So klappt die virtuelle Inbetriebnahme von Cobots

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Mithilfe des digitalen Zwillings beschleunigen Forscher des Fraunhofer IWU Sicherheitstests und damit die Inbetriebnahme von Cobots in Produktionsanlagen.

Ein Wissenschaftler des Fraunhofer IWU bei der virtuellen Inbetriebnahme einer Produktionsanlage mit Cobot am Simulationsturm. Foto: Fraunhofer IWU

Die Inbetriebnahme von Cobots dauert normalerweise lange. Jede Fabrik, in der Roboter mit Menschen zusammenarbeiten, muss mit all ihren Maschinen und Systemen zertifiziert werden. So wird sichergestellt, dass von solchen kollaborierenden Robotern (Cobots) keine Gefahr für die Mitarbeitenden ausgeht. „Für gewöhnlich ist das ein langwieriger und teurer Prozess, denn die Vorgaben sind verständlicherweise sehr hoch. Deswegen haben wir nach Wegen gesucht, hier schneller und effizienter voranzukommen“, sagt Dr. Arvid Hellmich, Leiter der Abteilung für Technische Kybernetik am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. „Unsere Lösung ist die Anwendung eines Digitalen Zwillings, quasi einer Computersimulation der gesamten Produktionsanlage. Damit können wir die Sicherheitstests schon durchführen, während die Roboter noch aufgebaut werden. Ein Großteil möglicher falscher Laufwege und logischer Fehler lässt sich damit in einem sehr frühen Stadium identifizieren«.

Cobot-Inbetriebnahme am Computer


Zusammen mit dem Start-up Coboworx aus Dresden hat das Fraunhofer IWU einen Weg gefunden, die Zeit für aufwändige Zertifizierungen zu verkürzen, mit denen die Sicherheit der Beschäftigten gewährleistet wird. Die Sicherheitstests finden mit einem digitalen Zwilling virtuell statt. Die reale Anlage muss dafür noch nicht aufgebaut sein, denn alle Roboterbewegungen werden am Computer abbildet. Zertifizierungen können so optimal vorbereitet werden.

Ungeeignete Steuerungsprogramme frühzeitig aussortieren

Coboworx liefert hierzu das Modell eines Cobots sowie erforderliche Steuerungsprogramme. In einer virtuellen Umgebung bewerten die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU dann die geplanten Bewegungen, Sicherheitsfunktionen und Abschaltroutinen der Cobots. Das Ziel besteht darin, ungeeignete – und damit für den Menschen potenziell gefährliche – Steuerungsprogramme im Vorfeld auszusortieren oder zu modifizieren. Darüber hinaus ist es mit dieser Simulation auch möglich, die Kopplung von Notaus-Routinen und Sicherheitssystemen (Endschalter, Lichtgitter) zu optimieren und so sichere aber möglichst effizient arbeitende Produktionsanlagen mit Robotern zu schaffen.

„Der Nutzen für Kunden liegt in der Tatsache, dass Nachrüstung der realen Applikation und daraus entstehender zeitlicher Verzug der finalen Sicherheitsabnahme vermieden werden kann“, sagt Klaus Wagner, einer der Gründer und Geschäftsführer von Coboworx. Die verwendete Simulationssoftware ISG Virtuos stammt vom Stuttgarter Unternehmen ISG Industrielle Steuerungstechnik.

sk

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