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Effizientes Engineering mit der virtuellen Maschine - Fraunhofer IFF

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2 Echtzeitkollisionserkennung.
EFFIZIENTES ENGINEERING
MIT DER VIRTUELLEN
MASCHINE
Fraunhofer-Institut für
Entwickler und Anbieter von komplexen
VINCENT vereinfacht die Erstellung vir-
Fabrikbetrieb und
Maschinen und Anlagen müssen technisch
tueller Modelle
-automatisierung IFF
risikovolle Projekte zeit-, kosten- und qualitätsgerecht durchführen. Hierfür bieten
VINCENT ermöglicht die Visualisierung von
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h.
Methoden des durchgängigen Digital
Maschinen und ihren Bewegungsvorgän-
Dr. h. c. mult. Michael Schenk
Engineering eine wertvolle Unterstützung:
gen sowie den kompletten physikalisch
Am virtuellen Modell lassen sich
korrekten kinematischen Test. Das virtu-
Sandtorstraße 22
– Konzepte frühzeitig validieren,
elle Maschinenmodell wird weitgehend
39106 Magdeburg
– Entwicklungsschritte parallelisieren,
automatisch aus einem CAD-Modell
– Eigenschaften absichern.
erstellt. Über eine digitale Schnittstelle zum
Ansprechpartner
Gleichzeitig werden die Abstimmung zwi-
Anschluss einer realen Steuerung (SPS,
Virtual Engineering
schen den Projekbeteiligten verbessert und
PC oder NC) können der Steuerungscode
damit Fehler durch mangelnde Kommuni-
getestet und eine virtuelle Inbetriebnahme
kation reduziert.
durchgeführt werden, bevor die Maschine
Dipl.-Inform. (FH) Matthias Kennel
Telefon +49 391 4090-104
aufgebaut ist. Konstrukteur und Steue-
Telefax +49 391 4090-93-104
Da die Einführung großer Engineering-
rungstechniker arbeiten dabei von Anfang
matthias.kennel@iff.fraunhofer.de
Systeme einen erheblichen technischen
an eng zusammen. Durch Echtzeit-Kolli-
und organisatorischen Aufwand erfordert,
sionsprüfung werden fehlerhafte Abläufe
hat das Fraunhofer IFF das Softwaresystem
erkannt, wodurch Beschädigungen an der
VINCENT entwickelt, das speziell auf die
realen Anlage vermieden werden. Die Inbe-
Bedürfnisse und Möglichkeiten mittelstän-
triebnahme der realen Maschinen erfolgt
discher Maschinenbauer zugeschnitten ist.
mit einer abgesicherten Konstruktion und
www.iff.fraunhofer.de
getestetem Steuerungscode.
ve_10_14_03_de
1 Modell einer Werkzeugmaschine.
2
© Fraunhofer IFF
1
© Fraunhofer IFF
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R F A B R I K B E T R I E B U N D - A U T O M A T I S I E R U N G I F F, M A G D E B U R G
Datenübernahme mit VINCENT
© Fraunhofer IFF
© Fraunhofer IFF
3
4
einfaches Kommunikationsprotokoll zum
Struktur werden die importierten 3D-Daten
Datenaustausch zwischen Simulator und
der Maschine assoziativ zugeordnet (Drag
Die Grundlage für das virtuelle Modell
Steuerung spezifiziert, das auch für die
& Drop). Nach der vollständigen Spezifika-
sind die Konstruktionsdaten der Anlage.
Kommunikation mit realen I/Os benutzt
tion der Maschinenstruktur ist die virtuelle
Sie werden im Standarddatenformat STEP
wird.
Maschine mit nur einem Mausklick an die
geladen, wodurch VINCENT kompatibel zu
allen größeren CAD-Systemen ist.
vorbereitete Steuerung angebunden. Sofort
In realen Steuerungen lassen sich oft die
wird sie in Echtzeit auf Kollisionen über-
Achsen direkt in der Steuerung simulieren.
wacht. Kurze Ladezeiten selbst bei kom-
VINCENT ist für das parallele Arbeiten im
Beispielsweise führt eine NC-Steuerung
plexen Modellen und Funktionalitäten zum
Entwicklungsprozess ausgelegt. Daher
komplexe Bahninterpolation durch, die
Mitschnitt der Bewegung als Video runden
unterstützt es die schrittweise Übernahme
auch ohne reale Achsen gerechnet werden.
das System ab.
von Maschinenmodulen, sobald diese fertig
VINCENT bietet in diesem Fall die Möglich-
konstruiert wurden. Das Zusammenfügen
keit, die Achssimulation einer Steuerung
der Module erfolgt automatisch. Werden
zu nutzen und die Soll-/Istdaten direkt zu
die Konstruktionsdaten im Nachhinein noch
übertragen.
Die Online-Kollisionserkennung
Die Untersuchung auf Kollisionen wird
verändert, werden diese problemlos erneut
importiert.
online während der Abarbeitung des
So funktioniert der Datenaustausch
Steuerungsprogrammes durchgeführt und
benutzt keinerlei verfälschende Vereinfa-
Einfache, schnelle und direkte Kommu-
Die in VINCENT integrierte Echtzeitschnitt-
chungen der Geometrie (z.B. Hüllkörper).
nikation mit Steuerungen
stelle ermöglicht die Kopplung mit einer
Das Ergebnis der Kollisionsmessung wird als
breiten Palette industrieller Steuerungen.
Signal an die Steuerung zurück übermittelt
Bei der Anbindung positionsgesteuerter
Ein Software-Development-Kit ermög-
und dort z.B. zum Stopp des Bearbeitungs-
Motoren oder pneumatischer Kompo-
licht darüber hinaus unseren Partnern die
prozesses benutzt.
nenten simuliert VINCENT die Bewegung
Anbindung eigener Soft- oder Hardware an
der Achse auf der Basis der projektierten
die Schnittstelle und bringt Methoden zur
Antriebsdynamik (Maximalgeschwindig-
Verteilung der Systeme auf verschiedenen
keit, Beschleunigung). Hierfür wurde ein
Rechnern im Netzwerk gleich mit.
Technologiepartner für den Mittelstand
Mit unserer Erfahrung im Digital Engi-
Ihre Vorteile durch VINCENT
– Einheitliche Entwicklung der Maschine
neering sowie dem von uns entwickelten
Die virtuelle Maschine
durch Konstrukteur und Steuerungstechniker
– Reduzierung der Inbetriebnahmedauer
um bis zu 70 %
– Effektive Minimierung von Schäden und
Risiken
– Kürzere Entwicklungszeiten um bis zu
50 %
Softwaresystem unterstützen wir Sie bei
der durchgängigen – und damit effektiven
Grundlage für das bewegliche Modell ist
und effizienten – Entwicklung von Sonder-
die kinematische Struktur der Maschine.
maschinen.
Deren Spezifikation erfolgt schnell und
einfach mit Hilfe von grafischen Blöcken.
Diese werden so verknüpft, dass alle
3 Kinematisiertes Modell.
kinematischen Anordnungsformen, ein-
5 Verkürzte Inbetriebnahmedauer
schließlich geschlossener und verzweigter
durch VINCENT.
Ketten, abbildbar sind. Der kinematischen
Bild: 4 Dirk Mahler
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