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Technik

Roboter beurteilen

Roboter haben Gelenke, Greifer, Sensoren und eine Steuerung. Du beurteilst sie nach Funktion, Einsatz und Kosten.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann den Aufbau eines Industrieroboters beschreiben.
  • Ich kann Einsatzbereiche nennen.
  • Ich kann Leistung und Wirtschaftlichkeit berechnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Warten und instand halten, Antriebe von Maschinen und Robotern

Ein Industrieroboter besteht aus mehreren Gelenken, die man Achsen nennt. Gemeint sind hier Bewegungsachsen, nicht das Bauteil Achse. Jede Achse hat einen Antrieb, meist einen Elektromotor mit Getriebe. Am Ende sitzt ein Werkzeug, zum Beispiel ein Greifer. Sensoren melden Position und Hindernisse. Eine Steuerung führt das Programm aus. Roboter schweißen, lackieren, montieren und stapeln. Sie arbeiten genau und ohne Ermüdung. Auch gefährliche Arbeiten können sie übernehmen. Grenzen sind die hohen Kosten, der Aufwand für Programmierung und die geringe Flexibilität bei wechselnden Aufgaben. Sicherheit: Um Industrieroboter gibt es Schutzzäune oder Sensoren, die ihn bei Annäherung stoppen. Rechenbeispiel: Braucht ein Roboter 20 Sekunden pro Teil, schafft er 3600 : 20 = 180 Teile pro Stunde. Kostet er 60 000 Euro und spart er 20 000 Euro im Jahr, hat er sich nach 60 000 : 20 000 = 3 Jahren bezahlt gemacht.

Roboter im Vergleich.
VorteilGrenze
genau und ausdauerndhohe Anschaffungskosten
übernimmt gefährliche ArbeitProgrammierung aufwendig
gleichbleibende Qualitätwenig flexibel bei neuen Aufgaben

Leistung und Kosten berechnen

  1. Gegeben: 20 s je Teil, Preis 60 000 Euro, Ersparnis 20 000 Euro je Jahr.
  2. Teile je Stunde: 3600 : 20 = 180.
  3. Amortisation: 60 000 : 20 000.
  4. Ergebnis: 3 Jahre.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Ein Roboter hat Gelenke, Greifer und Sensoren.

Er wiederholt Aufgaben genau.

Er ist teuer und braucht Schutz.

Ein Beispiel

Beispiel

In einer Autofabrik schweißen Roboter Karosserien. Menschen prüfen, planen und warten die Anlage.

Schritt für Schritt

Du beurteilst einen Roboter.

  1. Beschreibe die Aufgabe.
  2. Berechne die Teile je Stunde.
  3. Berechne die Amortisation.
  4. Nenne Vorteile und Grenzen.

Mit einem Bild erklärt

Zeit je TeilTeile je Stunde
20 s180
30 s120
60 s60

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Roboter braucht 30 Sekunden je Teil. Wie viele Teile schafft er in einer Stunde?

Zeig mir den ersten Schritt

Eine Stunde hat 3600 Sekunden.

Lösung ansehen

Lösung: 120

3600 : 30 = 120 Teile.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Roboter kostet 60 000 Euro und spart 20 000 Euro im Jahr. Nach wie vielen Jahren hat er sich bezahlt gemacht?

Zeig mir den ersten Schritt

60 000 : 20 000.

Lösung ansehen

Lösung: 3

60 000 : 20 000 = 3 Jahre.

Tipp: Prüfe bei jedem Roboter: Welche Aufgabe? Wie oft wiederholt sie sich? Lohnt sich der Aufwand?

Merksatz: Roboter: Achsen, Antriebe, Greifer, Sensoren, Steuerung. Teile je Stunde = 3600 s : Zeit je Teil.

Typischer Fehler: Viele glauben, Roboter könnten alles. Sie sind für wiederkehrende, genau beschreibbare Aufgaben am besten geeignet.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wofür sind Industrieroboter besonders geeignet?
Lösung ansehen

Lösung: Für wiederkehrende, genau beschreibbare Aufgaben

Frage 2 Ein Roboter braucht 60 Sekunden je Teil. Wie viele Teile schafft er in einer Stunde?

Zeig mir den ersten Schritt

3600 : 60.

Lösung ansehen

Lösung: 60

60 Teile.

Frage 3 Um einen Industrieroboter gehört ein Schutzzaun oder eine Sensorabsicherung.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Was ist ein Nachteil von Robotern?
Lösung ansehen

Lösung: Hohe Anschaffungskosten

Geschafft

Roboter sind genau und ausdauernd. Ob sie sich lohnen, hängt von Aufgabe, Stückzahl und Kosten ab.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Maschinenelemente und Getriebe

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 358 KB

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