Grundlagen der Automatisierung und Maschinentechnik

Maschinen sind Elemente einer Struktur, die Stromkreise, Antriebe, Steuerungen, Regelungen und sonstige Maschinensteuerungen umfassen. Man nennt sie auch Systeme der Automatisierungs- und Steuerungstechnik.

Maschinentypen

Maschinen können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden:

• Nach der Technologie

  Je nach den Arten der beteiligten Technologien können sie elektrisch, mechanisch usw. sein.

• Nach ihrer Komplexität

  Dies bezieht sich auf die Anzahl der Bauteile, aus denen sie bestehen.

• Nach ihrem Automatisierungsgrad

  Abhängig vom Grad der menschlichen Beteiligung können sie unterteilt werden in:

  • Maschinen ohne Automatisierung

    Die Steuerung erfolgt manuell durch den Menschen.

  • Maschinen mit automatischem, festem Zyklus

    Diese Maschinen führen konkrete, sich wiederholende Operationen immer auf die gleiche Weise aus. Um ihre Funktion zu ändern, müssen sie umgebaut werden.

  • Programmierbare Maschinen

    Ähnlich den Maschinen mit festem Zyklus, benötigen sie jedoch einen Programmierer, um ihre Abläufe zu definieren.

  • Intelligente Maschinen

    Diese verfügen zusätzlich über Sensoren, die ihre Entscheidungen beeinflussen und anpassen können.

Automatismus und Schalter

Automatismus bezeichnet die Fähigkeit einer Maschine, ohne direkten Eingriff von Personen zu funktionieren. Dazu gehören verschiedene Arten von automatischen Schaltern:

• Bewegungsschalter

  Sie reagieren auf Neigung oder Bewegung. Oft bestehen sie aus einem teilweise mit Quecksilber gefüllten Behälter mit zwei Elektroden.

• Druckschalter

  Diese Schalter werden betätigt, wenn eine geringe Kraft auf einen Stößel, Hebel oder eine Rolle ausgeübt wird.

• Magnetschalter

  Sie enthalten dünne, magnetisierte Bleche in einem Glaskolben, die sich bei Annäherung oder Entfernung eines Magneten verbinden oder trennen (z.B. Reed-Schalter).

• Optische Schalter

  Diese sind empfindlich auf das Fehlen oder Vorhandensein von Licht, wie zum Beispiel Opto-Unterbrecher (Lichtschranken).

Programmierer

Ein Programmierer ist ein Gerät, das die Steuerung und den Zeitpunkt des Betriebs verschiedener Elemente einer programmierbaren Maschine regelt.

Mechanische Programmierer

Die ersten Programmierer gab es, bevor die Elektrizität erfunden wurde, zum Beispiel in einer Spieldose.

Elektromechanische Programmierer

Dabei aktivieren ein oder mehrere Mechanismen bestimmte Bewegungen mit elektrischen Kontakten. Es gibt zwei Haupttypen:

• Kartenprogrammierer

  Ihre Funktion ist auf einer Lochkarte gespeichert, die durch ein Lesegerät gleitet und so Schaltkreise aktiviert.

• Nockenprogrammierer

  Sie basieren auf einer zylindrischen Unterstützung mit Nocken, die bestimmte Kontakte öffnen oder schließen.

Weitere Programmierertypen

• Trommelprogrammierer

  Er basiert auf einer Trommel, auf der Isolierstreifen angebracht sind. Diese ist an eine Stromversorgung angeschlossen, und während der Drehung werden elektrische Kontakte aktiviert.

• Scheibenprogrammierer

  Ähnlich dem Trommelprogrammierer, aber hier werden in einer Pappscheibe Bereiche gebohrt und mit Metall beklebt, um Kontakte zu steuern.

Chips und Mikroprozessoren

• Chips (Integrierte Schaltkreise)

  Ein Chip ist ein integrierter Schaltkreis mit Tausenden winziger elektronischer Bauelemente (Dioden, Transistoren, Widerstände usw.), die in einer Kapsel miteinander verbunden sind.

• Mikroprozessor

  Ein Mikroprozessor ist ein Chip, der so programmiert werden kann, dass er Befehle empfängt, analysiert und ausführt.

Roboter

• Definition

  Ein Roboter ist eine programmierbare Maschine, die für den Betrieb oder die Ausführung verschiedener Arbeiten geeignet ist und dabei Menschen ersetzen kann.

• Roboter-Anwendungen

  Roboter werden hauptsächlich in der Industrie, in Unterwasseranlagen, bei der Polizei zur Entschärfung von Sprengstoffen sowie im Bau- und Fahrzeugbau eingesetzt.