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Anbindung von Robotersteuerungen an die Simulation

Ein Schritt in Richtung Digitalisierung

Die Produktion von morgen setzt auf virtuelle und simulierte Modelle von Maschinen und Anlagen sowie auf eine durchgängige Prozesskette. Eine der entscheidenden Maßnahmen dabei ist die Umsetzung der virtuellen Inbetriebnahme. Dabei wird ein großer Teil des Engineering-Prozesses in die digitale Modellwelt verlegt. Das gilt für alle Anlagenelemente, vom Fließband bis zum Roboter.

Die Anbindung von Robotersteuerungen an die simulierten Modelle eröffnet allen Beteiligten neue Optionen. Die Roboterprogrammierer können so den geplanten Roboter unter nahezu realen Bedingungen testen, variieren und anpassen, bis die passende Lösung für die jeweilige Anlage gefunden ist. (Bild: M achineering GmbH & Co. KG)

Die Anbindung von Robotersteuerungen an die simulierten Modelle eröffnet allen Beteiligten neue Optionen. Die Roboterprogrammierer können so den geplanten Roboter unter nahezu realen Bedingungen testen, variieren und anpassen, bis die passende Lösung für die jeweilige Anlage gefunden ist. (Bild: M achineering GmbH & Co. KG)

Bei der virtuellen Inbetriebnahme wird das Modell auf Herz und Nieren überprüft, virtuelle Probeläufe durchgespielt, Varianten per Knopfdruck getestet und so lange angepasst, bis mit dem Bau der realen Maschine begonnen werden kann. Dadurch verkürzen sich die Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten und eine Effizienzsteigerung in der Produktion wird erzielt.

Steuerungsanbindung für komplexe Anlagen

Machineering verfolgt schon lange den Ansatz des Virtual Engineerings. Anlagenhersteller nutzen die Simulationssoftware IndustrialPhysics entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Gerade die Anbindung von virtuellen und auch realen Steuerungen an das Simulationsmodell erleichtert die virtuelle Inbetriebnahme. Das gilt auch für die Steuerungen von Robotern. Derzeit arbeitet Machineering eng mit namhaften Roboterherstellern zusammen. Die Anbindung von Stäubli-, Mitsubishi-, Kuka- und Fanuc-Steuerungen an die simulierten Modelle eröffnen allen Beteiligten neue Optionen. Die Roboterprogrammierer können so den geplanten Roboter unter nahezu realen Bedingungen testen, variieren und anpassen, bis die passende Lösung für die jeweilige Anlage gefunden ist. Diese wird dann für die reale Inbetriebnahme vorbereitet. Bisher mussten die Mitarbeiter die Roboter im ersten Schritt tatsächlich bauen, in die bereits bestehende Anlage integrieren und konnten diese erst dann testen. Das bedeutete für die Maschinenbetreiber ein hohes Risiko. Eine neue Anlage konnte erst verspätet in Betrieb genommen werden oder bereits laufende Anlagen mussten gestoppt werden, was oftmals hohe Kosten verursachte. Erst dann kam es zum tatsächlichen Test des Roboters. Im Idealfall funktionierte es sofort, aber in der Realität zeigte sich, dass sehr häufig noch Änderungen am Roboter notwendig waren, bevor dieser tatsächlich mit der Anlage kollaborieren konnte. Das bedeutet einen oder sogar mehrere Anlagenstillstände, die erneut mit hohen Kosten verbunden waren.

Anbindung von Robotersteuerungen

Roboterbahnkurven können entweder offline oder online erstellt werden. Durch die Bereitstellung der Schnittstelle können Anlage und Roboter zusammen getestet werden, sodass das Zusammenspiel von Anlage und Roboter in einer Simulation getestet werden kann. Das hat positive Auswirkungen auf den gesamten Entwicklungsprozess. Der Anwender kann durch die Steuerungsanbindung Variantenumstellungen risikolos umsetzten. Über die IndustrialPhysics-Oberfläche laufen alle Prozesse, sodass tiefes Wissen im Roboterbereich nicht mehr von großer Bedeutung ist. Durch den standardisierten bidirektionalen CAD-Datenaustausch können auch Roboterkinematiken bereits von Beginn an in den Planungsprozess mit einbezogen werden.

Kollisionsschutz

Machineering verfolgt zusammen mit einem seiner Partner derzeit ein gemeinsames Projekt zum Thema Kollisionsschutz. Schon seit einiger Zeit bietet der Simulationsexperte die virtuelle Abbildung von kollaborativen Robotern bzw. die virtuelle Darstellung von gemeinsamen Arbeitsplätzen von Menschen und Maschine. Mithilfe der Simulationssoftware können schon in der Planungsphase alle Auswirkungen sowie die genauen Ausbreitungen der einzelnen Maschinenkomponenten virtuell dargestellt werden. Vor allem Roboterarme, Greifer und andere bewegliche Teile müssen eine genau definierte Bahn einhalten, um nicht mit anderen Teilen zu kollidieren und diese zu beschädigen. Denn das würde für ein Unternehmen hohe Kosten und lange Maschinenausfälle bedeuten. Mit der standardisierten Anbindung von Robotersteuerungen lassen sich diese Planungen nun einfacher umsetzen. Die Simulation kann über einen gewünschten Zeitraum mit Realbedingungen laufen, sodass das Risiko einer Fehlplanung nahezu ausgeschlossen ist. Doch auch die Arbeitsumgebung der Menschen kann durch Simulation so gestaltet werden, dass diese angepasst an die jeweiligen Arbeitsschritte konzipiert ist.

Anbindung von Robotersteuerungen an die Simulation
Bild: M achineering GmbH & Co. KG


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