Suchergebnisse

Im Kontext Industrie 4.0 ist oft von OPC UA zu hören. Mehr und mehr werden hier Domänenmodelle entwickelt und angewandt. Diese legen für eine Art von System, zum Beispiel eine industrielle Pumpe, fest, welche Werte und Funktionen über OPC UA zur Verfügung stehen. Diese Festlegung schafft Mehrwert, da sie für alle Pumpen gilt. Dieser Beitrag behandelt die Hintergründe zur Entstehung von Domänenmodellen, beleuchtet, durch wen die Entwicklung vorangetrieben wird, und zeigt Trends der Modellentwicklung auf.
OPC UA is often mentioned in connection with Industry 4.0. More and more domain models are developed and used in this context. These domain models specify values and functions available via OPC UA for a specific kind of device, e.g. industrial pumps. The added value lies in the exact same values and functions being used by all pumps. This article shows the backgrounds of domain model development, who initiates the development, and what current trends exist for OPC UA domain models.

Der Impulsaktor bietet einen Ansatz, durch mechanische Stöße die Dynamik von Vorschubachsen deutlich zu erhöhen und nahezu sprunghafte Geschwindigkeitsänderungen zu erlauben. In diesem Beitrag wird vorgestellt, wie ein Versuchsstand mit zwei Vorschubantrieben, der bereits einen zusätzlichen Aktor besitzt, um einen Aktor in der zweiten Achse erweitert und die Bahnplanung mit zwei Aktoren angepasst wird. Ein Nachweis der Funktionalität erfolgt simulativ an einem Mehrkörpermodell.
 
The impact-based actuator is an approach to significantly increase the dynamics of feed axes by means of mechanical impacts, enabling almost abrupt velocity changes. This paper presents a test stand with two feed drives and one additional actuator is being extended by another actuator in the second axis and shows how path planning is adapted to operation with two actuators. A verification of the functionality is done simulatively on a multi-body model.

Die Entwicklung branchenspezifischer OPC-UA-Modelle schreitet stetig voran. Um die benötigte Interoperabilität der Geräte sicherzustellen, werden Konformitätstests definiert. Dieser Beitrag führt die Grundlagen für OPC-UA-Tests ein und zeigt die Definition und Verwendung an den zwei Beispielen von OPC UA für Werkzeugmaschinen und OPC UA für die Wägetechnik. Zudem wird eine Methode für die Aufwandsabschätzung als Handreichung für Standardisierungsarbeitsgruppen vorgestellt.
 
There is an ongoing development of domain-specific OPC UA specifications. Test cases are defined to achieve the required interoperability between OPC UA devices. This article explains the basics of OPC UA testing and points out the test definition and usage by two examples: OPC UA for machine tools and OPC UA for weighing technology. In addition, the effort required by specification groups to define the test cases is estimated.

Zahnstange-Ritzel-Antriebe werden überwiegend bei großen Werkzeugmaschinen eingesetzt und häufig mit indirekter Lageregelung betrieben. Hieraus resultiert eine geringe Positioniergenauigkeit und ein unzureichendes dynamisches Nachgiebigkeitsverhalten. Um den hohen Genauigkeitsanforderungen moderner Werkzeugmaschinen gerecht zu werden, wird in diesem Beitrag eine beschleunigungsbasierte Störgrößenkompensation vorgestellt. Experimentelle Ergebnisse belegen eine Verbesserung des Störverhaltens.
 
Rack-and-pinion drives are mainly used in large machine tools and controlled by indirect position control. This leads to low positioning accuracy as well as an insufficient dynamic compliance. To meet the high accuracy requirements of modern machine tools, this paper presents an acceleration-based disturbance compensation. Experimental results prove a considerable improvement of the disturbance behavior.

Numerische Steuerungen haben sich als entscheidendes Automatisierungselement in den Bereichen Drehen und Fräsen etabliert. Dabei ist ihre Fähigkeit essenziell, eine Trajektorie durch im Maschinencode gegebene Stützpunkte unter gegebenen Nebenbedingungen wie Dynamikgrenzen zu legen. Der Übertrag dieser Fähigkeit auf andere industrielle Prozesse ist vielversprechend. In diesem Beitrag wird vorgeschlagen, wie numerische Steuerungen verwendet werden können, um den Prozess des Schwerkraftmetallgießens zu automatisieren.
 
Numerical controls have established themselves as a decisive automation element in the fields of turning and milling. Their ability to create a trajectory under given constraints such as dynamic limits based on control points given in the machine code, is essential here. The transfer of this capability to other industrial processes is promising. This paper proposes how to use numerical controls to automate the process of gravity die casting.

Viele Arbeitskreise im VDMA erarbeiten oder planen eine OPC UA Companion Specification oder haben bereits eine Companion Specification veröffentlicht. Dabei müssen Inhalte konsolidiert und anschließend modelliert werden. Verschiedene Gruppen stehen hier oft vor ähnlichen Designentscheidungen. Solche Fälle, deren Hintergrund und die entsprechenden Designentscheidungen werden in diesem Beitrag von den Autoren, die an der Erstellung der CS für die Wägetechnik oder für Werkzeugmaschinen beteiligt waren, beleuchtet.
 
At the moment, many working groups within the VDMA are thinking about working on or have already released an OPC UA Companion Specification for their specific domain. When writing a CS, many decisions on how to represent the domain specific information are made. These decisions are most often the same for other domains as well. The authors have been working with the specifications for weighing technology respectively machine tools and will present such design decisions.

Die virtuelle Inbetriebnahme erlaubt das digitale Vorabtesten bei der Entwicklung von Maschinen und Anlagen und spart Kosten durch eine frühzeitige Fehlererkennung. Die initiale Erstellung von Simulationsmodellen für diese Phase ist sehr aufwendig. Der Beitrag erläutert die Idee eines intelligenten Assistenzsystems, das fehlende Komponenten in einem Gesamtsimulationsmodell mittels KI-Verfahren durch Ersatzmodelle kompensiert.

Virtual commissioning allows for digital pre-testing during the development of machines and plants and saves costs through early fault detection. The initial creation of simulation models in this phase is very time-consuming. The article explains the idea of an intelligent assistance system that compensates for missing components in an overall simulation model by performing an AI-based search for suitable replacement models.

Mit der Popularität von Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) und Companion Specifications (CS) wird ein allgemeines Verständnis von OPC-UA-Modellen wichtiger. Dazu hat die OPC Foundation ein Best Practices Whitepaper verfasst, um die Modellierenden zu unterstützen. Dieser Beitrag beschreibt, welche Inhalte in verschiedener Weise zur Nutzung und Überprüfung von OPC-UA-Modellen und Implementierungen geeignet sind und inwiefern diese Nutzung automatisiert erfolgen kann.

Das Rührreibschweißen ist ein modernes Fügeverfahren, das aufgrund zahlreicher Vorteile gegenüber konventionellen Schweißmethoden vor allem für den Leichtbau interessant ist. Die Modellierung des Verfahrens ermöglicht sowohl ein tiefer gehendes Verständnis als auch die Entwicklung von Methoden zur Prozessoptimierung. In diesem Beitrag wird ein Modell zur Vorhersage der auftretenden Prozesskräfte während der Eintauchphase beim roboterbasierten Rührreibschweißen von Polycarbonat vorgestellt.

Friction stir welding is a modern joining process that is particularly interesting for lightweight construction due to numerous advantages over conventional welding methods. Modeling the process provides both a deeper understanding of the process as well as the development of methods for process optimization. This paper presents a model to predict the process forces occurring during the plunging phase in robotic friction stir welding of polycarbonate.

In der innerbetrieblichen Dateninfrastruktur spielt OPC UA eine maßgebliche Rolle zur Datenerfassung. Dies wird anhand der für OPC UA definierten Testfälle am Beispiel der OPC 40200 erläutert und es werden Vorteile der Tests für verschiedene Nutzergruppen diskutiert. Der Beitrag dieser Testfälle zur Interoperabilität mit anderen Technologien der Dateninfrastruktur wird aufgezeigt.

OPC UA plays an important role for data collection in the internal data infrastructure. The test cases defined for OPC UA are exemplified on OPC 40200. The paper points out the benefits of the tests for different user groups and how the test cases contribute to interoperability with other technologies in the data infrastructure.

Um wettbewerbsfähig zu bleiben, streben Unternehmen eine effiziente, fehlerfreie Produktion an. Neben der End-of-Line-Qualitätskontrolle mit anschließender Nacharbeit, bestehen Ansätze, um Prozessparameter entlang des Materialflusses für eine Fehlerkompensation anzupassen. In einer software-definierten Fertigung nimmt dieser Planungsraum durch Enabler der Industrie 4.0 weiter zu. Dieser Beitrag zeigt eine Konzeption für die iterative Planung der Fertigungsprozesse, um das vollständige Potenzial des Produktionssystems für die Produktion individueller fehlerfreier Produkte zu nutzen.
To remain competitive, companies strive for efficient, defect-free production. In addition to end-of-line quality control with subsequent rework, there are approaches to adjust process parameters along the material flow for error compensation. In software-defined manufacturing, this planning space increases further due to enablers of Industry 4.0. This paper presents a scheme for iterative planning of manufacturing processes to exploit the full potential of a production system for manufacturing individual defect-free products.

Die Vorspannung ist eine zentrale Größe für Kugelgewindetriebe, da sie Umkehrspiel und Nachgiebigkeit minimiert, gleichzeitig jedoch die Reibung und den Verschleiß erhöht. Die Vorspannungsnachstellung an Kugelgewindetrieben bietet die Möglichkeit, Verschleißerscheinungen zu minimieren und die Lebensdauer bei gleichbleibendem Betriebsverhalten zu erhöhen. In diesem Beitrag werden passive, rein mechanische Konzepte zur belastungsgerechten Vorspannungsnachstellung vorgestellt, die gegenüber bestehenden Lösungsansätzen vorteilhaft hinsichtlich der Kosten und des Integrationsaufwandes sind.
The preload is a key factor for ballscrew drives, as it minimizes backlash and compliance while increasing friction and thus wear. Preload adjustment on ballscrews allows for minimizing wear and increasing service life while maintaining the same operating behavior. This article presents purely mechanical methods for load-compliant preload adjustment, which are advantageous compared to existing solution approaches in terms of cost and integration effort.

Von Industrierobotern wird zunehmend eine hohe Bahn genauigkeit und ein gutes Störunterdrückungsverhalten gefordert. Um dem gerecht zu werden, wird hier ein semiaktiver Dämpfungsansatz vorgestellt, der Antriebsstrangschwingungen aktorbasiert dämpft. Damit geht ein stärker gedämpftes Systemverhalten einher, wodurch sich die Regelverstärkungsfaktoren erhöhen lassen. Das Resultat ist ein verbessertes Gesamtverhalten, das an einem "Kr210–2" von Kuka mit semiaktiver Dämpfung an Achse 1 nachgewiesen wird.
 
Industrial robots are increasingly required to provide high path accuracy and good disturbance rejection behavior. In order to achieve this, a semi-active damping approach is presented, which damps drive train vibrations actuator-based. This leads to a more damped system behavior, allowing control gains to be increased. The result is an improved overall behavior, which is demonstrated on a Kuka Kr210–2 with semi-active damping on axis 1.

Der Einsatz von Industrierobotern erlaubt auch kleineren Betrieben die Automatisierung verschiedener Bearbeitungsschritte. Daraus resultierende Möglichkeiten für die flexible Kleinserienfertigung stellen jedoch gleichzeitig große Anforderungen an die Werkstückaufspannung. Dieser Beitrag stellt ein Konzept für eine vollautomatische Werkstückfixierung vor, welche die Bearbeitung von großflächigen Schalenelementen aus leicht zerspanbaren Werkstoffen durch Umpositionieren von Vakuumgreifern während der spanenden Bearbeitung ermöglicht.
 
The use of industrial robots enables small-sized enterprises to automate various processing steps. The possibilities for flexible small series production result in great demands being placed on workpiece clamping. A concept for fully automatic workpiece fixturing is presented to enable the manufacturing of large-area shell elements that are made of easily machinable material by dynamic repositioning of vacuum grippers during machining.

Bei mehrstufigen Produktionssystemen rotierender Bauteile kann bereits ein kleiner Fehler zu Ausschuss führen. Um die Wettbewerbsfähigkeit europäischer Unternehmen zu gewährleisten, wird eine Null-Fehler Fertigung angestrebt. In diesem Beitrag wird dafür eine Web-App vorgestellt, die Bauteilvari- ationen automatisch erkennen und Fehlerkompensations- strategien ableiten kann. Das Potenzial des mehrstufigen Produktionssystems wird genutzt, um Fehler am Bauteil im Produktionsfluss durch eine geeignete Steuerung und Regelung zu beheben.
 
In multi-stage manufacturing systems of rotating parts, even a small defect can lead to rejects. In order to maintain competitiveness, European companies aim for zero-defect manufacturing. We present a web app that can automatically detect part variations and derive defect compensation strategies. The potential of the multi-stage production system is used to eliminate part defects downstream by means of suitable control.