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22 Hannover Messe Mit dem digitalen Zwilling zu Industrie 4.0 Wenn sich die virtuelle Realität im Maschinen- und Anlagenbau ausbreitet, entstehen keine Parallelwelten. Der Nutzen ist real: Der digitale Zwilling hilft dem Maschinenbauer komplexe Automatisierungszusammenhänge leichter zu beherrschen. Programmierer und Konstrukteure können ihre Anwendungen dank des digitalen Zwillings live erleben. Die Vorlage haben hochauflösende VR-Brillen gegeben, wie sie die Kids für Computerspiele nutzen. „Lenze hat daraus ein starkes Tool fürs Engineering geschaffen“, sagt Michael May, Mastertrainer im Bereich Automation: „An unserem Stand kann man Automatisierung live erleben.“  Michael May Der Kick zur virtuellen Realität für die Automatisierungstechnik kommt von den Computerspielen und den VR-Brillen. Was verspricht sich Lenze davon? Michael May: Lenze nutzt diese die VR-Brillen Technik vermehrt als überaus effektives Werkzeug im Engineering und Training. Das Potenzial der virtuellen Realität liegt vor allem darin, dass sich immer komplexere Automatisierungszusammenhänge leichter beherrschen lassen, weil Programmierer und Konstrukteure ihre Anwendungen dank eines digitalen Zwillings live erleben können. Ok, so lassen sich Automatisierungszusammenhänge   2.2017 gut darstellen. Was hebt die virtuelle Realität gegenüber Simulationsmodellen und 3D-Modellen ab? Anfangs in der Konstruktions- und Engineering-Phase von Maschinen sind die Kombinationsmöglichkeiten von Motoren mit unterschiedlichen Getrieben noch vergleichsweise simpel in Geometrie und Abmaßen vorstellbar. Kniffliger wird es bei ausgeklügelten Softwareanwendungen oder Roboterlösungen. Sie bringen eine Komplexität mit sich, die mit ihrem Detailreichtum den menschlichen Horizont deutlich übersteigt. Simulationsverfahren und 3D-Modelle am Bildschirm zeigen zwar erste tiefergehende Erkenntnisse für Zusammenhänge; hier fehlt allerdings immer noch der wichtigste Schritt – das Erleben. Die virtuelle Realität schließt genau diese Lücke. Automatisierung wird erlebt. Virtuelle Realität in der industriellen Anwendung möchte ja mehr als nur Computerspielerei sein. Wie kommt der Anwender dadurch schneller ans Ziel? Der Umgang mit Softwaremodulen hat durchaus etwas mit den Fertigkeiten zu tun, die auch beim Spiel gefragt sind. Im Gegensatz zum Computerspiel ist unsere VR einfacher, absehbarer und zehrt nicht an den Nerven. In VR-Verkaufsschlagern wie Resident Evil lauert das Grauen immer realistisch hinter der nächsten Ecke. Statt ihm einen Schrecken einzujagen, vereinfacht die Lenze-Lösung dem „Spieler“ das Leben. Der Anwender erreicht in seiner Automationsaufgabe ohne Probleme und Überraschungen den „Highscore“. Der kann zum Beispiel darin bestehen, im Materialhandling mit dem Roboter eine Pick&Place-Anwendung zu realisieren. Dazu haben wir in der Software- Toolbox FAST für solche Applikationen bereits Standardfunktionen in vorbereitete Softwaremodule gegossen. Mit dieser Form unserer Motion Centric Automation lassen sich beispielsweise die Bewegungen einer mehrachsigen Roboterkinematik bestimmen, ohne dafür erst in die Tiefen von Roboterprogrammiersprachen einsteigen zu müssen. Welche Auswirkung hat die Veränderung von Parametern später ganz real in der Anwendung? Wie verändert sich zum Beispiel der Bahnverlauf bei einer überschliffenen Punkt-zu-Punkt-Bewegung? Wenn bei der Projektierung die virtuelle Realität genutzt wird, dann haben Entwickler die Chance, durch den mit dem Lenze-System erzeugten digitalen Zwilling zu erleben, wie sich veränderte Einstellungen in der VR-Welt ganz real auswirken. Zu beachten ist, dass der Bahnverlauf einer überschliffenen PTP-Bewegung nicht vorhersehbar ist. Der Grund für die nicht vorhersehbare Bewegung der Roboterspitze liegt darin begründet, dass die Bahnplanung bei PTP-Bahnen im Gelenkraum und nicht in Umweltkoordinaten stattfindet. Der Bahnverlauf bei überschliffenen PTPBewegungen kann im praktischen Einsatz zu dramatischen Folgen führen. Betrachten wir hierfür ein kleines Beispiel: Der Roboter soll mittels einer PTP-Bewegung in einer Roboterzelle in der Nähe eines Werkstücks verfahren. Es schließen sich zwei weitere PTP-Bewegungen an. Ein Überschleifen führt nun zu einer Bewegung der Roboterspitze, die kurzzeitig im Werkstück verläuft. Es entsteht also eine nicht unerhebliche Kollisionsgefahr beim Überschleifen von PTP-Bewegungen in Abhängigkeit der Bahnparameter. Michael May ist Mastertrainer bei Lenze im Bereich Automation.


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