Mechatronik: Grundlagen Und Komponenten

ISBN-13: 9783528039578 / Niemiecki / Miękka / 2004 / 318 str.

Peter Doring; Lutz Kluber; Stefan Nolte

Opis

Dieses Lehrbuch bietet eine anschauliche Einfuhrung in das Gebiet der Mechatronik und deren Denkweise auf Fachschulniveau. Am Anfang steht die Systemanalyse. Zu Grunde liegende wichtige Komponenten, deren Wirkweise und Integration in einem mechatronischen System werden dargestellt. Das Kapitel Mechanik behandelt wichtige Funktionseinheiten im Maschinenbau. Sensoren und Verstarkerschaltungen sowie SPS, Robotik und Bussysteme werden dargestellt. Eine Systemsynthese beschliesst folgerichtig den Themenkomplex. Hilfreiche Informationen zur Inbetriebnahme und Fehlersuche werden am Ende des Buchs gegeben. Da die Bedeutung der englischen Fachsprache immer grosser wird, findet der Leser im Anhang ein englisch-deutsches Verzeichnis von Fachbegriffen sowie die englische Ubersetzung aller Uberschriften.
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Spis treści

1 Systemanalyse.- 1.1 Definition von Systemen.- 1.1.1 Ein mechatronisches System.- 1.1.2 Eigenschaften mechatronischer Systeme.- 1.1.3 Vereinfachte Systemdarstellung als „black-box“.- 1.2 Komponenten von Systemen.- 1.2.1 System und Teilsystem.- 1.2.2 Darstellung von Systemstrukturen.- 1.3 Stoff, Energie und Information.- 1.3.1 Beschreibung von Stoffströmen.- 1.3.2 Beschreibung von Energieströmen.- 1.3.3 Beschreibung von Informationsströmen.- 2 Funktionseinheiten in der Mechanik.- 2.1 Der Baukasten.- 2.2 Trag- und Stützeinheiten.- 2.3 Lager- und Führungseinheiten.- 2.3.1 Gleitlager.- 2.3.2 Wälzlager.- 2.3.3 Linearführungen.- 2.4 Energieübertragungseinheiten.- 2.4.1 Kupplungen.- 2.4.2 Getriebe.- 2.5 Verbindungseinheiten.- 2.5.1 Verbindungsarten.- 2.5.2 Befestigungsschrauben.- 2.5.3 Elemente zum Verbinden von Wellen und Naben.- 2.6 Antriebseinheiten.- 2.7 Umweltschutz- und Arbeitssicherheitseinrichtungen.- 3 Funktionseinheiten Elektronik.- 3.1 Sensoren.- 3.1.1 Allgemeines zu Sensoren.- 3.1.2 Kenngrößen von Sensoren.- 3.1.3 Sensoren zur Temperaturerfassung.- 3.1.4 Sensoren zur Weg- und Winkelmessung.- 3.1.5 Sensoren zur Kraft- und Druckmessung.- 3.1.6 Näherungssensoren.- 3.1.7 Optische Sensoren.- 3.2 Verstärkerschaltungen.- 3.2.1 Bipolare Transistoren.- 3.2.2 Feldeffekttransistoren (FET).- 3.2.3 Schaltverstärker.- 3.2.4 Anwendungen.- 3.2.5 Analoge Verstärker.- 3.2.6 Operationsverstärker.- 3.3 Aktoren.- 3.3.1 Allgemeines.- 3.3.2 Induktionsmaschinen.- 3.3.3 Grundlagen der Steuerungstechnik.- 3.3.4 Antriebe mit festen Drehzahlen.- 3.3.5 Antriebe mit variablen Drehzahlen.- 3.3.6 Auswahl, Dimensionierung und Schutz elektrischer Maschinen.- 3.3.7 Auswahl des Frequenzumrichters.- 3.3.8 Projektierungsablauf.- 3.3.9 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).- 3.3.10 Störmechanismen bei Frequenzumrichtern.- 3.3.11 Vorschriften, Richtlinien, EN-Normen.- 4 Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS).- 4.1 Aufgabenstellung: Abfüllanlage.- 4.2 Zustandsdiagramm.- 4.3 Hardwarekonfiguration.- 4.4 SPS Programmierung.- 4.4.1 Schrittkettenprogrammierung mit der SPS.- 4.4.2 Analogwertverarbeitung in der SPS-Technik.- 5 Bussysteme.- 5.1 Die fünf Hierarchieebenen in der Automatisierung.- 5.2 Feldbussysteme.- 5.3 Das ISO/OSI Schichtenmodell.- 5.4 Netz-Zugriffs-Steuerung.- 5.4.1 Verfahrensgruppen.- 5.4.2 Die wichtigsten Feldbussysteme.- 6 Robotik.- 6.1 Arten der Roboter-Kinematik.- 6.2 Das System Roboter.- 6.3 Greifer.- 6.4 Freiheitsgrade.- 6.5 Programmierung von Robotersystemen.- 6.6 Programmiertechniken.- 6.7 Planen und Programmieren eines Fertigungsablaufes.- 7 Regelung.- 7.1 Grundbegriffe.- 7.2 Beschreibung des Verhaltens von Regelkreisgliedern.- 7.3 Regelstrecken.- 7.4 Regler.- 7.5 Zusammenwirken zwischen Regler und Strecke.- 7.5.1 Beurteilungskriterien.- 7.5.2 Regelung mit stetigen Reglern.- 7.5.3 Regelung mit Zweipunktreglern.- 7.5.4 Regelung mit einer SPS.- 8 Systemsynthese.- 8.1 Methodische Synthese eines mechatronischen Systems.- 8.2 Analyse der Aufgabenstellung.- 8.3 Konzipieren.- 8.4 Bewerten.- 8.5 Mögliches Konzept.- 8.5.1 Umwandeln einer Energieform in mechanische Energie.- 8.5.2 Transportieren von Stückgütern.- 8.5.3 Ändern der Transportrichtung und der Transportgeschwindigkeit.- 8.5.4 Verarbeiten von Informationen.- 9 Inbetriebnahme.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Grundlagen der Mess- und Prüftechnik.- 9.3 Elektrische Messtechnik.- 9.3.1 Spannungsmessung.- 9.3.2 Strommessung.- 9.3.3 Widerstandsmessung.- 9.3.4 Messen mit dem Oszilloskop.- 9.4 Inbetriebnahme des Bandlaufwerks aus Kapitel 1.- 9.4.1 Teilkomponenten.- 9.4.2 Teillastbetrieb.- 9.4.3 Volllastbetrieb.- 9.5 Inbetriebnahmeunterlagen.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Berthold Heinrich, Rolf Simon, Stefan Nolte, Lutz Klüber und Peter Döring unterrichten am Max-Born-Berufskolleg in Recklinghausen.

Blurb

Die Mechatronik ist heutzutage in vielen Bereichen der Technik nicht mehr wegzudenken.
Dieses Lehrbuch bietet allen technisch orientierten und interessierten Lesern eine breit angelegte und leicht verständliche Übersicht in wichtige Teilgebiete der Mechatronik. Anhand eines konkreten Transportproblems wird zunächst das mechatronische System analysiert. Es werden übliche Funktionseinheiten aus der Mechanik und Elektronik vorgestellt sowie die informationstechnischen Komponenten SPS, Bussysteme, Robotik und Regelung. Viele aussagekräftige Abbildungen zu allen Kapiteln veranschaulichen die Inhalte und fördern das Verständnis. Da die Bedeutung der englischen Fachsprache immer größer wird, findet der Leser im Anhang ein englisch-deutsches Verzeichnis von Fachbegriffen sowie die englische Übersetzung aller Überschriften.