Oft steckt der Teufel bei Automatisierungslösungen im Detail: Aspekte des Maschinenbaus (physische Struktur und Mechanik von Robotern mit ihren Gelenken, Aktuatoren und Sensoren), der Elektrotechnik (elektrische Systeme einschließlich Stromversorgung, Steuerung und Motoren) und des Computerengineerings (Steuerung, Algorithmen, Entscheidungsfindung) müssen für den gewünschten Anwendungsfall durchdacht werden. Das Robotics Engineering Application Lab for Matrixproduction, oder kurz Real-M, bildet alle diese Faktoren ab und ist flexibel genug, in Aktion auch mehrere unterschiedliche Aufgaben gleichzeitig zu erledigen.
Moderne, mehrschichtige Steuerungsarchitektur
Auf der Roboterebene legt eine Steuerung fest, welche Bewegungen die einzelnen Roboter ausführen dürfen, auch im Zusammenspiel miteinander. Übergeordnet agieren eine speicherprogrammierbare Steuerung sowie ein Leitrechner. Dieser sorgt für die Sicherheit der gesamten Zelle und bildet die Schnittstelle zu Edge-Devices, kommuniziert also mit produktionsnahen Hochleistungsrechnern, die sehr nahe an der Wirkstelle Messdaten von Sensoren in Echtzeit verarbeiten können.
Der digitale Zwilling einer Mehrroboterzelle
Bei der Real-m gibt es ein digitales, dreidimensionales Abbild nicht nur von einzelnen Komponenten, sondern auch von der gesamten Zelle. Konkret kommt ein Modell zur virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) zum Einsatz, welches als Software-in-the-Loop (SiL) oder Hardware-in-the-Loop (HiL) mit der Anlagensteuerung verbunden werden kann. Beide Methoden ermöglichen es, die Funktionsweise der Zelle am Simulationsmodell zu testen, ohne die realen Roboter in Bewegung zu versetzen. HiL bedeutet dabei die Anbindung des VIBN-Modells an die tatsächliche Steuerungshardware im Schaltschrank, während bei SiL eine Emulation (originalgetreue Kopie) des Steuerungssystems verwendet wird. So können auch während des Betriebs der realen Zelle Steuerungslösungen für andere Anwendungsfälle mit direkt übertragbarem Steuerungscode am realitätsnahen VIBN-Modell entwickelt, getestet und optimiert werden.
Testen möglich
Interessierte Firmen können in Chemnitz testen, ob ihr Produktionskonzept wie geplant funktioniert. Das Fraunhofer IWU wird seine Software für Kunden nutzbar machen und Beratungsleistungen dazu anbieten bzw. Interessenten die Herangehensweise und Wirtschaftlichkeit des digitalen Zwillings an der Real-m demonstrieren.
