Výroba strojů za využití virtuálního dvojčete

Datum 14.05.2018

Virtuální realita ve výrobě strojů a zařízení: V současné době přinášejí brýle pro VR s vysokým rozlišením úžasné vzrušení zejména do počítačových her, které jsou každý den nově uváděny na trh. Naproti tomu Lenze tuto techniku stále více využívá jako velmi efektivní nástroj při vývoji a pro výuku. Potenciál virtuální reality spočívá zejména ve snazším zvládnutí komplexnějších souvislostí v automatizaci, protože programátoři a konstruktéři mohou díky digitálnímu dvojčeti zažít své aplikace na vlastní kůži.

V konstrukční a vývojové fázi si lze z hlediska geometrie a rozměrů poměrně jednoduše představit možnosti kombinací motorů s různými převodovkami. Používání sofistikovaných softwarů anebo robotická řešení však přinášejí komplexnost, která svým množstvím detailů výrazně přesahuje možnosti představivosti člověka. I když simulační procesy a 3D modely na obrazovkách umožňují prvotní hloubkové rozpoznávání souvislostí, stále při tom chybí ten nejdůležitější krok – a tím je prožitek. Virtuální realita tuto mezeru výborně vyplňuje.

Nejprve se trochu podívejme na hry. Zatímco v bestsellerech zaměřených na virtuální realitu, jako je třeba Resident Evil, je stále realističtěji prezentováno něco hrůzného za každým dalším rohem, tak řešení firmy Lenze „hráči“ značně zjednodušuje dosažení highscore při plnění jeho automatizačního úkolu. To může například spočívat v realizaci aplikace Pick&Place při manipulace s materiálem pomocí robota. V rámci softwarového nástroje FAST již pracovníci firmy Lenze pro takovéto aplikace naimplementovali do připravených softwarových modulů příslušné standardní funkce. Díky tomu lze například stanovit pohyby víceosé kinematiky robotů, aniž by bylo nutné se kvůli tomu nejprve ponořit do hlubin programovacích jazyků robotů.

Takové možnosti, a přitom tak snadno dostupné. Ale i přes všechen komfort při programování: Jak se projeví změna parametrů později při zcela reálném provozu? Jak se změní pohyb ramene robota při různých rychlostech hnacích motorů? Klást si takovéto otázky má rozhodující význam, když se ve výrobě v rámci „Průmyslu 4.0“ mluví o spolupracujících systémech – tedy o přímé spolupráci člověka a stroje.

Pokud je při projektování využíváno virtuální reality, mají vývojáři možnost v podobě digitálního dvojčete vytvořeného systémem Lenze zjistit, jak se změny nastavení zcela reálně projeví ve světě virtuální reality. Tímto způsobem je možné provádět bezrizikové testování programů a jejich optimalizaci. Lenze v tomto spatřuje i výrazný nárůst spolehlivosti – jak z pohledu projektu v podobě bezporuchového provozu, tak i z pohledu pozdější ochrany člověka před důsledky chybných funkcí. Když se konstruktéři a vývojáři softwarů dívají při své práci přes virtuální brýle, mohou s prožitkem – zkrátka na vlastní kůži – poznat, zda v realitě opravdu fungují bezpečnostní funkce a jak plní svůj účel minimální odstupy při různých rychlostech strojů.

Aby všichni, kdo se podílejí na projektu, co možná nejlépe věděli, co všechno použitý hardware umožňuje, lze virtuální realitu využít již před fází plánování a vývoje – a sice při školení. Díky brýlím pro virtuální realitu si lze velmi dobře znázornit komplexní aplikace – celkem snadno a názorně lze zakusit reálné učební prostředí. Ve srovnání s konvenčními metodami učení a formami znázornění se tak lze látku naučit intenzivněji a snáze. Učení ve virtuální realitě znamená aktivně se pohybovat v nasimulované realitě, provádět cvičení podle instrukcí a přitom pociťovat, jak v reálném prostředí stroje probíhají jednotlivé pracovní kroky nebo jak je výrobek konstruován. Nehraje přitom roli, kde se člověk ve skutečnosti právě nachází a kolik je hodin, protože virtuální realita je (do budoucna) přístupná vždy a všude a není závislá na skutečném stroji nebo výrobku.

Lenze využívá virtuální realitu stále více jako efektivní nástroj v inženýringu a při školení. Foto: Lenze SE

O firmě Lenze
Firma Lenze je přední společností v oblasti automatizace pro strojírenství. Díky kompetenci a zkušenostem získaných během 70 let své existence je Lenze pro své zákazníky silným partnerem. Portfolio obsahuje velmi kvalitní mechatronické produkty a balíčky, výkonné hardwarové a softwarové systémy pro automatizaci strojů a služby pro digitalizaci v oblastech jako big data management, cloudová a mobilní řešení a software ve spojení s internetem věcí (IoT). Firma Lenze má celosvětově kolem 3 500 zaměstnanců a je zastoupena v 60 zemích. Lenze bude v rámci strategie růstu v příštích letech i nadále zvyšovat investice do oblastí „Průmyslu 4.0“ – s cílem dalšího zvýšení obratu a ziskovosti.