Entwicklung von Verfahren zur Offline-Programmierung sensorbasierter Montageprozesse für Mikrosysteme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Verfahren zur grafischen Offline- Programmierung automatisierter Mikromontageprozesse auf Basis eines virtuellen Anlagenmodells entwickelt, die notwendigen Komponenten implementiert und anhand realer Demonstrationsmontageprozesse verifiziert. Kernpunkt ist dabei die Integration des in der Mikromontage erforderlichen Einsatzes von Sensorik in das Konzept. Die Vorgehensweise zur Offline-Programmierung wird in drei Phasen unterteilt. In der ersten Phase wird der Programm-Code unter Einbeziehung der benötigten Sensorroutinen zunächst in einer Simulationsumgebung erzeugt, anschließend durch einen Postprozessor übersetzt und in einem synchronisierten Modus im Modell und realer Anlage simultan ausgeführt und optimiert, um schließlich in einen autonomen sensorbasierten Mikromontageprozess überführt zu werden. Die zur synchronisierten Ausführung implementierten Schnittstellen können hierbei weiterhin für Monitoring-Zwecke genutzt werden. Die Integration von Sensorik und sensorbasierten Positionier- und Justierverfahren in ein Simulationssystem ist in zweierlei Form durchführbar: Die eingesetzten Sensoren werden vollständig physikalisch und mathematisch modelliert und in das virtuelle Modell integriert oder gekapselt und als Module im Programmablauf eingesetzt. Aufgrund der Komplexität des ersten Ansatzes ist im Kontext des Projektziels der zweite Weg beschriften worden. Die Kapselung sensorbasierter Verfahren hat u. a. den Vorteil, dass einmal erstellte und validierte Sensormodule wieder verwendet werden können und sich der Programmierer so auf den Ablauf des Montageprozesses konzentrieren kann. Die gekapselten Sensorroutinen bilden hierbei das grundlegende Verhatten des Sensors ab und geben im Simulationsmodus fiktive Werte aus. Im synchronen Modus empfangen sie die realen Sensorwerte, wodurch das virtuelle Modell an die Realität angepasst wird und so die realen Prozesse grafisch visualisiert werden. Dadurch können das virtuelle Modell, die Sensoranwendungen und der Montageprozess verifiziert und optimiert werden. Das vorgestellte Verfahren bietet neben der Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Mikromontage durch Berücksichtigung charakteristischer Mikromontageprobleme und einer nutzerfreundlichen Programmierung eine Basis für fortführende Projekte im Bereich der Programmierung von Produktionsanlagen, in denen abstraktere und den Nutzer unterstützende Verfahren zur weiteren Optimierung des Programmierprozesses eingesetzt werden können.
