Informationen zum Thema Industrieroboter

[Grom]

Es ist schon klar, dass nicht nur geradlinige Lineale existieren, sondern auch Kurvenlineale. Selbst im Geschäft neben der Wiener Technischen Uni gibt es verschiedene Lineale zu kaufen. Auch biegbare Kurvenlineale in verschiedener Länge. Den Namen Splines habe ich nicht gekannt. Vielen Dank für die Links.
Bei einer solchen Form, wie der auf dem Foto sehe ich ein wiederholtes Muster. @Anders: Du hast geschrieben, dass bei solchen Formen der Verfahrweg des Werkzeugs analytisch vorgegeben ist. Könntest du mir das erklären oder einen Link mit entsprechenden Informationen geben?

[anders]

Damit ist gemeint, daß die Form durch eine mathematische Funktion vorgegeben ist, die man jederzeit mit beliebiger Genauigkeit errechnen kann.
Wenn man beispielsweise ein bestimmtes Kreisegment auschneiden will, wird man das nicht anlernen, sondern dem Programm die erforderlichen Parameter Mittelpunkt Radius, Anfang und Endpunkt oder Winkel übergeben, und dazu noch die EIgenschaften des Werkzeugs, z.B. den Durchmesser des Fräsers. Dann kann das Programm jeden Punkt mit der erforderlichen Genauigkeit ansteuern und dabei z.B. noch die Abnutzung des Werkzeugs berücksichtigen.
Bei dem von speziellen von dir gezeigten Werkstück, es sieht mir nach einer Schornsteinhaube aus, könnte ich mir vorstellen, daß man zur Herstellung ein Rohr genommen hat, dort einige nicht ganz achsenparallele Schnitte hineingemacht hat, und das ganze dann längs gestaucht hat, so dass diese bauchige und verdrehte Bananenschale entstanden ist.

In einfachen Fällen kann man auch dafür Formeln entwickeln, mit welchen sich die Zusammenhänge zwischen Ausgangs- und Endform vorausberechnen lassen.
Einige der einfachsten Aufgaben dieser Art, etwa die Form eines an den Enden aufgehängten Seils zu berechnen (Kettenlinie) oder die Durchbiegung eines Balkens unter Last, können durchaus auch in den letzten Klassen eines Gymnasiums auftauchen.


Kommerziell macht man so etwas heute allerdings meist mittels FEM, indem man mit leistungsfähigen Rechnern für abertausende von winzigen Bruchstücken (Voxeln = Volumen Element) berechnet wird, wie sie sich unter Krafteinwirkung verformen und wie dies wiederum auf die benachbarten Elemente wirkt.

Ganz ähnlich werden übrigens auch Wettervorhersagen berechnet, indem man für jeden Kubikkilometer Luft ermittelt, wie er sich alle paar Minuten verhält (z.B. abkühlt, regnet, erwärmt, weil er vielleicht über ein Gebirge muss).

Der Vorteil dieser numerischen Verfahren ist, daß man Dank der Geschwindigkeit und der Speicherfähigkeit moderner Rechner bequem mit den Parametern herumspielen kann, oder Alternativen ausprobieren kann, während man früher in die mathematischen Formeln viel Gehirnschmalz investieren musste und dennoch oft nicht zu einer genauen Lösung kam.
Dann musste eben teure Modelle gebaut und aufwändig vermessen werden.

Heute steckt der Aufwand in den mathematischen Modellen der CAD-Programme und die Hersteller lassen sich den auch gut bezahlen, aber man kann solche Programme eben auch mühelos vervielfältigen und für viele Zwecke einsetzen.

[Grom]

Vielen Dank für die genaue Erklärung. Manche Funktionen sind ähnlich jenen der zu Photoshop-Tools. Dort gibt es nämlich auch die Möglichkeit, bestimmte Parameter zu nennen, statt diese selbst zu zeichnen. Das Programm zeichnet dann alles selbst.

Ich hätte noch eine Frage auf dem Gebiet der Industrieroboter. Auf der Homepage von ABB Österreich steht beim Modell IRB 6700, dass des die Gesamtbetriebskosten um 20% reduziert. Dann lese ich im weiteren Text über diesen Roboter, dass er höhere Geschwindigkeit im Vergleich zu dem älteren Modell hat. Hohe Geschwindigkeit bedeutet für mich eher Steigerung der Energiekosten statt Reduktion. Wie kann man das logisch erklären?

[anders]

Hohe Geschwindigkeit bedeutet für mich eher Steigerung der Energiekosten statt Reduktion.

Das muß nicht sein, denn wenn eine Maschine mit einer höheren Geschwindigkeit arbeitet, fällt die evtl. höhere Leistungsaufnahmen pro Werkstück ja auch nur für eine kürzere Zeit an, so daß die zu bezahlende elektrische Arbeit pro Werkstück durchaus gleich bleiben kann.

Darüber hinaus ist ja ausdrücklich die Rede von Gesamtbetriebskosten.
Oftmals haben die Energiekosten daran nur einen geringen Anteil, sondern teurer sind oft z.B. die Wartungskosten, Kreditkosten, Hallenmiete etc.
Wenn eine Maschine jeweils am Ende einer 8-Stunden Schicht gewartet werden muss, und in dieser Zeit 13.000 Stück bearbeiten kann, dann wird das Einzelstück wahrscheinlich billiger, als bei einer Maschine, die in dieser Zeit nur 10.000 Stück bearbeitet.

[Tranbrother]

Hallo nochmal :)

Solange du PI bis ins Unendliche aufzählen kannst, kann der Mathematiker sich auch eine perfekte Kugel vorstellen

Denn Sinn dieses Satzes verstehe ich nicht, aber ich denke, daß du wohl das Wörtchen "nicht" vergessen hast.
Außerdem habe ich den Eindruck, daß du stumpsinniges Zahlenrechnen mit Mathematik verwechselst.
Wen interessiert schon der Zahlenwert von Pi, wenn doch deren Eigenschaften bekannt sind.

Eigentlich nicht. Ich glaube, da wurde ich falsch verstanden :)
Nachdem das Aufzählen der Kommastellen von PI eine rein theoretische Angelegenheit ist, die nie zu Ende geht und dementsprechend auch so gesehen nicht in einer gewissen Zeitspanne realisierbar ist, kommt es dem "Problem" eine perfekte Kugel herzustellen gleich. Warum? Weil die Oberfläche einer Kugel im Grunde nichts weiter ist, als ein Konstruktukt von zwei Geraden in einem stumpfen Winkel, welche sich also schneiden. Wenn man nun das ganze glatter haben möchte, dann müsste man den Winkel teilen und eine Normale darauf konstruieren, die wiederum die beiden anderen Winkel schneidet. Hoffe man kann sich das bildlich vorstellen, da ich mich jetzt nicht auf die Suche nach einem geeigneten Bild im Internet begeben habe :) Auf jeden Fall müsste man diesen Schritt mit dem Teilen des Winkels und der Normale darauf unendlich mal wiederholen, denn es wird zwar immer feiner, aber es bleibt immer "eckig", egal wie rund es wird.

Hohe Geschwindigkeit bedeutet für mich eher Steigerung der Energiekosten statt Reduktion. Wie kann man das logisch erklären?

Ja das kam mir auch so vor, allerdings glaube ich dass hier bei diesem Roboter einfach Entwicklungen in verschiedene Richtungen durchgeführt worden sind. Einerseits eben wirtschaftliche, aber auch technische Verbesserungen. weiteres siehe unten.

Darüber hinaus ist ja ausdrücklich die Rede von Gesamtbetriebskosten.
Oftmals haben die Energiekosten daran nur einen geringen Anteil, sondern teurer sind oft z.B. die Wartungskosten, Kreditkosten, Hallenmiete etc.
Wenn eine Maschine jeweils am Ende einer 8-Stunden Schicht gewartet werden muss, und in dieser Zeit 13.000 Stück bearbeiten kann, dann wird das Einzelstück wahrscheinlich billiger, als bei einer Maschine, die in dieser Zeit nur 10.000 Stück bearbeitet.

Ich hab da mal kurz auf die Homepage geschaut, ob ich ein Datenblatt oder ähnliches finde und muss "anders" hier bekräftigen in seiner Meinung, obwohl ich nur Teile von Informationen herausgepickt habe und nicht vollständig alles hier wiedergeben kann, was die Neuerungen betrifft. Diese sind aber anzutreffen bei der Wartungszeit (also die Zeit, die eine Wartung benötigt - somit eben Arbeitszeit, welche eingespart wird), als auch bei den Wartungsintervallen (= dies, was "anders" bereits erwähnt hat: also die Zeit zwischen zwei Wartungen). Letztendlich ist also die neue Version anscheinend nicht nur schneller, sondern auch robuster und die Gesamtbetriebskosten sind ebenso niedriger.

[Grom]

@anders: Ja, bei den Gesamtbetriebskosten müssen auch mehrere Ausgaben berücksichtigt werden. Sind Firmen immer mit Maschinen einer Firma ausgestattet, oder kommt es vor, dass sie in einer Halle Roboter verschiedener Firmen haben? Wenn das der Fall wäre, dann könnte man nicht einschätzen, ob die Gesamtbetriebskosten reduziert werden oder nicht.

@Tranbrother: ABB schreibt tatsächlich über die kürzeren Wartungen, die dann kürzere Betriebsunterbrechungen ermöglichen. Diese fließen in die Reduktion von Betriebskosten ein.

[anders]

kommt es vor, dass sie in einer Halle Roboter verschiedener Firmen haben? Wenn das der Fall wäre, dann könnte man nicht einschätzen, ob die Gesamtbetriebskosten reduziert werden oder nicht.

Selbstverständlich kommt das vor, und selbstverständlich kennt man die Kosten.
Ich wüsste nicht, warum das unmöglich sein sollte.

Allerdings ist es auch üblich, daß ein Großkunde genau vorschreibt auf welcher Fertigungsstrasse seine Teile hergestellt werden müssen. Dann kann man natürlich nicht einfach mal etwas anders versuchen um zu sehen, ob das billiger wird.

[BernhardS]

[quote="Gromoder kommt es vor, dass sie in einer Halle Roboter verschiedener Firmen haben? Wenn das der Fall wäre, dann könnte man nicht einschätzen, ob die Gesamtbetriebskosten reduziert werden oder nicht.[/quote]
Arithmetisch zwar richtig, in der Realität werden die verschiedenen Wege den Kundennutzen zu erhöhen natürlich in jeder Firma diskutiert bzw. die Argumente der Konkurenten fortlaufend analysiert.
Bietet einer dem Kunden ein verlängertes Wartungsintervall an, so wird der andere relativ schnell nachziehen.
Plötzlich gibt es eine "kleine" und "große" Wartung, das Wartungsintervall ist nicht mehr fest sondern wird von der Steuerung aus den Belastungsdaten errechnet oder was denen sonst immer so einfällt.

Ganz grundsätzlich kann man die Produktionskosten ja auch gar nicht an einer Einzelmaschine festmachen. Wenn eine Maschine statt 10000 plötzlich 18000 Teile pro Schicht schafft, dann müssen die auch zugeführt und dann an den nächsten Bearbeitungsschritt weitergereicht werden. Eine Verbesserung stellt sich ohne weitere Maßnahmen nur dann ein, wenn diese Maschine bisher ein Flaschenhals war.

[Grom]

Die Auswahl von Roboter verschiedener Firmen scheint mir kontraproduktiv zu sein. Vor allem denke ich an die Prozessleitsysteme, die Roboter steuern. Bei verschiedenen Robotern kann es zu Problemen mit der Softwarekompatibilität kommen. Insbesondere war das bei Robotern einer Firma und einem Prozessleitsystem einer anderen Firma der Fall. Ein solches Prozessleitsystem hat doch eine Software, das mit der Robotersoftware entweder kompatibel ist oder nicht. Oder sind die von mir eingesetzten Brillen aus der Computerbranche unpassend?

[der mit den kurzen Armen]

In der Praxis werden durchaus auch Roboter verschiedener Hersteller verwendet. Über das Prozessleitsystem brauchst du dir keine Gedanken machen. Die Steuerung ist meist genormt bzw werden die Steuerungen kundenspezifisch angepasst. Das die interne Steuerung der einzelnen Roboter untereinander nicht kompatibel ist spielt da gar keine Rolle.
Beispiel: Es spielt keine Rolle ob ein Rechner im Netzwerk mit Windows (in den unterschiedlichen Versionen) und der nächste mit Linux läuft, die tauschen ihre Daten eh per Netzwerk aus. Auch bestimmte Programme lassen sich über das Netzwerk auf dem Client starten. Eine Fertigungsstraße kannst du aus Sicht der Prozessleittechnik als Netzwerk sehen! Das geht Teilweise sogar soweit das die Fertigungsdaten über das Netz in die jeweilige Einheit geladen wird, oder sogar während dem Betrieb geändert werden können. Die Betriebskosten sind nicht nur von der Fertigung sondern auch von der Umrüstzeit, dem Energieverbrauch, der Ersatzteillagerung und noch von vielen anderen Faktoren abhängig. Es kann durchaus passieren das ein älterer Roboter durch einen neuen ersetzt wird.