virtuelle Inbetriebnahme

In der heutigen Industrie 4.0 müssen variantenreiche Robotersysteme eingesetzt werden, die mit Menschen kooperieren, um die Produktion flexibel auf Kundenwünsche anzupassen. Hierfür wird nachfolgend ein Ansatz vorgestellt, der die Steuerungssoftware mit Standard-Funktionsbausteinen für verschiedene Achsengruppen modular zusammenstellt und mit einem digitalen Zwilling in der Simulation erprobt. Die Robotersimulation basiert auf der Spielesoftware UnReal und kann durch Vorgabe der Denavit-Hartenberg-Parameter leicht auf unterschiedliche Kinematiken angepasst werden. Nach erfolgreicher virtueller Inbetriebnahme wird der Roboter durch Einzelachsen ebenso modular zusammengesetzt wie die Steuerungssoftware. Je nach Anwendung können Achsen hinzugefügt oder weggelassen werden. Der Ansatz ermöglicht einen schnellen und einfachen Entwurf des Robotersystems, seiner Steuerungssoftware und der Simulation für unterschiedliche Bewegungsaufgaben in der digitalen Fabrik.

In vielen Fällen ist das digitale Engineering die einzig realistische Antwort auf wichtige Trends in der Industrie, etwa auf zunehmend individualisierte Produkte, stärker dezentralisierte Wertschöpfungsketten, höhere Produktkomplexität und -funktionalität sowie die notwendige Zeiteinsparung bis zur Markteinführung von Produkten. Das digitale Engineering hat bereits zu enormen technologiegetriebenen Veränderungen in der Produktentwicklung geführt. Iterationszyklen aus Entwicklung und Test können für spezialisierte Aufgabenstellungen bereits komplett in der virtuellen Welt durchgeführt werden. Weitere Fortschritte sind hier nur durch ein Zusammenspiel von Werkzeugen aus unterschiedlichen Domänen (z.B. mechanischer Konstruktion, Physiksimulation und Softwareentwicklung) zu erreichen. Der Beitrag stellt aktuelle Fragestellungen in der Forschung auf dem Weg zu verteilten, interoperablen Testumgebungen dar und belegt an zwei Anwendungsbeispielen aus den Bereichen der virtuellen ...