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Öffentliche Projekte

Im Verbund mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen nimmt ISG an Forschungs- und Verbundprojekten teil. Teilweise haben die Projektergebnisse die Softwarearchitektur und das Vorgehensmodell maßgeblich beeinflusst.

Aktuelle Forschungsprojekte

Mehrspindelsteuerung (2018 - 2020)


"Entwicklung einer Faktor >= 4 schnelleren / verbesserten Steuerung"

Bisherige Steuerungen arbeiten mit einer Interpolator-Zykluszeit von 4 ms und höher. Alle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten beschränken sich auf eine Optimierung einzelner Verfahrensaspekte, um diese um wenige Prozent zu verbessern. Eine Verbesserung des Engpasses hin zu deutlich reduzierter Zykluszeit wird noch von keinem Hersteller oder Forschungsinstitut angestrebt.

Um die Fertigungszeiten an High-End Mehrspindel-Werkzeugmaschinen mit typischerweise >= 10 Bearbeitungskanälen und >= 100 Achsen optimieren zu können, werden in diesem Projekt die CNC-Zykluszeit und auch der SPS-Takt erstmals auf 1ms reduziert.

Durch die Faktor 4 kürzere CNC-Zykluszeit kann bei gleichbleibender Genauigkeit mit einer Faktor 4 höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit gefahren werden. Alternativ können bei gleichbleibender Bearbeitungsgeschwindigkeit mehr Stützpunkte genutzt werden, was zu einer 400% verbesserten Qualität führt.

iSrv (2017 - 2020)


Ziel des Teilprojekts „Wiederverwendbare Bausteine für die Generierung von Verhaltensmodellen“ ist, einen Beitrag zu simulationsbasierten Methoden für technologiebasierte Dienstleistungssysteme zu erarbeiten und dem Konsortium bereitzustellen. Insbesondere auf Basis von intelligenten virtuellen Komponenten, die stellvertretend als Referenz für reale Maschinenkomponenten dienen, sollen neue Serviceleistungen für cloudbasierte Lösungen ermöglicht werden. Mit Hilfe von iSrv sollen Prozessdaten erfasst, analysiert und Handlungsbedarf abgeleitet werden. Der Fokus der Serviceplattform liegt auf der Abstrahierung der Komplexität durch Kapselung wiederverwendbarer Komponenten in Baukästen. Diese durch ISG bereitzustellenden Bausteine ergänzen die Daten aus der laufenden Produktion, die über einen Coud-Connector transferiert werden, um relevante Informationen aus virtuellen Modellen der Fertigungskomponenten als Referenz für die Datenanalyse. Hierdurch sollen KMU in die Lage versetzt werden, Technologien zur proaktiven Wartung zu nutzen, die bisher auf Grund ihrer Komplexität größeren Unternehmen vorbehalten sind. Projektwebsite

Co-Simulation (2017 - 2019)


„Entwicklung eines Co-Simulationstools zur Echtzeit-Synchronisation hochspezialisierter Simulationswerkzeuge und -bibliotheken“ Besonders für KMUs ist es notwendig, die Komplexität von Produktionsabläufen und –systemen besser zu beherrschen. Zu diesem Zweck sind in den letzten Jahren eine Vielzahl hoch spezialisierter Simulationswerkzeuge sowie technologiespezifische Simulationsbibliotheken entstanden. Diese bilden jedoch entlang der Produktion Insellösungen: Eine ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und Optimierung von Produktionsabläufen und –systemen kann aktuell nicht mit nur einem einzigen Simulationswerkzeug bewerkstelligt werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Co-Simulationstools zur Integration und Echtzeit-Synchronisation von hochspezialisierten Simulationswerkzeugen und –bibliotheken. Das zu entwickelnde Echtzeit-Simulationstool verbindet hierbei die bereits bestehenden Simulationswerkzeuge und –bibliotheken, um erstmals eine vollständige Abbildung der gesamten Produktion in harter zeitdeterministischer Steuerungsechtzeit zu ermöglichen.

Online changes (2017 - 2019)


„Online changes – Entwicklung einer neuartigen Hardware in the Loop-4.0-Simulation zur erstmaligen Nutzung eines 3D-Simulationsmodells über den gesamten Entwicklungsprozess einer Anlage“ Zunehmend setzen KMUs, besonders vor dem Hintergrund des Wandels zur Industrie 4.0, auf die Vorteile von Hardware in the Loop-(HiL-)Simulationen. Hierdurch kann reale Hardware im Vorfeld des Produktionsprozesses an eine virtuelle Anlage oder Maschine angeschlossen, analysiert und verifiziert werden. Aktuelle HiL-Simulationen verfügen jedoch über gravierende Nachteile, die einen vollständigen, umfassenden und begleitenden Einsatz während des gesamten Anlagen-Lebenszyklus verhindern. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen HiL-4.0-Simulation, mit der erstmals ein einziges, kontinuierlich erweitertes Simulationsmodell als „dynamisches Pflichtenheft“ über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage genutzt wird. Der innovative Lösungsweg besteht in der Entwicklung von zwei neuartigen Technologien, die erstmals eine online Änderung des Simulationsmodells („Online change“) sowie eine Wiederholung von kritischen Zuständen und Ergebnissen („Snapshot Technologie“) ermöglichen.

3D-GUIde (2015 - 2018)

„Graphical User Interface design. Pattern für intuitive Interaktionen in 3D." Die einfache und intuitive Benutzung von Software, die mit dreidimensionalen Daten arbeitet, ist für die jeweiligen Anbieter mittlerweile der entscheidende Wettbewerbsfaktor. Nur so ist gewährleistet, dass sich 3D-Software im (internationalen) Markt durchsetzt und etabliert. Was macht aber eine Benutzeroberfläche mit 3D-Visualisierungsdaten und den entsprechenden Steuerungsgeräten intuitiv bedienbar und bereitet den Anwendern sogar Freude? Diese Fragen wird das Vorhaben 3D-GUIde beantworten und darüber hinaus konkrete Lösungsansätze und Methoden für 3D-Softwarehersteller bereitstellen.
Weiterführende Informationen: Website 3D-GUIde

IndividlOLc (2015 - 2018)

„IndividlOLc – Entwicklung einer geschlossenen Prozesskette für die automatische Herstellung hochindividualisierter Kontakt- und Intraokularlinsen“. Innerhalb des Projekts befasst sich ISG mit dem Teilprojekt der „Entwicklung einer hochperformanten, multi-core CNC Steuerung zur Vorgabe hochfrequenter Antriebssollwerte“. Die angestrebte Hochfrequenz-CNC-Steuerung wäre die schnellste und einzige 1-Steuerungslösung mit allen Vorteilen der Sicherheitstechnik in diesem Segment, mit großem Potential z.B. auch für die Bereiche Präzisionsformen- und Werkzeugbau. Weiterführende Informationen: Projektsteckbrief

In den letzten Jahren abgeschlossene Forschungsprojekte

ProGen (2014 - 2017)


Hochproduktive generative Produktherstellung durch laserbasiertes, hybrides Fertigungskonzept; Teilprojekt: Entwicklung einer CNC-seitigen Schnittstelle zur Verarbeitung adaptierter Roboterbahnen.
Weiterführende Informationen: ProGen-Website

Intelligentes Maschinenfenster "iWindow" (2014 - 2017)


Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Sichtfenster, wie sie aktuell an Werkzeugmaschinen vorzufinden sind, durch intelligente Maschinenfenster zu ersetzen. Das intelligente Maschinenfenster vereint die reale Welt mit der virtuellen und soll auf diese Weise den Maschineninnenraum visualisieren. Als Grundlage des intelligenten Maschinenfensters soll entweder ein transparentes Display oder ein Standardmonitor dienen. Unabhängig von der Methode der Maschineninnenraumvisualisierung soll das intelligente Maschinenfenster Fenster und Bedienoberfläche zugleich sei, um die Interaktion mit der Maschine zu ermöglichen.

Ergebnisbericht des Projekts (Onlinepublikation)

ExoSkelett (2014 - 2017)


Entwicklung eines hochdynamischen, leichten Jacken-Orthesen-Systems für Rumpf und obere Extremitäten für die Anwendung in Industrie, Reha oder Sport; Entwicklung eines Ergonomietrainingssystems für eine hochdynamische, leichte Orthesenjacke.

Robin 4.0 (2014 - 2016)


Robustheit durch Integration, Interaktion, Interpretation und Intelligenz ("Robin 4.0"); Simulationsgestützte Datenanalyse und flexible Benutzerinteraktion.
Weiterführende Informationen: Robin 4.0 Webseite, Projektbeschreibung BMBF

ReBorn (2013 - 2016)


EU-Förderung unter: THEME FoF.NMP.2013-2 FoF.NMP.2013-2 - Innovative Wiederverwendung modularen Equipments basierend auf integriertem Fabrikdesign.
Weiterführende Informationen: Project abstract, ReBorn-Website, LinkedIn

ReApp (2014 - 2016)


Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf ROS; Weiterentwicklung der ISG-virtuos Simulationssoftware zu cloud-basierten Simulations-/Testservices.

Steuerungstestverfahren (2014 - 2016)


Entwicklung eines softwarebasierten Verfahrens zum automatisierten Test von Maschinensteuerungen auf Basis von virtuellen Maschinen ("virtuelle Steuerungstestbench"); Entwicklung der abstrahierten HMI-Schnittstellen, des echtzeitfähigen, zeitdeterministischen Fehlergenerators und des blockdiagrammbasierten Test-Frameworks.

MultiFlex (2013 - 2016)


Entwicklung eines softwarebasierten Multicore-Echtzeit-Verfahrens zur Kollisionsüberwachung im Custom Manufacturing ("MultiFlex"); Entwicklung der Prozesskette und innovativer Software-Verfahren für die echtzeitfähige Kollisionsüberwachung.
Weitere Information: Projektbeschreibung ISW

UniFlow (2013 - 2015)


Entwicklung eines softwarebasierten Verfahrens zur kombinierten kinematisch-dynamischen Materialfluss-Simulation ("UniFlow"); Entwicklung des kombinierten Objektmodells, des kinematischen Rechenkerns und der kinematischen Bibliotheken sowie des MF-Interfaces. Weitere Information: ISW Projektbeschreibung

BosS (2011-2014)


Energieeffizienter Bearbeitungsroboter mit selbstadaptierendem Systemverhalten für spanende Arbeitsvorgänge an inhomogenen Werkstoffverbunden; Robotersteuerung zur Zerspanung von Faserverbundwerkstoffen. Weitere Information: Institutsbroschüre ISW (S.75ff)

Aktives Antriebssystem für Prothesen (2011-2013)
Entwicklung des Prototyps eines aktiven Antriebssystems für Prothesen und Orthesen; Entwicklung und Erprobung einer bewegungsmuster-übergreifenden Prothesensteuerung.
Verbundprojekt gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

AIMACS (2010-2013)
AIMACS - Advanced Intelligent Machine Adaptive Control System
gefördert von EU

Fräsroboter (2010-2012)
Entwicklung eines neuen hochdynamischen Knickarm-Robotersystems für die spanende Präzisionsbearbeitung von Metall- und Composite-Werkstoffen in der industriellen Serienproduktion.
Verbundprojekt gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), ZIM-Kooperationsprojekt

Mikroproduktionsmaschine (2010-2011)
Entwicklung einer Voll-CFK Mikroproduktionsmaschine mit hoher Adaptivität und Wandlungsfähigkeit; Kompensation von Bewegungsartefakten und Verfahren zur Systemadaptivität mittels virtueller Maschinen.
Verbundprojekt gefördert durch das BMWi

Offener Antrieb (2009-2011)
Entwicklung einer innovativen Steuerungs- und Antriebsplattform für Werkzeugmaschinen auf Basis eines echtzeitfähigen Modellrechenkerns; Entwicklung einer softwarebasiserten Anbindung an eine FPGA-basierte Steuerungsplattform.
Verbundprojekt gefördert durch das BMWi

WIEMOD (2008-2010) 
Wieder verwendbare Modelle für die virtuelle wissensbasierte Produktentwicklung
Im Projekt WieMod soll ein Prozess zur systematischen werkzeuggestützten Entwicklung von simulationsbasierten Produktmodellen definiert werden. Durch Anwendung von Model Driven Architecture Prinzipien und Beachtung von Portabilitätsstandards sollen wieder verwendbare und flexibel anpassbare Simulationsmodelle entwickelt werden.