Thema

Titel: Modellierung und Simulation des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen und Industrierobotern
Typ:
  • Studienarbeit
  • Masterarbeit
  • Bachelorarbeit
  • Diplomarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Die Virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Robotern ist ein gängiges Mittel um an einem experimentierfähigen virtuellen Maschinen- oder Robotermodell die Steuerungssoftware testen und optimieren zu können. Dabei kommt meist eine spezielle Form der Virtuellen Inbetriebnahme, die sogenannte Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation, zum Einsatz. Im Rahmen einer HiL-Simulation wird das virtuelle Maschinen- oder Robotermodell über die reale Kommunikationsperipherie mit der realen Steuerung gekoppelt. Das virtuelle Maschinenmodell ist damit direkt in das reale Kommunikationsnetzwerk eingebunden und simuliert das Verhalten der Maschine oder des Roboters in harter Echtzeit.

Problemstellung

Bei der Gestaltung einer Werkzeugmaschine sind virtuelle Modelle erforderlich um das dynamische Verhalten vorhersagen und die Werkzeugmaschinenleistung optimieren zu können. Zu diesem Zweck müssen verschiedene Einflussfaktoren wie Masse, Steifigkeit und
Dämpfungseigenschaften sowie Reibungskräfte in der Simulation berücksichtigt werden. Allerdings sind in der Regel keine geeigneten Modelle und Modellierungsansätze für diese beeinflussenden Faktoren vorhanden.

Aufgabe

Das Ziel der Arbeit ist die Berücksichtigung des strukturdynamischen Verhaltens bei der virtuellen Inbetriebnahme von Werkzeugmaschinen und Industrierobotern. Im  Rahmen der Arbeit sollen Fragen hinsichtlich Modellbildung und Simulation von Maschinen unter den Einflüssen von Dämpfung, Reibung und Bewegung beantwortet werden.  Darüber hinaus soll die Notwendigkeit eines solchen Verhaltensmodells herausgestellt werden.

Die Arbeit gliedert sich hierbei in folgende Punkte:

  • Einarbeitung in die Problemstellung
  • Einarbeitung in die Softwaretools Matlab, ISG Virtuos und Beckhoff TwinCAT
  • Modellierung eines dynamischen Systemes und Integration in eine HiL-Simulation
  • Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Genauigkeit und Rechenzeit des Modells
  • Bewertung der gefundenen Lösung 

Anforderung

  • Spaß an der Simulationstechnik
  • Gute Englisch Kenntnisse
  • Grundkenntnisse in der Systemdynamik
  • Grundkenntnisse in der Programmierung
  • Selbständiges Arbeiten
  • Eigeninitiative und Kreativität