Sie investieren in eine Roboterzelle. Sie bestellen die Roboter, die Greifer, die Transporter. Dann, am ersten Tag im Einsatz, stellen Sie fest, dass der Roboter die H\u00e4lfte der Arbeitspunkte nicht erreicht. Oder zwei Arme kollidieren bei voller Geschwindigkeit. Oder dass die tats\u00e4chliche Zykluszeit 30% l\u00e4nger ist, als Sie dem Kunden versprochen haben. <\/p>\n\n
Alle diese kostspieligen \u00dcberraschungen haben einen gemeinsamen Nenner: Sie wurden zu sp\u00e4t entdeckt, und zwar an der realen Linie, anstatt in der virtuellen Umgebung beseitigt zu werden.<\/p>\n\n
Die Simulation von Roboterzellen mit DELMIA verschiebt diese Entscheidungen noch vor dem ersten Schraubenzieher. Validieren Sie die Konfiguration, Trajektorien und Zykluszeiten an einem digitalen Modell, bevor Sie einen Euro f\u00fcr die physische Installation ausgeben. Dieser Leitfaden zeigt Ihnen genau, wie der Prozess vom Konzept bis zur tats\u00e4chlichen Steuerung funktioniert und warum dies f\u00fcr Ihr Budget wichtig ist. <\/p>\n\n
Die Robotersimulation ist die vollst\u00e4ndige Nachbildung einer Produktionszelle in einer virtuellen Umgebung. Roboter, Werkzeuge, Teile, Vorrichtungen, Schutzz\u00e4une, alles wird bis auf den Millimeter genau reproduziert. An diesem digitalen Modell programmieren Sie die Bewegungen, pr\u00fcfen die Zug\u00e4nglichkeit und messen die Leistung, bevor Sie den Roboter physisch installieren. <\/p>\n\n
DELMIA, entwickelt von Dassault Syst\u00e8mes, ist eine der Referenzplattformen f\u00fcr diese T\u00e4tigkeit. Der Hersteller pr\u00e4sentiert es als eine L\u00f6sung f\u00fcr den Entwurf, die Validierung und die Programmierung von Roboterzellen mit Geschwindigkeit und Genauigkeit, so die offizielle Dokumentation von DELMIA Robotics<\/a>. <\/p>\n\n Der praktische Unterschied ist einfach. Die Terminplanung an der eigentlichen Linie blockiert die Produktion. Jede Stunde Ausfallzeit f\u00fcr Tests und Korrekturen bedeutet direkte Verluste. Die Offline-Programmierung, die in der Simulation validiert wird, h\u00e4lt die Linie am Laufen, bis die neue Zelle produktionsbereit ist. Die finanziellen Vorteile dieses Ansatzes habe ich in einem separaten Artikel \u00fcber die Kosteneffizienz der Robotersimulation und die Kosteneinsparungen durch Offline-Programmierung<\/a> erl\u00e4utert. <\/p>\n\n F\u00fcr einen Entscheidungstr\u00e4ger stellt sich nicht die Frage, ob sich die Simulation lohnt. Es geht darum, wie viel Sie ohne sie verlieren. <\/p>\n\n Der DELMIA-Simulationsprozess folgt einem logischen Pfad in klaren Schritten. Jeder Schritt eliminiert eine Kategorie von Risiken. Wenn Sie einen dieser Schritte auslassen, verschieben Sie das Risiko auf die reale Linie, wo die Korrektur zehnmal so viel kostet. <\/p>\n\n Der gesamte Weg sieht wie folgt aus: Importieren von CAD-Modellen und Erstellen der Konfiguration, Definieren aktiver Ger\u00e4te, Offline-Programmierung von Trajektorien, Erreichbarkeitsanalyse, Kollisionserkennung, Zykluszeitsimulation, Programmkonvertierung in reale Steuerungen und abschlie\u00dfende Validierung. Wir gehen sie der Reihe nach durch. <\/p>\n\n Diese strukturierte Methodik ist in der Literatur anerkannt. Forschungspublikationen aus dem Bereich der Fertigungstechnik, wie z.B. bei ScienceDirect indizierte Studien zur Offline-Roboterprogrammierung<\/a>, best\u00e4tigen, dass eine phasenweise virtuelle Validierung die Fehler bei der Inbetriebnahme erheblich reduziert. <\/p>\n\n Alles beginnt mit der richtigen Geometrie. Importieren Sie CAD-Modelle der Halle, der Ausr\u00fcstung und der Werkst\u00fccke in DELMIA. Je realistischer das Modell ist, desto zuverl\u00e4ssiger ist die Simulation. <\/p>\n\n Und hier kommt der erste Fallstrick ins Spiel. Eine unvollst\u00e4ndige oder ungenaue CAD-Modellierung f\u00fchrt zu einer Simulation, die auf dem Bildschirm perfekt aussieht, aber nicht mit der realen Halle \u00fcbereinstimmt. Fehlende Z\u00e4une, nicht ber\u00fccksichtigte Pfosten, ungef\u00e4hre Einbauten \u2013 all das f\u00fchrt bei der Installation zu unerwarteten Kollisionen. <\/p>\n\n F\u00fcr bestehende Anlagen ohne CAD-Dokumentation ist die L\u00f6sung das 3D-Scannen und die Modellrekonstruktion. Dieses industrielle Reverse-Engineering-Verfahren verwandelt ein reales Teil in ein genaues 3D-Modell<\/a>, das direkt im Simulationsaufbau verwendet werden kann. Ohne eine genaue Geometrie der vorhandenen Umgebung bleibt die Validierung einer neuen Zelle in einer alten Halle unvollst\u00e4ndig. <\/p>\n\n Die Geometrie allein bewegt nichts. Der n\u00e4chste Schritt besteht darin, statische Modelle in aktive Ger\u00e4te mit echter Kinematik zu verwandeln. <\/p>\n\n Sie definieren jeden Roboter mit seinem genauen Modell: Anzahl der Achsen, Gelenkgrenzen, maximale Geschwindigkeit und Reichweite. DELMIA enth\u00e4lt Bibliotheken mit Robotern der f\u00fchrenden Hersteller FANUC, ABB, KUKA, Yaskawa, FANUC, ABB, KUKA, Yaskawa, mit realen kinematischen Parametern, so dass das virtuelle Verhalten dem physischen Verhalten entspricht. <\/p>\n\n Dasselbe tun Sie mit den Werkzeugen: Vorrichtungen, Schwei\u00dfk\u00f6pfe, Klebstoffauftragsk\u00f6pfe. Sie definieren den Arbeitspunkt jedes Werkzeugs, denn alle Bahnen werden um diesen Punkt herum berechnet. Sie f\u00fcgen die Vorrichtungen hinzu, die das Werkst\u00fcck halten, und die Tr\u00e4ger, die es bewegen. Das Ergebnis ist eine komplette Zelle, in der sich jede Komponente genau so bewegt, wie sie es in der Realit\u00e4t tun wird. <\/p>\n\n Wenn die Zelle vollst\u00e4ndig ist, beginnen Sie mit der eigentlichen Programmierung. Sie definieren die Punkte, durch die das Roboterwerkzeug f\u00e4hrt, die Reihenfolge der Operationen und die Bewegungsparameter. Dies ist eine Offline-Programmierung: Sie schreiben das Roboterprogramm, ohne den physischen Roboter zu ber\u00fchren. <\/p>\n\n Der Vorteil f\u00fcr das Unternehmen liegt auf der Hand. Der Ingenieur programmiert im B\u00fcro, w\u00e4hrend die bestehende Anlage weiter produziert. Es gibt keine Ausfallzeiten und keine wiederholten Versuche mit teuren Ger\u00e4ten. Laut einer Marktstudie von ABI Research \u00fcber die Offline-Programmierl\u00f6sungen von Dassault Syst\u00e8mes<\/a> geh\u00f6rt diese Technologie zu den ausgereiftesten in der Branche. <\/p>\n\n H\u00e4ufige Fehler in diesem Stadium sind es wert, im Voraus zu wissen, denn jeder einzelne kostet Geld. Wir haben sie in unserem Artikel \u00fcber 5 kostspielige Fehler bei der Offline-Roboterprogrammierung und wie Sie sie vermeiden k\u00f6nnen<\/a> detailliert analysiert. <\/p>\n\n Bevor Sie die Bewegungen optimieren k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie eine grundlegende Frage kl\u00e4ren: Erreicht der Roboter physisch alle Arbeitspunkte?<\/p>\n\n Die Erreichbarkeitsanalyse pr\u00fcft genau dies. DELMIA berechnet, ob jede programmierte Position innerhalb der Reichweite des Roboters liegt, wobei alle Gelenkbeschr\u00e4nkungen ber\u00fccksichtigt werden. Unerreichbare Punkte, tote Zonen, erscheinen sofort auf dem Modell. <\/p>\n\n Diese Pr\u00fcfung \u00e4ndert wichtige Designentscheidungen. Wenn ein Punkt unzug\u00e4nglich ist, haben Sie klare Optionen: Positionieren Sie den Roboter neu, w\u00e4hlen Sie ein Modell mit gr\u00f6\u00dferem Radius oder verschieben Sie das Teil. All diese Entscheidungen werden jetzt auf dem Bildschirm getroffen, wenn die Kosten der \u00c4nderung gleich Null sind. Werden die gleichen Probleme an der realen Produktionslinie entdeckt, bedeuten sie Umgestaltungen, die Bestellung neuer Ausr\u00fcstung und wochenlange Verz\u00f6gerungen. <\/p>\n\n Der Roboter erreicht alle Punkte. Aber kommt er dort an, ohne etwas zu treffen? <\/p>\n\n Die Kollisionserkennung pr\u00fcft automatisch jede Bewegung gegen alle Objekte in der Zelle. DELMIA meldet jeden Kontakt zwischen Roboter und Halterung, zwischen Arm und Zaun oder zwischen zwei gleichzeitig arbeitenden Robotern. Es pr\u00fcft auch gef\u00e4hrliche Ann\u00e4herungen, nicht nur tats\u00e4chliche Kollisionen. <\/p>\n\n F\u00fcr Zellen mit mehreren Robotern ist die Koordination der Bewegungen von entscheidender Bedeutung. Die Forschung zur Kollisionspr\u00fcfung bei der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter, die in Studien wie der zur expliziten Darstellung von Gefahrenzonen<\/a> dokumentiert ist, zeigt, wie wichtig dieser Schritt f\u00fcr die Betriebssicherheit ist. Eine unentdeckte Kollision in der Simulation f\u00fchrt in der Realit\u00e4t zu einem besch\u00e4digten Roboter und einem Produktionsstopp. <\/p>\n\n Nachdem Sie Kollisionen beseitigt haben, optimieren Sie die Flugbahnen f\u00fcr k\u00fcrzere und gleichm\u00e4\u00dfigere Bewegungen. Jede pro Zyklus eingesparte Sekunde wird mit der Anzahl der pro Jahr produzierten Teile multipliziert. <\/p>\n\n Hier liefert die Simulation die Zahl, die das Management erwartet: wie viel die Zelle realistisch produziert.<\/p>\n\n DELMIA berechnet die Zykluszeit auf der Grundlage der tats\u00e4chlichen Bewegungen des Roboters: Beschleunigungen, Verlangsamungen, technologische Pausen. Dabei handelt es sich nicht um eine optimistische Sch\u00e4tzung, sondern um eine Zeit, die sich aus der tats\u00e4chlichen Kinematik der Anlage ergibt. Die Zykluszeit gibt den Produktionsdurchsatz an: wie viele Teile pro Stunde, pro Schicht, pro Jahr. <\/p>\n\n Diese Zahl hat direkte gesch\u00e4ftliche Auswirkungen. Auf ihrer Grundlage bemessen Sie Ihre Kapazit\u00e4ten, machen Ihren Kunden Versprechungen und berechnen Ihre Kapitalrendite. Eine in der Simulation validierte Zykluszeit ist ein Versprechen, das Sie halten k\u00f6nnen. Eine grob gesch\u00e4tzte Zykluszeit ist eine Quelle f\u00fcr Vertragsstrafen. <\/p>\n\n Fallstudien aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie, wie die von der European Green Digital Digital Coalition dokumentierte Dassault-Methodenanalyse<\/a>, zeigen, wie die virtuelle Zykluszeitvalidierung eine \u00dcber- oder Unterdimensionierung von Linien verhindert.<\/p>\n\n Das in der Simulation validierte Programm spricht noch nicht die Sprache des physischen Roboters. Jeder Hersteller, FANUC, ABB, KUKA, verwendet seine eigene Programmiersprache. Die Programmkonvertierung (Post-Processing) sorgt f\u00fcr die \u00dcbersetzung. <\/p>\n\n DELMIA wandelt die Trajektorien und die programmierte Logik in den nativen Code der jeweiligen Steuerung um. Das resultierende Programm wird direkt auf den realen Roboter geladen, ohne dass es manuell umgeschrieben werden muss. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die Simulationsarbeit in die tats\u00e4chliche Produktion \u00fcbergeht. <\/p>\n\n Die Qualit\u00e4t des Konvertierungsmoduls bestimmt, wie getreu das Programm \u00fcbertragen wird. Ein korrekt konfiguriertes Modul bedeutet, dass der reale Roboter genau das reproduziert, was Sie virtuell validiert haben. Damit schlie\u00dft sich der Kreis zwischen der digitalen und der physischen Welt. <\/p>\n\n Bevor Sie das Programm auf die reale Linie \u00fcbertragen, f\u00fchren Sie eine vollst\u00e4ndige Validierung der Zelle durch. Sie f\u00fchren das gesamte Programm in der Simulation durch, von Ende zu Ende, und \u00fcberpr\u00fcfen, ob alle vorherigen Schritte zusammenpassen. <\/p>\n\n Best\u00e4tigen Sie die Zug\u00e4nglichkeit aller Punkte, die Abwesenheit von Kollisionen, die angestrebte Zykluszeit und die Korrektheit des exportierten Codes. Diese abschlie\u00dfende Validierung ist das digitale \u00c4quivalent einer technischen Abnahme. Alles, was sie besteht, sollte auf dem echten Ger\u00e4t identisch funktionieren. <\/p>\n\n Hier zeigt sich der wahre Wert der Methodik. Der Unterschied zwischen Validierung und tats\u00e4chlicher Inbetriebnahme ist ein wichtiges Thema, das unsere S\u00e4ule Prozessvalidierung und Simulationsservices<\/a> vollst\u00e4ndig abdeckt. Eine rigorose virtuelle Validierung reduziert die Zeit f\u00fcr die physische Inbetriebnahme drastisch. <\/p>\n\n Die Simulation einer Roboterzelle mit DELMIA ist die vollst\u00e4ndige Nachbildung einer Produktionszelle in einer virtuellen Umgebung, einschlie\u00dflich Robotern, Werkzeugen, Vorrichtungen und F\u00f6rderanlagen. An diesem digitalen Modell programmieren Sie Bewegungen, pr\u00fcfen die Zug\u00e4nglichkeit und messen die Zykluszeit, bevor Sie die Zelle physisch einrichten, und vermeiden so kostspielige Risiken, die sonst in der realen Produktion auftreten w\u00fcrden. <\/p>\n\n Die Planung auf der tats\u00e4chlichen Linie blockiert die Produktion, jede Stunde Ausfallzeit f\u00fcr Tests bedeutet direkte Verluste. Die Offline-Planung, die in der DELMIA-Simulation validiert wird, wird im B\u00fcro durchgef\u00fchrt, w\u00e4hrend die bestehende Linie weiter produziert. Das daraus resultierende Programm wird erst dann auf den Roboter geladen, wenn die Zelle bereit ist, in die Produktion zu gehen. <\/p>\n\n Die Analyse der Erreichbarkeit best\u00e4tigt, ob der Roboter physisch alle Arbeitspunkte erreicht, wobei die Einschr\u00e4nkungen der Gelenke ber\u00fccksichtigt werden. Unerreichbare Punkte, so genannte tote Zonen, werden sofort auf dem Modell angezeigt. Auf diese Weise k\u00f6nnen Sie den Roboter, die Vorrichtung oder das Teil neu positionieren, wenn die Kosten f\u00fcr die \u00c4nderung gleich Null sind, und nicht erst nach der physischen Installation. <\/p>\n\n DELMIA berechnet die Zykluszeit auf der Grundlage der tats\u00e4chlichen Bewegungen des Roboters, einschlie\u00dflich Beschleunigungen, Verlangsamungen und technologischer Pausen. Das Ergebnis ist eine Zahl, die von der tats\u00e4chlichen Kinematik der Anlage abgeleitet ist, und keine optimistische Sch\u00e4tzung. Auf der Grundlage dieser validierten Zeit bestimmen Sie die Kapazit\u00e4t der Anlage und berechnen die Rentabilit\u00e4t der Investition. <\/p>\n\n Die Programmkonvertierung ist die Phase, in der das in der Simulation validierte Programm in die Muttersprache der realen Robotersteuerung \u00fcbersetzt wird, die f\u00fcr jeden Hersteller wie FANUC, ABB oder KUKA spezifisch ist. Das resultierende Programm wird direkt auf den physischen Roboter geladen, ohne dass es manuell umgeschrieben werden muss, wodurch der Kreislauf zwischen der virtuellen und der realen Umgebung geschlossen wird. <\/p>\n\n DELMIA erfordert teure Lizenzen, spezialisierte Ingenieure und Erfahrung, die bei echten Projekten gesammelt wurde. F\u00fcr die meisten Unternehmen ist es wirtschaftlich nicht sinnvoll, dieses Fachwissen intern zu erwerben. Durch Outsourcing erhalten Sie Zugang zu validiertem Output, Konfiguration, einsatzbereiten Programmen und best\u00e4tigten Zykluszeiten, ohne in Infrastruktur und Schulung investieren zu m\u00fcssen. <\/p>\n\n DELMIA ist ein leistungsstarkes Werkzeug, aber es ist kein einfaches Werkzeug. Es erfordert teure Lizenzen, spezialisierte Ingenieure und Erfahrung, die bei echten Projekten gesammelt wurde. F\u00fcr die meisten Unternehmen ist es wirtschaftlich nicht sinnvoll, dieses Fachwissen intern zu erwerben. <\/p>\n\n Wenn Sie die Simulation an einen spezialisierten Partner auslagern, k\u00f6nnen Sie auf das Ergebnis zugreifen, ohne in Infrastruktur und Schulung investieren zu m\u00fcssen. Sie erhalten eine validierte Konfiguration, einsatzbereite Programme und best\u00e4tigte Zykluszeiten, auf denen Sie Ihre Gesch\u00e4ftsentscheidungen mit Zuversicht aufbauen k\u00f6nnen. <\/p>\n\n Wenn Sie eine Investition in eine Roboterzelle vorbereiten oder ein bestehendes Projekt vor der Installation validieren m\u00f6chten, kann unser Team den gesamten DELMIA-Simulationsprozess \u00fcbernehmen. Kontaktieren Sie uns f\u00fcr ein Gespr\u00e4ch \u00fcber Ihr Projekt<\/a> und finden Sie heraus, welche Risiken wir beseitigen k\u00f6nnen, bevor sie sich auf Ihr Budget auswirken.<\/p>\n\nVollst\u00e4ndiger Arbeitsablauf: vom Konzept bis zur Validierung<\/h2>\n\n
Importieren Sie CAD-Modelle und erstellen Sie eine virtuelle Konfiguration<\/h2>\n\n
Definition der Ausr\u00fcstung: Roboter, Greifer, Spannvorrichtungen, Vorrichtungen, F\u00f6rderb\u00e4nder<\/h2>\n\n
Offline-Programmierung und Generierung von Trajektorien<\/h2>\n\n
Analyse der Erreichbarkeit und Identifizierung von toten Zonen<\/h2>\n\n
Kollisionserkennung und Bewegungsoptimierung<\/h2>\n\n
Simulation von Zykluszeit und Durchsatz<\/h2>\n\n
Programmkonvertierung und Export zu echten Controllern<\/h2>\n\n
Abschlie\u00dfende \u00dcberpr\u00fcfung und Validierung<\/h2>\n\n
H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n\n
Was ist die Roboterzellen-Simulation mit DELMIA?<\/h3>\n\n
Was ist der Unterschied zwischen Offline- und Online-Programmierung?<\/h3>\n\n
Was pr\u00fcft die Erschwinglichkeitsanalyse in einer Robotersimulation?<\/h3>\n\n
Wie hilft DELMIA bei der korrekten Einsch\u00e4tzung der Zykluszeit?<\/h3>\n\n
Was ist die Programmkonvertierung (Post-Processing) in der DELMIA-Robotersimulation?<\/h3>\n\n
Warum sollten Sie die DELMIA-Simulation auslagern, anstatt sie selbst durchzuf\u00fchren?<\/h3>\n\n
Warum das Outsourcing der DELMIA-Simulation f\u00fcr Ihr Unternehmen sinnvoll ist<\/h2>\n\n