Maschi­nen­bau mit dem vir­tu­el­len Zwilling

Vir­tu­el­le Rea­li­tät im Maschi­nen- und Anla­gen­bau: Aktu­ell geben hoch­auf­lö­sen­de VR-Bril­len vor allem den täg­lich neu auf den Markt kom­men­den Com­pu­ter­spie­len den beson­de­ren Kick. Len­ze nutzt die­se Tech­nik hin­ge­gen ver­mehrt als über­aus effek­ti­ves Werk­zeug im Engi­nee­ring und Trai­ning. Das Poten­zi­al der VR liegt vor allem dar­in, dass sich immer kom­ple­xe­re Auto­ma­ti­sie­rungs­zu­sam­men­hän­ge leich­ter beherr­schen las­sen, weil Pro­gram­mie­rer und Kon­struk­teu­re ihre Anwen­dun­gen dank eines digi­ta­len Zwil­lings live erle­ben können.

In der Kon­struk­ti­ons- und Engi­nee­ring­pha­se von Maschi­nen sind die Kom­bi­na­ti­ons­mög­lich­kei­ten von Moto­ren mit unter­schied­li­chen Getrie­ben noch ver­gleichs­wei­se sim­pel in Geo­me­trie und Abma­ßen vor­stell­bar. Aus­ge­klü­gel­te Soft­ware­an­wen­dun­gen oder Roboter­lö­sun­gen brin­gen jedoch eine Kom­ple­xi­tät mit sich, die mit ihrem Detail­reich­tum den mensch­li­chen Hori­zont deut­lich über­steigt. Brin­gen Simu­la­ti­ons­ver­fah­ren und 3D-Model­le am Bild­schirm zwar ers­te tie­fer­ge­hen­de Erkennt­nis­se für Zusam­men­hän­ge, fehlt dabei immer noch der wich­tigs­te Schritt – und zwar das Erle­ben. Die Vir­tu­el­le Rea­li­tät schließt genau die­se Lücke.

Erst mal ein biss­chen spie­len. Wäh­rend in VR-Ver­kaufs­schla­gern wie Resi­dent Evil das Grau­en immer rea­lis­ti­scher hin­ter der nächs­ten Ecke war­tet, macht es die Len­ze-Lösung dem „Spie­ler“ sehr ein­fach, in sei­ner Auto­ma­ti­ons­auf­ga­be den High­score zu errei­chen. Die kann zum Bei­spiel dar­in bestehen, im Mate­ri­al­hand­ling mit dem Robo­ter eine Pick&Place-Anwendung zu rea­li­sie­ren. Mit der Len­ze-Soft­ware-Tool­box FAST hat der Spe­zia­list für Moti­on Centric Auto­ma­ti­on für sol­che Appli­ka­tio­nen bereits Stan­dard­funk­tio­nen in vor­be­rei­te­te Soft­ware­mo­du­le gegos­sen. Damit las­sen sich bei­spiels­wei­se die Bewe­gun­gen einer mehr­ach­si­gen Robo­ter­ki­ne­ma­tik bestim­men, ohne dafür erst in die Tie­fen von Robo­ter­pro­gram­mier­spra­chen ein­stei­gen zu müssen.

So weit, so ein­fach. Doch bei allem Kom­fort in der Pro­gram­mie­rung: Wel­che Aus­wir­kung hat die Ver­än­de­rung von Para­me­tern spä­ter ganz real in der Anwen­dung? Wie ver­än­dert sich die Bewe­gung des Robo­ter­arms, wenn die Antriebs­mo­to­ren die Geschwin­dig­keit vari­ie­ren? Sol­che Fra­ge­stel­lun­gen sind ent­schei­dend, wenn in der Pro­duk­ti­on einer Indus­trie 4.0 von kol­la­bo­rie­ren­den Sys­te­men – also der direk­ten Zusam­men­ar­beit von Mensch und Maschi­ne – gespro­chen wird.

Wenn bei der Pro­jek­tie­rung die vir­tu­el­le Rea­li­tät genutzt wird, dann haben Ent­wick­ler die Chan­ce, durch den mit dem Len­ze-Sys­tem erzeug­ten digi­ta­len Zwil­ling zu erle­ben, wie sich ver­än­der­te Ein­stel­lun­gen in der VR-Welt ganz real aus­wir­ken. Auf die­se Wei­se las­sen sich Pro­gram­mie­run­gen frei von Risi­ken tes­ten und opti­mie­ren. Len­ze sieht hier auch einen deut­li­chen Gewinn an Sicher­heit – sowie aus Sicht des Pro­jek­tes in Gestalt eines stö­rungs­frei­en Betriebs, als auch für den spä­te­ren Schutz der Men­schen vor mög­li­chen Fehl­funk­tio­nen. In dem Kon­struk­teu­re oder Soft­ware­ent­wick­ler bei ihrer Arbeit durch die vir­tu­el­le Bril­le schau­en, lässt sich ein­drucks­voll – eben haut­nah – erle­ben, ob Safe­ty-Funk­tio­nen in der Rea­li­tät wirk­lich grei­fen und wie Min­dest­ab­stän­de bei ver­schie­de­nen Maschi­nen­ge­schwin­dig­kei­ten wirken.

Damit alle an einem Pro­jekt Betei­lig­ten mög­lichst umfas­send wis­sen, was mit der ein­ge­setz­ten Hard­ware alles mög­lich ist, lässt sich die vir­tu­el­le Rea­li­tät bereits vor der Pla­nungs- und Ent­wick­lungs­pha­se nut­zen – und zwar im Trai­ning. Mit der VR-Bril­le sind kom­ple­xe Anwen­dun­gen sehr gut dar­stell­bar – ent­spre­chend ein­fach und anschau­lich lässt sich das rea­li­täts­ge­treue Lern­um­feld erle­ben. Der Stoff ist so im Ver­gleich zu kon­ven­tio­nel­len Lern­me­tho­den und Dar­stel­lungs­for­men inten­si­ver und leich­ter erlern­bar. Ler­nen in der VR bedeu­tet, sich aktiv in der simu­lier­ten Rea­li­tät zu bewe­gen, unter Anlei­tung Übun­gen durch­zu­füh­ren und dabei nach­zu­emp­fin­den, wie ein­zel­ne Arbeits­schrit­te im rea­len Maschi­nen­um­feld ablau­fen oder wie ein Pro­dukt auf­ge­baut ist. Dabei spielt es kei­ne Rol­le, wo der Ler­ner sich gera­de tat­säch­lich befin­det und wie viel Uhr es ist, denn die VR ist (zukünf­tig) jeder­zeit und an jedem Ort zugäng­lich und unab­hän­gig von einer rea­len Maschi­ne oder einem Produkt.