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Virtuelle RealitätEngineering durch die VR-Brille

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 als effektives Werkzeug im Engineering und Training.

Virtuelle Realität: Engineering durch die VR-Brille

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.

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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.

Auf der Hannover Messe bekommen Besucher am Lenze-Messestand die Möglichkeit, mit der VR-Brille in einer Fördertechnikanwendung mit Unterstützung eines Roboters virtuell zu agieren.

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