Eine moderne Industriegesellschaft kann auf umfassendes Automatisieren nicht verzichten. Automatisierung lässt sich jedoch nicht befehlen und auch nicht verhindern. Es handelt sich um einen historischen Prozess, der qualitativ neue Fragen an die Natur- und Technikwissenschaften stellt. Er gipfelt momentan in der Entwicklung automatisierter Fertigungsprozesse. Daraus erwächst als ständige Aufgabe, laufend eine Verbesserung von Maschine, Verfahren, Methode und Organisation anzustreben und zu erreichen. Als Voraussetzung für die Automatisierung muss ein hoher Stand in der Mechanisierung und Steuerungstechnik erreicht sein, also der Ersatz manueller Antriebsleistungen durch Motoren und Mechanismen sowie die Übergabe von Gedächtnis-, Koordinierungs- und Rechenarbeit an Daten verarbeitende Einrichtungen.
In der Steuerungstechnik spielt der Begriff der Information bzw. der Informationsverarbeitung eine zentrale Rolle. Das Wort “Information” ist bereits in der Wissenschaftssprache des 19. Jahrhunderts präsent. Zum Inhalt zählte man folgende Gegebenheiten:
1.
Einen Absender: Das können Lebewesen ebenso sein, wie Maschinen und Messgeräte.
2.
Einen Empfänger: Dazu zählt man Menschen, aber auch entsprechend ausgelegte Vorrichtungen, Maschinen und elektronische Geräte.
3.
Einen Text: Das sind Beschreibungen, Befehle, Verbote, Empfehlungen, Messwerte u.a.
4.
Eine Form: Hier sind nicht nur beliebige Sprachen aktuell, sondern auch codierte Notationen, Signalcodes des Nervensystems oder ein chemischer Code, z.B. zur Fixierung von Erbmerkmalen.
Bewegungen werden durch Antriebe hervorgebracht. Dazu wird Energie von einer bestimmten Erscheinungsform in mechanische Energie, die gleichzeitig der geforderten Bewegungsform entspricht, gewandelt. Zum Antrieb gehören Motor, Getriebe, Bremse und Messysteme. Zum fernbedienten Umgang mit dem Kraftfluss braucht man außerdem Elektromagnete und Kupplungen. Fehlen mechanische Übertragungselemente (wie Kugelgewindetrieb, Getriebe, Riemen oder Zahnstange-Ritzel-Kombinationen), dann liegt ein Direktantrieb (direct drive) vor. Nach der eingesetzten Energieart unterscheidet man in elektrische, hydraulische und pneumatische Antriebe. Elektrische Direktantriebe gibt es als Hochmoment-Motor (Torquemotor), Spindel-, Linear- und Flächenmotor, hydraulische Direktantriebe sind Hydraulikzylinder und Hydromotoren.
Automatische Zuführtechnik wurde zuerst bei Teilen und Produkten mit Massencharakter eingeführt. Dazu zählen die Automatisierung von Münzprägepressen (1786), von Drehautomaten (1855) und von Einrichtungen zur Herstellung von z.B. Nadeln (1871), Gewehrmunition, Knöpfen und Glühlampen. Bereits Mitte der 20-er Jahre konnte man in der Glühlampenfertigung den flexiblen Leuchtkörper aus gewendelten Wolframdraht automatisch montieren.
Zur Automatisierung gehört auch die die effektive Gestaltung des Werkzeugflusses. Dabei geht es nicht nur um den maschinennahen Werkzeugfluss, sondern auch um die Werkzeugverwaltung, oft als Tool Management bezeichnet. Die Hauptaufgabe einer Werkzeugverwaltung besteht darin, die richtigen Werkzeuge zum richtigen Zeitpunkt an die richtige Maschine zu bringen. Dazu muss ein Kreislauf für die Werkzeuge organisiert werden, was deren ununterbrochene Verfolgung und Nachweisführung notwendig macht.
Alle Werkstücke, die spanend zu bearbeiten sind, müssen vorher sicher gespannt werden. Spannkräfte und Spannmomente bzw. die durch sie erzeugten Haltekräfte müssen sich unter Beachtung von Sicherheitsfaktoren mit den Bearbeitungskräften und -momenten im statischen Gleichgewicht befinden [6-1, 6-2].
Immer weniger Maschinen werden heute als Einzelmaschine betrieben. Entweder werden sie zu einer Fertigungslinie zusammengestellt oder es werden von vornherein Anlagen projektiert, bei denen Arbeitsstationen im kreisrunden oder linearen Durchlauf miteinander verkettet sind (Automatisierungsinseln). Was versteht man unter Verkettung?
Die Funktionsbereiche Speichern und Fördern gehören zur Logistik eines Unternehmens und sind an die Einflussgrößen Zeit und Ort gebunden. Fertigen ohne jede Ortsveränderung des Arbeitsgutes wäre zwar theoretisch sehr vorteilhaft, ist aber praktisch nicht realisierbar. Fördern und Speichern sind Grundfunktionen im betrieblichen Materialfluss und werden durch typische Funktionsträger verwirklicht [8-1 bis 8-3].
In Teilefertigung, Montage, Prüfung und Verpackung spielen Sensoren eine wichtige Rolle. Der Sensoreinsatz reicht vom einfachen induktiven Sensor bis hin zur Integration komplexer Bildverarbeitungssysteme für die Qualitätsbeurteilung.
Die Automatisierung hat die Verschmelzung von Informations-und Material-(Produkt-)Fluss zur Folge. Damit wird die Notwendigkeit auf die Tagesordnung gesetzt, ständig aktuelle Daten vom Stofffluss verfügbar zu haben. Nur dann gibt es eine Chance, die inzwischen sehr beschleunigten Teile-Durchläufe in der Fertigung richtig zu steuern. Deshalb hat sich die Identifikationstechnik in den letzten Jahren stürmisch entwickelt. Sie ist heute integraler Bestandteil automatisierter Fertigungen [8-1, 10-1 bis 10-3].
