Smart Manufacturing: Entwicklung und Inbetriebnahme einer vollautomatisierten Messstation mit digitalem Zwilling und SPS-Steuerung

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung einer automatisierten Vermessungsstation unter Einsatz eines digitalen Zwillings. Ziel ist die Automatisierung des Messprozesses, bei dem ein Bauteil transportiert, auf einem Drehtisch positioniert, mit einem 3D-Scanner vermessen und anschließend weitertransportiert wird. Dazu wird zunächst ein digitaler Zwilling in Ciros erstellt, um die Steuerung und Interaktion der Module zu testen. Neben der Modellierung des digitalen Zwillings wird eine SPS-Steuerung entwickelt, die sowohl die virtuelle als auch die physische Anlage steuert. Die Kommunikation zwischen der SPS und dem Messprogramm Polyworks erfolgt über OPC UA. Nach der Übertragung auf die physische Anlage zeigen Testläufe Optimierungspotenziale in der Automatisierung des Messprozesses, der Stabilität der Softwarekommunikation und der Sicherheitstechnik. Die Ergebnisse bilden eine Grundlage für künftige Weiterentwicklungen und Anwendungen.

This study focuses on the development and implementation of an automated measurement station utilizing a digital twin. The goal is to automate the measurement process, in which a component is transported, positioned on a turntable, scanned with a 3D scanner, and subsequently transported further. To achieve this, a digital twin is first created in Ciros to test the control logic and interaction of the modules. In addition to modeling the digital twin, a PLC control system is developed to manage both the virtual and physical setup. Communication between the PLC and the measurement software Polyworks is facilitated via OPC UA. After transferring the system to the physical setup, test runs reveal optimization potential in the automation of the measurement process, the stability of software communication, and the implementation of safety measures. The findings serve as a foundation for future developments and applications.