FORSIM

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND SIMULATIONSTECHNIK

Z2 Ermittlung der Maschinenfähigkeit durch integrierte Simulation thermischer und dynamischer Einflüsse

Arbeitsfeld:

Derzeit wird die Maschinenfähigkeit einer Fertigungsmaschine vorwiegend durch experimentelle Untersuchungen bei unterschiedlichen Betriebszuständen beurteilt. Daneben werden z.T. simulative Verfahren eingesetzt, die bisher jedoch das Defizit aufweisen, bei der Modellbildung die einzelnen Einflußgrößen wie thermisches und dynamisches Verhalten oder Technologie getrennt zu betrachten. Dadurch findet eine Optimierung der einzelnen Parameter und Subsysteme anstelle der Optimierung des Gesamtsystems statt.

In diesem Projekt wird daher mit Hilfe eines Simulationsmodell eine "virtuelle Maschinenfähigkeitsuntersuchung" am Beispiel eines Bestückautomaten durchgeführt. Damit können bereits in einem frühen Entwicklungsstadium einer solchen Maschine alle relevanten Einflüsse auf die Arbeitsgenauigkeit und -geschwindigkeit ermittelt werden.

Anwendung in der Praxis:
Bei der Erstellung des Modells werden die Technologie, die Steuerung sowie die thermischen und dynamischen Einflußgrößen in einem integrierten Ansatz zu einem übergreifenden Modell zusammengeführt.

Durch diese Integration von System- und Technologiesimulation lassen sich Aussagen über die Genauigkeit und Leistungsfähigkeit der Maschine unter variablen industriellen Betriebsbedingungen ableiten, ohne daß ein realer Prototyp vorhanden sein muß.

Die integrierte Betrachtung erlaubt es, unterschiedliche Varianten zur Optimierung der Maschine zu untersuchen, da alle relevanten Einflüsse bereits im Modell hinterlegt sind. Dies können z.B. Veränderungen der mechanischen Teile, der elektrischen Antriebe oder der Steuerungsalgorithmen sein. Auf der Grundlage eines CAD-Modells und der technologischen Anforderungen wird daraus die Maschinenfähigkeit ermittelt. Damit können sowohl die Entwicklungszeiten als auch die Kosten deutlich reduziert werden. Auch die Anzahl der benötigten Prototypen wird durch die Möglichkeit, schon an einem virtuellen Prototypen Maschinenfähigkeitsuntersuchungen durchzuführen, deutlich reduziert.

Die am Beispiel der Bestücktechnologie gewonnen Erkenntnisse werden schließlich auch auf andere Einsatzfelder mit ähnlichen Anforderungen an Genauigkeit und Dynamik übertragen.