Simulation im Robotertechnikum

Virtuelle Prozessplanung für automatisierte Klebstoffapplikation

Virtuelle Realität des Fraunhofer IFAM Robotertechnikums für Simulationen
© Fraunhofer IFAM

Virtuelle Realität des Fraunhofer IFAM Robotertechnikums für Simulationen

Bei den Anforderungen an eine moderne Prozessautomatisierung kommt es zunehmend auf ressourcenschonenden Material- und Maschineneinsatz sowie einen umweltbewussten Energieverbrauch und geringen Platzbedarf an. Hierbei ist neben den einzelnen Bearbeitungsschritten innerhalb der Prozesskette auch die Vernetzung der Prozessglieder untereinander zu optimieren. Da die Effizienz einer Prozesskette mit aufeinander aufbauenden (sequenziellen) Prozessschritten direkt von der Effizienz eines jeden Prozessgliedes abhängt, gilt es, mit möglichst einfachen Methoden »Flaschenhälse« (Bottlenecks) innerhalb der Prozesskette zu identifizieren und zu beseitigen.

Die Komplexität einer Automatisierung reicht von einem einzelnen Bearbeitungszentrum mit manueller Werkstückversorgung bis zu einer hochkomplexen Fließfertigung mit rechnergestützter Vernetzung vieler Automaten und Roboter sowie einer Mensch-Maschine Interaktion. Um bei der Planung einer Automatisierungslösung auf eine Layoutabbildung im Modellmaßstab verzichten zu können, haben sich seit mehreren Jahrzehnten zuerst 2D- und dann zunehmend 3D-CAD-Systeme bewährt (Autocad, Inventor, Catia, Solid Works, Siemens NX). Erweitert wurden diese Systeme durch Arbeitsumgebungen wie ROBCAD oder Delmia Robotics, die neben einer Offline-Programmierung und Taktzeitermittlung der eingesetzten Maschinen auch eine Visualisierung des Prozesses in bewegten Bildern erlauben. Diese »Workbenches« ermöglichen auch die Implementierung eigener Bewegungsapparate (Kinematiken). So bleibt eine Simulation nicht auf Industrieroboter beschränkt, sondern kann durch eigens entwickelte Portalsysteme oder Fördereinrichtungen erweitert werden.

 

Portfolio

Das Robotertechnikum der Klebtechnischen Fertigung des Fraunhofer IFAM in Bremen hat sich als Testzelle für die automatisierte Klebstoffapplikation seit 2004 erfolgreich etabliert. Um dem Kunden im Vorfeld bereits einen Eindruck von der Machbarkeit seiner Automatisierungslösung geben zu können, wurde das Robotertechnikum ebenfalls in einer Simulationsumgebung (Delmia V5 Robotics) abgebildet. Hier kann – von der Erreichbarkeit der gewünschten Anfahrpunkte an den Kundenbauteilen bis zur Bahnplanung und deren Durchlaufzeit – der Applikationsprozess virtuell dargestellt werden. Änderungen im Prozessablauf und Austausch von Geräten für die Kundenanwendung sind meist mit wenigen Handgriffen erledigt und helfen somit bereits vor dem realen Aufbau der Produktionszelle, eine Fehlinvestition zu vermeiden.

Die von den Experten der Klebtechnischen Fertigung entwickelten Prozesse und deren Simulationen werden dem Kunden auf Wunsch als Video oder in Bildern zur Verfügung gestellt. Dies erleichtert dann die firmeninterne Entscheidungsfindung.