Echtzeitsimulation von Fabriken
Für die Produktivität einer Fabrik oder komplexen Anlage ist die Leittechnik von großer Bedeutung. Durch die frühzeitige Einbindung der ganzheitlichen Simulation der Anlage profitiert der Entwicklungsprozess des Leitsystems. Dabei ist die Fähigkeit von ISG-virtuos, ganze Fabriken in Echtzeit unter Einbeziehung der realen Steuerungen zu simulieren, herausragend.
Damit kann das Steuerprogramm des Leitsystems schon während der Entwicklungsphase getestet werden. Es lassen sich durch die Ankopplung an das detaillierte Maschinenmodell genauere Prognosen über Taktzeiten, Grenzdurchsatz und Auslastungsgrad ermitteln. D.h. Optimierungen sowohl im Steuerungsprogramm der Leittechnik als auch Optimierungen in der konstruktiven Auslegung der Anlage lassen sich noch während der Entwicklung der Anlage erzielen.
Der dauerhafte Nutzen besteht darin, dass die leittechnische Optimierung immer wieder durchgeführt werden kann, wenn sich beispielsweise für neue Werkstücke bedingt durch neue CNC-Programme andere Bearbeitungszeiten ergeben. Ein Video zeigt die die Offenheit für mehrere zeitgleiche Maschinensimulationen.
Materialflusssimulation mit Kollisionsberechnung
Die Steuerungsinbetriebnahme bei Materialflussapplikationen ist meist sehr zeit- und damit kostenintensiv. Sehr häufig kann die Inbetriebnahme erst beim Betreiber der Anlage durchgeführt werden, wobei nicht selten große Teile der Steuerungssoftware, insbesondere der SPS, vor Ort entwickelt werden müssen. Dies ist nicht nur sehr zeitaufwendig sondern auch riskant, da die ersten Tests an der realen Anlage durchgeführt werden und die in diesem Entwicklungsstand unvermeidbaren Fehler Schäden an der Anlage verursachen können. Die daraus oft esultierende geringe Testtiefe verursacht nachhaltig eine geringere Softwarequalität.
Durch die Simulation des Materialflusses auf Basis einer HiLS mit ISG-virtuos wird die Steuerungsinbetriebnahme vorab im Labor durchgeführt. Die SPS-Programme können entwickelt und gründlich getestet werden, insbesondere auch in der Beherrschung von Störsituationen. Beispiel für Materialflussapplikationen sind Förderbänder, Werkzeugmagazine und Palettenbestücker.
Für die Simulation eines Materialflusses bietet ISG-virtuos Bausteine zur Kontaktrechnung. Ein Film zeigt die sich hieraus ergebenden Möglichkeiten.
Abtragssimulation
Zur Darstellung des Materialabtrages ist das Simulationsmodell um die Abtragssimulation ergänzt. Damit ist es möglich, die Wirkung der aus den Maschinenbewegungen abgeleiteten Werkzeugbewegung auf das Werkstück darzustellen. Der Maschinenutzer hat so die Möglichkeit, die teuerungstechnischen Einstellmöglichkeiten (Splineanwahl, dynamische Parameter, HSC-Modes, etc.) ohne Vor-Produktionszyklen für seine Fertigungsaufgabe zu optimieren. ISG-virtuos wird so zum wertvollen Werkzeug zur Bestimmung der Qualität der Führungsgrößen einer numerischen Steuerung. Ein Beispiel für den Materialabtrag zeigt ein Film.
Simulation einer Bandapplikation mit Roboter
Die Simulation von Bandapplikationen (hier das zugehörige Video) sind von wesentlicher Bedeutung für die Aussagekraft virtueller Anlagen und Fabriken. Hierfür wurden Bausteine für die Bibliothek von ISG-virtuos entwickelt, die das Greifen, Bewegen und Ablegen von Körpern erfassen. Es werden die Reibung zwischen den angetriebenen Rollen eines Rollenbandes, die träge Masse der Körper und die auf sie wirkende Gravitation berücksichtigt. Das Echtzeit-Modell wird mit Führungsgrößen der Steuerung im 1ms-Takt zyklisch versorgt.
Beispiel: Simulation einer Karosserie-Förderanlage
Innerhalb weniger Tage wurde im Rahmen einer studentischen Arbeit eine Karosserie-Förderanlage der Fa. Dürr realisiert. Die Anlage wird von einer Original Siemens-SPS S7, so wie die reale Anlage auch, in Echtzeit über Profibus gesteuert. Dem Studenten gelang es sehr schnell ein präzises Verständnis für die Anlage und die Abläufe zu entwickeln. Das Ergebnis zeigt das Video im Download Bereich.
Aus Begeisterung für die Simulationstechnik ergänzte er sodann die Transporteinrichtung um zwei Roboter, die nicht (!) zur Dürr-Anlage gehören. Diese beiden Roboter werden über eine TWINCAT CNC in Echtzeit gesteuert, die über ein SERCOS-II-Interface mit dem Anlagenmodell verbunden ist.