14 Externe wissenschaftliche Einrichtungen
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Item Open Access Automatisierte Erstellung von Maschinenmodellen für die Hardware-in-the-Loop-Simulation von Montagemaschinen(2012) Kufner, Annika; Klemm, Peter (Prof. Dr.-Ing.)Diese Arbeit befasst sich mit der automatisierten Erstellung von Maschinenmodellen für die Hardware-in-the-Loop-Simulation von Montagemaschinen. Die Erstellung erfolgt auf Basis bereits vorhandener Engineeringdokumente. Somit kann der Aufwand für die Hardware-in-the-Loop-Simulation signifikant reduziert werden.Item Open Access Konzeption einer funktional einheitlichen Applikationsschnittstelle für Ethernet-basierte Bussysteme(2011) Lechler, Armin; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.)Die Wandlungsfähigkeit der Produktionstechnik hat neben maschinenbaulichen und organisatorischen Veränderungen insbesondere Auswirkungen auf die Systemarchitektur von Maschinen und Anlagen. Aktuelle Systemarchitekturen zeichnen sich durch Dezentralisierung und vernetzte mechatronische Module aus. Der Trend in der Automatisierungstechnik zur Dezentralisierung und zu mechatronischen Systemen führt zu einem erhöhten Kommunikationsaufwand innerhalb solcher Systemarchitekturen. Der Zugriff auf die Kommunikationssysteme aus der Applikation heraus unterscheidet sich grundlegend zwischen den einzelnen existierenden Bussystemen. Dies führt dazu, dass busspezifische Informationen in den Applikationen selbst enthalten sind. Applikation sind dadurch vom verwendeten Kommunikationssystem abhängig und können nicht ohne aufwändige Anpassung über ein anderes Bussystem kommunizieren. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es Automatisierungssysteme und insbesondere Anwendungsprogramme sowie Applikationen zu schaffen, die unabhängig von der eingesetzten Kommunikationstechnik sind. Dazu wird die Konzeption einer funktional einheitlichen Applikationsschnittstelle für Ethernet-basierte Bussysteme betrachtet. Es wird mit Hilfe der Objektorientierten Analyse eine geeignete Sichtweise in Form einer Schnittstelle für industrielle Kommunikationssysteme abgeleitet. Dazu werden die in der Produktionstechnik relevanten Ethernet-basierten Bussysteme und deren zugehörige Applikationsprofile betrachtet. Es wird zunächst durch Abstraktion eine Struktur definiert anhand derer die einzelnen Systeme durch Spezialisierung verglichen und daraus eine einheitliche Applikationsschnittstelle abgeleitet werden kann.Item Open Access Modellbasierte Berechnung der Systemeigenschaften von Maschinenstrukturen auf der Steuerung(2012) Sekler, Peter; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing.)Heutige Entwicklungen in der Maschinentechnik zielen mit zunehmenden Maß darauf ab auch Leichtbautechniken einzusetzen. Dies stellt aber die Maschinenentwickler häufig vor die Problemstellung der verringerten Steifigkeit und Dämpfung der Maschinen durch Verringerung der Masse. Aus Sicht der Steuerungstechnik existieren unterschiedliche Möglichkeiten auftretende Schwingungen der nachgiebigen Maschinenstrukturen zu vermeiden. Einige Schwingungsvermeidungsalgorithmen sind in gängigen industriell eingesetzten NC-Steuerungen integriert. Allerdings benötigen, die Methoden zur Parametrierung die aktuellen Resonanzfrequenzen der Maschine, die je nach Position und Orientierung der Maschinenachsen unterschiedlich ausfallen. Resonanzfrequenzen von Maschinenstrukturen können über die experimentelle modale Analyse oder durch Simulationsmodelle vorab bestimmt werden und der Steuerung als Tabellen zur Verfügung gestellt werden. Die realen, momentanen Resonanzfrequenzen können bei Anregung alternativ auch mit Sensoren, welche in die Maschine integriert sind, ermittelt und berechnet werden. Demgegenüber steht die Performance der Steuerungshardware, die heutzutage hoch genug ist um Resonanzfrequenzen aus Simulationsmodellen auch online auf der Steuerung zu identifizieren. Der Vorteil dieser Methode liegt vor allem darin, dass teure Sensorik und aufwändige Messvorgänge vermieden werden. In der Arbeit wird aus diesen Gründe eine Methodik untersucht, die eine Online-Identifikation von Resonanzfrequenzen anhand von Simulationsmodellen erlaubt. Diese Methode soll neue Möglichkeiten bieten, um bestehende Schwingungsvermeidungsalgorithmen mit Informationen zu versorgen, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit der Maschinen angestrebt wird. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf der schnellen Berechnung von Maschineneigenschaften, welche auf Genauigkeit und Effizienz hin untersucht werden und für die Schwingungsvermeidung verwendet werden.Item Open Access Selbstadaptierende NC-Steuerung für rekonfigurierbare Werkzeugmaschinen(2011) Kircher, Christian; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.)Produzierende Unternehmen müssen zukünftig stärker als bisher auf Marktturbulenzen reagieren können. Hinzu kommt, dass wegen den sich rasch ändernden Marktbedürfnissen die Lebenszyklen von Konsumgütern kürzer sind als die Amortisationszeit der Maschinen auf denen sie gefertigt werden. Deshalb müssen Werkzeugmaschinen wiederverwendbar und an neue Produktionsprozesse anpassbar, das heißt rekonfigurierbar sein. Dies betrifft sowohl den mechanischen Aufbau als auch das Steuerungssystem. Bei einer Rekonfigurierung muss jedes Mal auch die NC-Steuerung (NC) angepasst werden. Dabei sind Abhängigkeiten zwischen der Maschinenstruktur und der NC zu beachten. Sie werden bisher von Spezialisten bei der einmaligen NC-Konfigurierung während der Auslegung und Inbetriebnahme berücksichtigt. Für die schnelle und wirtschaftliche Rekonfigurierung von Werkzeugmaschinen muss die Adaption der NC deshalb weitestgehend automatisch ablaufen. In dieser Arbeit wird durch Übertragung von Plug-and-Play-Prinzipien auf die NC-Konfigurierung eine selbstadaptierende NC entworfen, die sich automatisiert an die Maschinenkonfiguration anpasst. Zusammenfassend wurden folgende Neuerungen erarbeitet: • Ein herstellerunabhängiges Strukturmodell einer adaptierbaren NC wurde definiert. Es basiert auf allgemeingültigen NC-Konfigurierungsobjekten über welche die NC konfiguriert wird. • Plug-and-Play-Systeme wurden analysiert, um Merkmale von Plug-and-Play-Geräten herauszuarbeiten und Voraussetzungen für die Übertragbarkeit von Plug-and-Play-Prinzipien auf die Steuerungstechnik zu definieren. • Ein Konzept für eine selbstadaptierende NC und ein Modulkonzept für Werkzeugmaschinen auf Basis mechatronischer Maschinenmodule wurde erarbeitet. • Zur Abbildung von Maschinen- und Steuerungskonfigurationen sowie ihrer funktionalen Zusammenhänge wurde ein Informationsmodell geschaffen. Darin sind die NC-Konfigurierungsobjekte einer adaptierbaren NC abgebildet. • Für die Selbstadaption der NC wurde eine modellbasierte Konfigurierungsmethode entwickelt. Über funktionale Zuordnungen im Informationsmodell werden alle notwendigen NC-Konfigurierungsobjekte abgeleitet. Ihr Zusammenwirken innerhalb der NC-Konfiguration ist durch Konfigurationsmuster festgelegt. Ein Generator erzeugt auf Basis des Informationsmodells eine NC-Konfigurierungsliste, die anschließend von der NC interpretiert wird.Item Open Access Wiederverwendbare Simulationsmodelle für die domänen- und disziplinübergreifende Produktentwicklung(2012) Voß, Verena; Verl, Alexander (Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult.)Um den Aufwand zur Erstellung von Simulationsmodellen früher zu amortisieren, wird eine domänen- und disziplinübergreifende Wiederverwendung von Simulationsmodellen für unterschiedliche Simulationswerkzeuge angestrebt. Die Wiederverwendbarkeit von Simulationsmodellen kann neben der Wirtschaftlichkeit auch die Qualität der Simulation erhöhen. Um den wirtschaftlichen Einsatz der Simulation zu ermöglichen sowie die Effizienz in der Entwicklung insgesamt zu erhöhen, wird ein Konzept für die domänen- und disziplinübergreifende Wiederverwendung von Simulationsmodellen mit Hilfe eines gemeinsamen Meta-Metamodells für unterschiedliche Domänen und Disziplinen entwickelt.