Industrieroboter sind fester Bestandteil einer jeden Anlage. Egal ob Produktion, Transport oder Fertigung – ohne Roboter geht nichts mehr. Und auch ohne Simulation geht nichts mehr, sowohl bei der Planung und Herstellung einer komplexen Anlage und auch im laufenden Betrieb. Kein Maschinenbauer kann es sich heutzutage noch erlauben, seine geplanten Anlagen ohne Simulation und damit ohne die virtuelle Inbetriebnahme zu fertigen. Um auf dem Markt bestehen zu können, werden perfekte Ergebnisse in kürzester Zeit erwartet – und dies ist nur durch den Einsatz einer Simulationssoftware wie industrialPhysics entlang der gesamten Wertschöpfungskette möglich. Die Simulation von Robotik Elementen in der geplanten Anlage muss dabei gesondert betrachtet werden.
Wir von machineering engagieren uns schon länger bei diversen Forschungsprojekten, die sich genau mit dem Thema der Robotersimulation befassen. So sind wir beispielsweise seit Beginn Teil des Forschungsprojekts KOKOMO, bei dem die Roboter-Mensch-Kollaboration im Fokus steht. Kollaborative Montagesysteme, bei denen ein Mensch mit einem Roboter interagiert, bieten ein großes Optimierungspotential bei der Montage von variantenreichen Produkten. Der dauerhafte und wirtschaftliche Betrieb solcher Systeme setzt jedoch u. a. neue Methoden der Produktionsplanung voraus. Hierzu benötigt der Montageplaner neue Werkzeuge, um Arbeitsbereiche des Roboters sowie die sich ergebenden Taktzeiten einfach ableiten zu können. Dies gilt besonders für Arbeitsplätze, an denen sowohl Menschen als auch Roboter gemeinsam arbeiten. Besonders die Aufteilung der Arbeitsinhalte für Mensch und Roboter an kollaborativen Montagearbeitsplätzen stellt eine planerische Herausforderung dar. Noch können erfasste Betriebsdaten nicht in die Planungsphase zurückgeführt werden. Kollaborative Montagesysteme bieten hier großes Potential, bei denen der Facharbeiter mit teilautomatisierten Komponenten wie einem flexiblen Roboter interagiert und gemeinsam montiert. Dieses Konzept ermöglicht es, die Montage und Interaktion zwischen Menschen und Robotern an variierende Anforderungen und Phasen im Produktlebenszyklus anzupassen. Kollaborative Montagesysteme tragen dazu bei, die Produktivität eines Montagefacharbeiters durch spezifisch optimierte Prozesse weiter zu steigern. Mit unserer Bibliothek für Industrieroboter können sie nahezu jede Handhabungs- und Automationsaufgabe aus dem Stand simulieren, ohne eine reale Steuerung zu benötigen.
Bei der robotergestützten Werkstückhandhabung kommt es auf die jeweiligen Roboterbewegung und individuellen Abläufe durch hochflexible und intelligente Steuerungen an. So muss beim Aufnehmen, beim Einfädeln in die Maschine, bei der Handhabung im Prozess sowie beim geordneten Stapeln jeweils die Geometrie der Werkstücke, der Maschinen und Fördereinrichtungen sowie der Handhabungskinematik berücksichtigt werden. Diese hohe Komplexität der Simulation-Roboter kann bzw. muss durch den Einsatz von Physiksimulation frühzeitig in der Maschinen- und Anlagenentwicklung berücksichtigt werden. Durch die Simulation von Robotik Szenarien kann die Kollaboration von verschiedenen Robotern in einer Maschine punktgenau virtuell getestet und so spätere Kollisionen im Montageprozess vermieden werden. Ein enormer Sicherheitsgewinn, der bares Geld und Zeit spart.
Doch auch im laufenden Betrieb sind Robotersimulationen besonders hilfreich: In vielen Branchen, die mit robotergesteuerten Prozessen arbeiten, stehen verschiedene Roboter auf engsten Raum und müssen miteinander und nebeneinander funktionieren. Um hier Probleme in Form von Kollisionen zu verhindern, hat machineering eine Lösung gefunden. Parallel zu der virtuellen Maschine läuft ein Geisterroboter, der die nahe Zukunft spiegelt. Diese Zeit, die der Geisterroboter der realen Maschine voraus ist, lässt sich individuell variieren. Die benötigte Zeit, um eine Kollision zu verhindern, hängt von verschiedenen Faktoren wie der Geschwindigkeit oder der Anzahl der Packstücke ab. Wenn alle Parameter berücksichtigt werden, können so auch mögliche Kollisionen im realen Betrieb vermieden werden.
