 Nulltes Gesetz
  • 5.2 Zukünftige Herausforderungen
  • 6 MECHANISCHE KOMPONENTEN EINES ROBOTERS
  • 6.1 Mechanischer Aufbau
  • 6.2 Roboterkinematik
  • 6.3 Freiheitsgrade
  • 6.4 Gelenke und Achsen
  • 6.5 Rotatorische Achsen
  • 6.6 Translatorische Achsen – Linearantriebe
  • 6.7 Die kinematische Kette
  • 6.8 DH-Transformation
  • 6.9 Menschliche Gelenke
  • 7 LAGEREGELUNG UND WEGMESSUNG
  • 7.1 Lageregelkreise
  • 7.2 Wegmessung
  • 7.2.3 Gray-Code
  • 7.3 Drehzahlmessung
  • 8 KOORDINATENSYSTEME
  • 8.1 Koordinaten
  • 8.2 Bezugssysteme am Roboter
  • 9 INDUSTRIEROBOTER
  • 9.1 Erste Industrieroboter
  • 9.2 Definitionen, Kenngrößen und Anwendungen
  • 9.3 Aufbau von Industrierobotern
  • 9.4 Knickarm-Roboter
  • 9.5 Schwenkarm-Roboter
  • 9.6 Spezielle Bauformen
  • 9.7 Aufgaben und Komponenten der Robotersteuerung
  • 9.8 Markt und Hersteller
  • 10 EFFEKTOREN UND GREIFER
  • 10.1 Definitionen
  • 10.2 Roboter-Handachsen
  • 10.3 Greifer
  • 10.4 Greiferprinzipien
  • 10.5 Anthropomorphe Greifer
  • 10.6 Roboterwerkzeuge
  • 11 SICHERHEIT UND SCHUTZEINRICHTUNGEN IN DER ROBOTIK
  • 11.1 Sicherheitstechnik allgemein
  • 11.2 Risikobeurteilung
  • 11.3 Die Richtlinie EN ISO 13849-1
  • 11.4 Von Robotern ausgehende Gefahren
  • 11.5 Schutzmaßnahmen
  • 11.6 Sicheres Stillsetzen
  • 11.7 Redundanz
  • 11.8 Mensch-Roboter-Kollaboration
  • 12 PROGRAMMIERUNG VON ROBOTERN
  • 12.1 Online-Programmierung
  • 12.2 Offline-Programmierung
  • 12.3 Programmiersprachen für Roboter
  • 12.4 Das Problem der Normierung
  • 12.5 Einbindung einer SPS
  • 12.6 Tendenz: Einfachere Programmierung
  • 13 DIE FIRMA KUKA
  • 13.1 Unternehmensgeschichte
  • 13.2 Kuka Roboter und Systems
  • 13.3 Industrie 4.0
  • 13.4 Mobiler Produktionsassistent
  • 14 SENSOREN FÜR ROBOTER
  • 14.1 Grundlagen der Sensorik
  • 14.2 Sensoren der Robotik
  • 14.3 Näherungsschalter
  • 14.4 Funktion diverser Näherungsschalter
  • 14.5 Photoelektrische Sensoren
  • 14.6 Bildverarbeitung
  • 14.7 Sensoren für mobile Roboter
  • 15 HUMANOIDE ROBOTER
  • 15.1 Der Traum vom künstlichen Menschen
  • 15.2 Wesentliche Eigenschaften humanoider Roboter
  • 15.3 Technische Realisierung
  • 15.4 Aufbau
  • 15.5 Die Roboterhand
  • 15.6 Der aufrechte Gang
  • 15.7 Autonomie humanoider Roboter
  • 15.8 Bekannte humanoide Roboter
  • 15.9 Roboterethik
  • 16 KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
  • 16.1 Was ist Intelligenz
  • 16.2 Künstliche Intelligenz
  • 16.3 Maschinelles Sehen
  • 16.4 Mustererkennung
  • 16.5 Künstliche neuronale Netze
  • 16.6 Kybernetik
  • 16.7 Pioniere der künstlichen Intelligenz
  • 17 AUSBLICK: ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN
  • STICHWORTVERZEICHNIS
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