Frühzeitige Steuerungsentwicklung mit VINCENT

Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Virtual Engineering

Virtual Numeric Control Environment (VINCENT)

Die Inbetriebnahme neuer oder modifizierter Steuerungsprogramme an der realen Maschine ist mit Risiken verbunden, die auch durch sorgfältige Programmprüfungen vorab nicht vollständig ausgeräumt werden können. Ein großes Risiko ist die Beschädigung einer Maschine oder auch eines Werkstücks durch kollidierende Komponenten.

Mit VINCENT können diese Risiken deutlich reduziert werden, indem stellvertretend für die Maschine zunächst die vorhandene 3-D-Konstruktion der Maschine online an die Steuerung angebunden wird. Im Ergebnis werden durch die Steuerung kontrollierte Bewegungen nicht von der realen Maschine, sondern in der 3-D-Konstruktion, d.h. vom virtuellen Modell ausgeführt und sofort dargestellt. Dabei erkennt eine eingebettete Echtzeitkollisionsdetektion automatisch mechanische Durchdringungen, selbst bei hochkomplexen Maschinen, und stellt diese visuell dar. Das virtuelle Modell zeigt ein realistisches physikalisches Verhalten, mit dynamischen Eigenschaften (z.B. Beschleunigungsphase). So kann das Steuerungsprogramm risikofrei vorab getestet werden.

© Fraunhofer IFF

Strukturgraph eines komplexen Robotersystems.

VINCENT unterstützt schon in der frühen Entwicklungsphase. Die Steuerungsentwicklung kann beim Bau neuer Maschinen zeitlich vorgezogen werden wobei nur geringe zusätzliche Aufwände für das Anwenden von VINCENT anfallen. Das heißt die Steuerungsentwicklung kann ohne die reale Maschine erfolgen, z.B. während sich diese noch im Aufbau befindet.

Im VINCENT-Framework wird aus der Konstruktionszeichnung das Kinematik-Modell der Maschine erstellt und über IFF-RESI-Technologie dynamisch an die Steuerung angebunden. Grundlage für das Modell der Maschine ist ihre Struktur. Durch Blöcke, die in der Strukturansicht frei positionierbar sind und individuell verschaltet werden, lassen sich alle kinematischen Anordnungsformen einschließlich geschlossener und verzweigter Ketten intuitiv und schnell definieren.

Effiziente Steuerungsprogrammierung mit VINCENT.

Die Geometrie der Maschine wird über das Austauschformat STEP aus einem beliebigen CAD-System übernommen und dem Strukturgraphen assoziativ zugeordnet. Dafür stehen im Framework leistungsfähige GUI-Elemente zur Verfügung. Veränderungen der Maschine können innerhalb weniger Minuten aus CAD in VINCENT übernommen werden.

Der Strukturbaum enthält neben der kinematischen Beschreibung der Maschine auch Informationen über die Kommunikation mit der Steuerung wodurch mit nur einem Mausklick die 3-dimensional dargestellte virtuelle Maschine an die Steuerung angebunden ist und in Echtzeit auf Kollisionen überwacht wird.

VINCENT ist ein Java-Framework, das sowohl als Stand-Alone-Anwendung lauffähig ist als auch in kundenspezifische Lösungen eingebunden werden kann. Schützen auch Sie Ihre teuren Maschinen vor Programmierfehlern und entwickeln Sie Ihre Maschinensteuerung bald mit VINCENT.