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Title:
TEST INSTALLATION FOR TESTING CONTROL PROGRAMS FOR A ROBOT INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/088979
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a test installation for testing control programs for a real robot installation, particularly for a lacquering installation, having a plurality of robot controllers (2.1-2.n), which each contain a control program and correspond to robot controllers (2.1-2.n) in the real robot installation, at least one control unit (4) for co‑ordinating the robot controllers (2.1-2.n), wherein the control unit (4) contains a control program and corresponds to a control unit (4) in the real robot installation, and also having a first data bus (3) which connects the robot controllers (2.1-2.n) to one another and/or to the control unit (4), wherein the first data bus (3) corresponds to a data bus in the real robot installation. It is proposed that the test installation additionally have a modelling device (9) which is connected to the first data bus (3) and simulates peripheral components of the real robot installation, so that the control programs can be tested without the peripheral components. The invention also comprises an appropriate test method.

Inventors:
SCHMITZ SANDRA (DE)
ALONSO GARCIA GERHARD (DE)
FELLA MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/000169
Publication Date:
July 28, 2011
Filing Date:
January 17, 2011
Export Citation:
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Assignee:
DUERR SYSTEMS GMBH (DE)
SCHMITZ SANDRA (DE)
ALONSO GARCIA GERHARD (DE)
FELLA MICHAEL (DE)
International Classes:
G06F11/26; G05B17/02; G05B23/02
Foreign References:
DE10037396A12002-02-14
DE10314025A12004-10-21
Other References:
SCHEIFELE, DIETER: "Effizient Automatisieren mit virtuellen Maschinen", INTERNET ARTICLE, 18 June 2009 (2009-06-18), XP002633493, Retrieved from the Internet [retrieved on 20110418]
NN: "virtuos Virtuelle Maschinen und Anlagen", INTERNET ARTICLE, 22 July 2009 (2009-07-22), XP002633494, Retrieved from the Internet [retrieved on 20110418]
HERING; MODLER: "Grundwissen des Ingenieurs", vol. 860, 2007, CARL HANSER VERLAG, pages: 1014 - 1016
"Hardware-in-the-Loop Simulation von Werkzeugmaschinen", IWB NEWSLETTER, 2002, pages 6 - 8
Attorney, Agent or Firm:
BEIER, Ralph (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Testanlage zum Testen von Steuer- und/oder Bedienprogrammen für eine reale Roboteranlage, insbesondere für eine Lackieranlage, mit

a) mehreren Robotersteuerungen (2.1-2.n), die jeweils ein Steuerprogramm enthalten und Robotersteuerungen (2.1- 2.n) der realen Roboteranlage entsprechen,

b) mindestens einer Steuereinheit (4) zur Koordinierung der Robotersteuerungen (2.1-2.n), wobei die Steuereinheit (4) ein Steuerprogramm enthält und einer Steuereinheit (4) der realen Roboteranlage entspricht, sowie mit

c) einem ersten Datenbus (3), der die Robotersteuerungen

(2.1-2.n) untereinander und/oder mit der Steuereinheit (4) verbindet, wobei der erste Datenbus (3) einem Datenbus der realen Roboteranlage entspricht,

gekennzeichnet durch

d) eine Modellierungseinrichtung (9), die an den ersten Datenbus (3) angeschlossen ist und Peripheriekomponenten (5) der realen Roboteranlage simuliert, so dass die Steuerprogramme ohne die Peripheriekomponenten (5) getestet werden können.

2. Testanlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass zur Visualisierung der Roboter (1.1-l.n) der Robo teranlage ein Grafikrechner (7) vorgesehen ist, und/oder

b) dass der Grafikrechner (7) mit den Robotersteuerungen

(2.1-2.n) verbunden ist und von den Robotersteuerungen (2.1-2.n) Achswerte empfängt, wobei die Achswerte die Position der einzelnen Roboterachsen wiedergeben, und/oder

c) dass der Grafikrechner (7) die simulierten Bewegungen der Roboter (1.1-l.n) auf einem Bildschirm wiedergibt.

3. Testanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

a) dass zum Bedienen und Beobachten der Roboteranlage ein

Bedienrechner (6) vorgesehen ist, und/oder

b) dass der Bedienrechner (6) mit der Steuereinheit (4) und mit den Robotersteuerungen (2.1-2.n) verbunden ist, und/oder

c) dass der Bedienrechner (6) ein Visualisierungsprogramm enthält, um die Roboteranlage zu visualisieren .

4. Testanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellierungseinrichtung (9) zumindest eine der folgenden Peripheriekomponenten (5) ganz oder teilweise simuliert:

a) eine Förderanlage, welche Bauteile durch die Roboteranlage transportiert,

b) eine Brandschutzanlage,

c) eine Klimatisierungsanlage in einer Lackierkabine der

Lackieranlage,

d) eine Druckluftversorgung der Roboteranlage,

e) Roboter (1.1-l.n) der Roboteranlage,

f) Sensoren, insbesondere Positionssensoren, welche die Achspositionen von Robotergliedern der Roboter (1.1- l.n) messen,

g) Aktoren,

h) Roboter (1.1-l.n), insbesondere Lackierroboter und/oder

Handhabungsroboter in der Lackieranlage,

i) Bauteile, die in der realen Roboteranlage in einem Ro- botersteuerungsschrank untergebracht sind, insbesondere Antriebsregelgeräte, Netzteile, Sicherungen, Datenbuskomponenten und Klemmen.

5. Testanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

a) dass der erste Datenbus (3) die Robotersteuerungen

(2.1-2.n) untereinander und mit der Modellierungseinrichtung (9) sowie mit der Steuereinheit (4) verbindet, und/oder

b) dass ein zweiter Datenbus (8) die Robotersteuerungen

(2.1-2.n) untereinander und mit der Steuereinheit (4) sowie mit dem Bedienrechner (6) und dem Grafikrechner (7) verbindet, und/oder

c) dass der erste Datenbus (3) und/oder der zweite Daten- bus (8) ein Feldbus ist, insbesondere ein Ethernet- basierter Feldbus.

6. Testanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne ,

a) dass das Steuerprogramm der Robotersteuerungen (2.1- 2.n) Sensoren und Aktoren simuliert, die in den Robotern (1.1-l.n) enthalten sind, oder

b) dass die Robotersteuerungen (2.1-2.n) jeweils an eine Modellierungseinrichtung (10.1-10. n) angeschlossen sind, welche Sensoren und Aktoren simuliert, die in den

Robotern (1.1-l.n) enthalten sind.

7. Testanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

a) dass die reale Roboteranlage mehrere Robotersteuerungen

(2.1-2.n) enthält, die jeweils einen Roboter (1.1-l.n) steuern, und

b) dass die Testanlage nur eine einzige Robotersteuerung enthält, und c) dass das Steuerprogramm in der einzigen Robotersteuerung der Testanlage eine Multirobotiksoftware aufweist, die eine Steuerung sämtlicher Roboter (1.1-l.n) der realen Roboteranlage simulieren kann.

8. Testanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass die reale Roboteranlage mehrere Robotersteuerungen

(2.1-2.n) enthält, die jeweils einen Roboter (1.1-l.n) steuern, und

b) dass die Testanlage mehrere Robotersteuerungen (2.1- 2.n) enthält, und

c) dass die reale Roboteranlage die gleiche Anzahl von Ro¬ botersteuerungen (2.1-2.n) enthält wie die Testanlage, so dass jede Robotersteuerung der realen Roboteranlage von einer Robotersteuerung der Testanlage simuliert wird .

9. Testverfahren zum Testen von Steuer- und/oder Bedienprogrammen für eine reale Roboteranlage in einer Testanlage, insbesondere für eine Lackieranlage mit mehreren Lackier- o- der Handhabungsrobotern (1.1-l.n),

mit den folgenden Schritten:

a) Speichern eines Steuerprogramms in mehreren Robotersteuerungen (2.1-2.n) der Testanlage, wobei die Robotersteuerungen (2.1-2.n) der Testanlage den Robotersteuerungen (2.1-2.n) der realen Roboteranlage entsprechen,

b) Speichern eines Steuerprogramms in einer Steuereinheit

(4) der Testanlage, wobei die Steuereinheit (4) der Testanlage einer Steuereinheit (4) der realen Roboteranlage entspricht und die Robotersteuerungen (2.1-2.n) koordiniert ,

gekennzeichnet durch folgenden Schritt: c) Modellieren von Peripheriekomponenten (5) der realen Roboteranlage in einer Modellierungseinrichtung der Testanlage, wobei die Modellierungseinrichtung mit den Robotersteuerungen (2.1-2.n) und mit der Steuereinheit (4) der Testanlage verbunden ist und die Peripheriekomponenten (5) simuliert.

10. Testverfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

Testen der Steuer- und/oder Bedienprogramme mit der Modellierungseinrichtung anstelle der realen Peripheriekomponenten (5) .

11. Testverfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Visualisieren der Roboter (1.1-l.n) mittels eines Grafikrechners (7), der mit den Robotersteuerungen (2.1- 2.n) und/oder mit der Steuereinheit (4) verbunden ist, und/oder

b) Ermitteln von Achswerten der Roboter (1.1-l.n) durch die Robotersteuerungen (2.1-2.n), wobei die Achswerte die Position der einzelnen Roboterachsen der jeweiligen Roboter (1.1-l.n) wiedergeben, und/oder

c) Übertragen der Achswerte von den Robotersteuerungen

(2.1-2.n) an den Grafikrechner (7) zur Visualisierung der Roboter (1.1-l.n) entsprechend den Achswerten.

12. Testverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

Bedienen der Roboteranlage mittels eines Bedienrechners (6).

13. Testverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Aktivieren einer Testprozedur, wobei die Testprozedur eine zeitliche Abfolge von verschiedenen Betriebszu- ständen der Roboteranlage vorgibt,

b) Betreiben der Roboteranlage entsprechend der Testproze- dur .

14. Testverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Aktivieren eines Fehlerzustands der Roboteranlage, wobei die Aktivierung des Fehlerzustands automatisch oder durch einen Trainer erfolgt,

b) Betreiben der Roboteranlage entsprechend dem Fehlerzustand zur Schulung von Bedienungspersonal.

Description:
BESCHREIBUNG Testanlage zum Testen von Steuerprogrammen

für eine Roboteranlage

Die Erfindung betrifft eine Testanlage zum Testen von Steuerprogrammen für eine Roboteranlage, insbesondere für eine La- ckieranlage. So eignet sich die Erfindung für alle Anlagen im Bereich der Oberflächentechnik, wie beispielsweise Innenla- ckierung, Außenlackierung , Handhabungsroboter (z.B. Türöffner, Haubenöffner) , Sealing, Kleben, Nahtabdichten und Unterbodenschutz. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entspre- chendes Testverfahren.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Lackieranlage mit mehreren Robotern 1.1, 1.2, l.n, wobei es sich um Lackierroboter, Handhabungsroboter (z.B. Türöffner, Haubenöffner) oder Sealing-Roboter handeln kann, die beispielsweise ein Nahtabdichtungsmittel auf eine Bördelnaht an einem Kraft fahrzeugkarosseriebauteil applizieren können . In der Zeichnung sind lediglich drei der Roboter 1.1, 1.2, l.n dargestellt, jedoch kann die Lackieranlage grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Robotern aufweisen.

Jeder der Roboter 1.1, 1.2, l.n wird durch jeweils eine Robotersteuerung 2.1, 2.2, 2.n angesteuert, wobei die

Kommunikation zwischen den Robotersteuerungen 2.1, 2.2,

2.n einerseits und den Robotern 1.1, 1.2, l.n andererseits bidirektional erfolgt. Zum einen geben die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n Steuerbefehle an die Roboter 1.1, 1.2, l.n, um die gewünschten Roboterstellungen einzustellen, damit sich der TCP (Tool Center Point) der Roboter 1.1, 1.2, l.n auf dem programmierten Pfad bewegt. Zum anderen enthalten die Roboter 1.1, 1.2, l.n aber auch Sensoren (z.B. Achssensoren, welche die Position der einzelnen Roboterachsen messen) und senden entsprechende Messwerte an die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n.

Die einzelnen Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n sind an einen Feldbus 3 angeschlossen, der mit einer zentralen Steuereinheit 4 in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS: Speicherrjrogrammierbaren Steuerung) verbunden ist. Die zentrale Steuereinheit 4 koordiniert die verschiedenen Robo ¬ tersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n, um beispielsweise einen synchronen Betrieb sicherzustellen und Kollisionen zwischen den Robotern 1.1, 1.2, l.n zu vermeiden.

Darüber hinaus weist die Lackieranlage auch Peripheriekomponenten 5 auf, die in der Zeichnung nur schematisch als ein- zelnes Bauteil dargestellt sind und die ebenfalls an den

Feldbus 3 angeschlossen sind. Bei den Peripheriekomponenten 5 kann es sich beispielsweise um Aktoren oder Sensoren in der Lackieranlage handeln, die den Betrieb der Lackieranlage beeinflussen. Beispiele für derartige Peripheriekomponenten sind Bauteile der Kabinen- und Fördertechnik, eine Druckluftversorgung oder eine Brandschutzanlage.

Ferner weist die Lackieranlage einen Bedienrechner 6 auf, der eine grafische Benutzerschnittstelle bietet und damit eine einfache Bedienung der Lackieranlage ermöglicht. Zum einen nimmt der Bedienrechner 6 Bedienereingaben von dem Bedienungspersonal der Lackieranlage an, was beispielsweise durch einen berührungsempfindlichen Bildschirm, durch eine Tastatur oder durch sonstige Eingabegeräte erfolgen kann. Zum anderen stellt der Bedienrechner 6 an einem Bildschirm eine Grafikausgabe bereit, um die Bedienung zu erleichtern. Auf dem Bedienrechner 6 kann eine Visualisierungssoftware installiert sein, wie beispielsweise INTOUCH™, WINNCC™, ZENON™, oder E- coScreenWEB™.

Darüber hinaus weist die Lackieranlage einen Grafikrechner 7 auf, auf dem ein Robotervisualisierungssystem installiert ist, das die Roboter 1.1, 1.2, l.n entsprechend der je- weiligen Roboterstellung visualisiert und damit grafisch darstellt .

Schließlich weist die herkömmliche Lackieranlage einen Ether- net-Datenbus 8 auf, der die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n untereinander und mit den Peripheriekomponenten 5, der zentralen Steuereinheit 4 (SPS) , dem Bedienrechner 6 und dem Grafikrechner 7 verbindet.

Der Betrieb der Lackieranlage wird durch Steuerprogramme ge- steuert, die in den Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n, in der zentralen Steuereinheit 4, in dem Bedienrechner 6 und in dem Grafikrechner 7 gespeichert sind. Bei der Entwicklung einer neuen Lackieranlage entsprechend kundenspezifischen Anforderungen müssen diese Steuerprogramme entsprechend ange- passt und getestet werden, wozu verschiedene Möglichkeiten genutzt werden.

In einer ersten Testphase werden die einzelnen Steuerprogramme in den verschiedenen Teilsystemen einzeln getestet. Dies bedeutet beispielsweise, dass ein Steuerprogramm für die Robotersteuerung 2.1 losgelöst von der gesamten Lackieranlage getestet wird. Nachteilig an dieser ersten Testphase ist, dass die Wechselwirkung des Steuerprogramms mit den anderen Teilsystemen der Lackieranlage unberücksichtigt bleibt. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Steuerprogramm häufig nur statisch und nicht dynamisch getestet werden kann. Besonders die sicherheitsgerichteten Programmteile können nicht vollständig getestet werden.

In einer zweiten Testphase erfolgt dann ein Test der Steuerprogramme in der Lackieranlage im Rahmen der Vorinbetriebnahme beim Hersteller. Nachteilig an dieser Testphase ist zum einen die Tatsache, dass nur solche Betriebszustände getestet werden können, die kein Beschädigungsrisiko für die Lackieranlage beinhalten, da die Lackieranlage ansonsten im Rahmen des Tests beschädigt werden könnte. Ein weiterer Nachteil dieser Testphase besteht darin, dass der Betrieb der Lackier ¬ anlage in der Vorinbetriebnahme beim Hersteller nicht voll- ständig realitätsgetreu erfolgen kann, was die Aussagekraft dieser Testphase beeinträchtigt.

Schließlich erfolgt herkömmlicherweise ein Test der Lackieranlage im Rahmen der Inbetriebnahme beim Kunden. Nachteilig an dieser Testphase ist zum einen, dass das Testen der Steuerprogramme die Inbetriebnahme zeitlich verzögert, d.h. der Inbetriebnahmezeiträum verlängert sich. Zum anderen können Softwarefehler in dieser Testphase nur noch mit erheblichem Aufwand beseitigt werden. Darüber hinaus können extreme Be- triebszustände in dieser Testphase nicht getestet werden, da dadurch möglicherweise Störungen oder Beschädigungen auftreten könnten.

Aus dem Stand der Technik sind ferner sogenannte "Hardware in the Loop"-Testverfahren bekannt, bei denen eine mechatronische Komponente in einem Gesamtsystem simuliert wird, um das Gesamtsystem auch ohne die reale mechatronische Komponente testen zu können. Beispielsweise ist hinsichtlich derartiger HiL-Testverfahren hinzuweisen auf Hering/Modler: "Grundwissen des Ingenieurs", 14. Auflage, Carl Hanser Verlag 2007, Seiten 860, 1014-1016; DE 100 37 396 AI, Ehrenstras- ser/Pörnbacher/Wünsch : "Hardware-in-the-Loop Simulation von Werkzeugmaschinen", iwb Newsletter 2002, Nr. 4, Seiten 6-8 sowie auf DE 103 14 025 AI. Derartige Hil-Testverfahren wurden bisher jedoch noch nicht im Rahmen von Lackieranlagen eingesetzt .

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein mög- liehst einfaches und aussagekräftiges Testen von Steuerprogrammen einer Lackieranlage zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine neuartige Testanlage und ein entsprechendes Testverfahren gemäß den nebengeordneten An- Sprüchen gelöst.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, die Steuerprogramme einer Lackieranlage oder einer sonstigen Roboteranlage nicht in der realen Roboteranlage zu testen, son- dern in einer Testanlage, die in Funktion und Aufbau im Wesentlichen der realen Roboteranlage entspricht, wobei jedoch Peripheriekomponenten der Roboteranlage durch eine Modellie- rungseinrichtung simuliert werden. Dies bietet den Vorteil, dass die simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten in der Testanlage nicht vorhanden sein müssen.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass es sich bei der realen Roboteranlage nicht notwendigerweise um eine Lackieranlage handeln muss, wie sie eingangs zum Stand der Technik be- schrieben wurde. Das erfindungsgemäße Prinzip ist vielmehr auch bei anderen Roboteranlagen anwendbar, die durch Steuerprogramme gesteuert werden. Bei den simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten kann es sich beispielsweise um eine Förderanlage handeln, die in einer Roboteranlage (z.B. einer Lackieranlage) Bauteile (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteile) durch die Roboteranla- ge transportiert. Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass die Modellierungseinrichtung eine

Brandschutzanlage simuliert bzw. modelliert. Ein anderes Bei ¬ spiel für eine Peripheriekomponente, die im Rahmen der erfin ¬ dungsgemäßen Testanlage modelliert wird, ist eine Klimatisie- rungsanlage in einer Lackierkabine einer Lackieranlage. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass die Druckluft ¬ versorgung der Roboteranlage durch die Modellierungseinrich ¬ tung simuliert bzw. modelliert wird. In dem bevorzugten Aus ¬ führungsbeispiel der Erfindung erfolgt der Testbetrieb auch ohne die realen Roboter der Roboteranlage, die dann ebenfalls von der Modellierungseinrichtung als Peripheriekomponenten simuliert bzw. modelliert werden. Allgemein kann es sich bei den simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten um Sensoren (z.B. Positionssensoren, welche die Achspositionen von Robotergliedern der Roboter messen) oder Aktoren (z.B. Achsmotoren) handeln. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass Bauteile, die in der realen Roboteranlage in einem Robo- tersteuerungsschrank untergebracht sind (z.B. Antriebsregelgeräte, Netzteile, Sicherungen, Datenbuskomponenten und Klem- men) als Peripheriekomponenten von der Modellierungseinrichtung simuliert bzw. modelliert werden. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt. Vielmehr umfasst der im Rahmen der Erfin- dung verwendete Begriff einer Peripheriekomponente alle Bauteile einer Roboteranlage, die den Betrieb der Roboteranlage mittelbar oder unmittelbar beeinflussen und deshalb im Rahmen eines Tests entweder real vorhanden sein müssen oder zumindest simuliert bzw. modelliert werden sollten. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht die Struktur der Testanlage weitgehend der realen Roboteranlage. Die Testanlage weist deshalb vorzugsweise mehre- re Robotersteuerungen auf, die jeweils ein Steuerprogramm enthalten und Robotersteuerungen der realen Roboteranlage entsprechen. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Testanlage vorzugsweise mindestens eine Steuereinheit (z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung) auf, um die verschiedenen Robotersteuerungen zu koordinieren, wobei die zentrale Steuereinheit ebenfalls ein Steuerprogramm enthält und einer Steuereinheit der realen Roboteranlage entspricht. Weiterhin weist die Testanlage vorzugsweise einen ersten Datenbus auf, der die Robotersteuerungen untereinander und/oder mit der Steuereinheit verbindet, wobei der erste Datenbus einem Datenbus der realen Roboteranlage entspricht. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Modellierungseinrichtung an den ersten Datenbus angeschlossen und simuliert Peripheriekomponenten der realen Roboteranlage, so dass die Steuerprogramme ohne die realen Peripheriekomponenten getestet werden können.

Darüber hinaus weist die Testanlage vorzugsweise einen Grafikrechner auf, der zur Visualisierung der Roboter der Robo- teranlage dient, wobei der Grafikrechner in der Testanlage einem Grafikrechner in der realen Roboteranlage entspricht. Der Grafikrechner in der Testanlage ist vorzugsweise mit den Robotersteuerungen verbunden und empfängt von den Robotersteuerungen Achswerte, wobei die Achswerte die Position der einzelnen Roboterachsen der real vorhandenen oder simulierten bzw. modellierten Roboter wiedergeben, so dass der Grafikrechner die simulierten Bewegungen der Roboter auf einem Bildschirm wiedergeben kann. Mit Hilfe einer auf dem Grafikrechner laufenden Robotervisualisierungssoftware können somit alle Roboter der modellierten Anlage vollgrafisch in einer dreidimensionalen Darstellung auf einem herkömmlichen Personal Computer (PC) mit ihren Bewegungen visualisiert werden, so dass die Robotervisualisierungssoftware die Bewegungen der einzelnen Roboter vollgrafisch animieren kann.

Darüber hinaus weist die Testanlage vorzugsweise einen Bedienrechner zum Bedienen und Beobachten der simulierten Roboteranlage bzw. der Testanlage auf, wobei der Bedienrechner vorzugsweise mit der Steuereinheit und mit den einzelnen Ro ¬ botersteuerungen verbunden ist, beispielsweise über den ersten Datenbus oder einen weiteren Datenbus. Der Bedienrechner enthält vorzugsweise eine Visualisierungssoftware, wie bei ¬ spielsweise INTOUCH™, WINNCC™, ZENON™ oder EcoScreenWEB™, wobei die Visualisierungssoftware eine grafische Benutzer ¬ schnittstelle bietet.

Der vorstehend erwähnte erste Datenbus ist vorzugsweise ein Feldbus, der vorzugsweise die Robotersteuerungen untereinan- der und mit der Modellierungseinrichtung sowie mit der Steuereinheit (z.B. SPS) verbindet. Darüber hinaus ist vorzugsweise ein zweiter Datenbus (z.B. Ethernet) vorgesehen, der die Robotersteuerungen untereinander und mit der Steuereinheit sowie mit dem Bedienrechner und dem Grafikrechner ver- bindet.

Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass die erfindungsgemäße Testanlage vorzugsweise ohne die Roboter auskommt, die in der realen Roboteranlage vorhanden sind. Dies bietet den Vorteil, dass der Aufbau der erfindungsgemäßen

Testanlage wesentlich vereinfacht wird. Der Einfluss der realen Roboter auf den Betrieb der Lackieranlage muss deshalb im Rahmen der Testanlage modelliert bzw. simuliert werden. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, dass das Steuerprogramm der Robotersteuerungen Sensoren und Aktoren simuliert, die in den Robotern enthalten sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass an die Robotersteuerungen in der Testanlage jeweils eine Modellierungseinrichtung angeschlossen ist, welche den jeweiligen Roboter simuliert bzw. modelliert.

In einer Variante der Erfindung enthält die Testanlage für jede Robotersteuerung der realen Roboteranlage genau eine entsprechende Robotersteuerung, so dass der Aufbau der Test- anläge im Wesentlichen dem Aufbau der realen Roboteranlage entspricht. In einer anderen Variante der Erfindung enthält die Testanlage jedoch nur eine einzige Robotersteuerung, auf der eine Multi-Robotic-Software läuft, die eine Steuerung sämtlicher Roboter der realen Roboteranlage simulieren kann.

Neben der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Testan ¬ lage umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Testver ¬ fahren, bei dem Peripheriekomponenten der realen Roboteranlage modelliert werden, so dass das Testverfahren ohne die rea- len Peripheriekomponenten auskommt.

Darüber hinaus können im Rahmen des erfindungsgemäßen Testverfahrens Testprozeduren vorgegeben werden, wobei im Rahmen der vorgegebenen Testprozeduren nacheinander eine bestimmte zeitliche Abfolge von Bedienereingaben erfolgen kann und/oder daraus resultierende Betriebszustände durchlaufen werden können. Auf diese Weise können auch mögliche Fehler entdeckt werden, die nur bei einer bestimmten zeitlichen Abfolge von Bedienereingaben und/oder daraus resultierenden Betriebszu- ständen auftreten.

Das erfindungsgemäße Testverfahren eignet sich auch besonders für Schulungs- und Dokumentationszwecke. Im Rahmen einer Schulung kann beispielsweise das künftige Bedienungspersonal der Roboteranlage mit der Roboteranlage und deren Betriebsverhalten vertraut gemacht werden, ohne dass die simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten (z.B. Roboter) real vorhanden sein müssen. Dies bietet vorteilhaft die Möglichkeit, dass auch extreme Betriebszustände simuliert werden können, die im realen Betrieb der Roboteranlage mit einem zu hohen Betriebsrisiko verbunden wären. Darüber hinaus kann ein Trainer gezielt bestimmte Fehlerzustände der Robo- teranlage aktivieren und dann die Reaktion des Bedienungspersonals beobachten. Auf diese Weise kann das künftige Bedienungspersonal auch gezielt auf Fehlerfälle vorbereitet werden . Darüber hinaus eignet sich das erfindungsgemäße Testverfahren auch zu Dokumentationszwecken, wenn beispielsweise ein technischer Redakteur eine Bedienungsanleitung für die Lackieranlage erstellt. Der technische Redakteur kann dann in der Testanlage gezielt bestimmte Betriebszustände einstellen und dann Bildschirmausdrucke erstellen, die in die Bedienungsanleitung der Roboteranlage aufgenommen werden.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusam- men mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Testanlage zum Testen von Steuerungssoftware für eine Lackieranlage,

Figur 2 eine Abwandlung der Testanlage gemäß Figur 1, wobei die Roboter der Lackieranlage jeweils durch eine Mo- dellierungseinrichtung simuliert bzw. modelliert wer den,

Figur 3 eine Abwandlung der Testanlage gemäß Figur 1, wobei die Testanlage nur eine einzige Robotersteuerung mit einer Multi-Robotic-Software aufweist,

Figur 4 das erfindungsgemäße Testverfahren in Form eines

Flussdiagramms ,

Figur 5 die Nutzung des erfindungsgemäßen Testverfahrens im

Rahmen eines Schulungsbetriebs als Flussdiagramm,

Figur 6 ein Flussdiagramm, das die Nutzung des erfindungsge- mäßen Testverfahrens zu Dokumentationszwecken verdeutlicht, sowie

Figur 7 die eingangs beschriebene herkömmliche Lackieranlage gemäß dem Stand der Technik.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Testanlage zum Testen von Steuerungssoftware für eine Lackieranlage, wobei die Testanlage in Struktur und Funktionsweise weitgehend der realen Lackieranlage entspricht, wie sie in Figur 7 dargestellt ist und bereits eingangs beschrieben wurde. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die vorstehende Beschreibung der Lackieranlage Bezug genommen, wobei für entsprechende Einzelheiten bzw. Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit der Testanlage besteht darin, dass anstelle der Peripheriekomponenten 5 eine Modellierungseinrichtung 9 vorgesehen ist, wobei die Modellierungseinrichtung 9 die realen Peripheriekomponenten 5 simuliert bzw. modelliert und da- mit im Rahmen der Testanlage ersetzt. Dies bietet den Vorteil, dass die realen Peripheriekomponenten 5 in der Testanlage nicht vorhanden sein müssen. Zum Zweck des Testens neuer Peripheriekomponenten können diese real in die Testanlage eingebunden werden. Somit kann die Steuersoftware mit realen und simulierten bzw. modellierten Peripheriekomponenten zeitgleich getestet werden.

Eine weitere Besonderheit der Testanlage gegenüber der realen Lackieranlage besteht darin, dass die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n nicht mit den realen Robotern 1.1, 1.2,

l.n verbunden sind. Vielmehr simuliert die Steuersoftware in den Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n das Verhalten der realen Roboter 1.1, 1.2, l.n. Dies bietet den Vorteil, dass die Testanlage ohne die realen Roboter 1.1, 1.2, ...l.n auskommt .

Figur 2 zeigt eine Abwandlung der Testanlage gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n mit jeweils einer Modellierungseinrichtung 10.1, 10.2, 10. n verbunden sind, wobei die einzelnen Modellierungseinrichtungen 10.1, 10.2, 10. n jeweils einen der realen Roboter 1.1,

1.2, l.n der Lackieranlage modellieren bzw. simulieren. Figur 3 zeigt eine weitere Abwandlung der Testanlage gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Robotersteuerung 2 die einzige Robotersteuerung ist, wobei auf der Robotersteuerung 2 eine Multi-Robotic-Software läuft, die das Verhalten der verschiedenen Roboter 1.1, 1.2, l.n der Lackieranlage simuliert.

Figur 4 zeigt das erfindungsgemäße Testverfahren in Form eines vereinfachten Flussdiagramms. In einem ersten Schritt Sl werden zunächst die Steuerprogramme für die Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n und für die zentrale Steuereinheit 4 (z.B. SPS) entsprechend auftragsspezifischen Anforderungen des jeweiligen Kunden entwickelt. Die Visualisierung auf dem Bedienrechner 6 enthält in der Regel auch eine auftragsspezifisch angepasste Software, die er ¬ stellt und getestet werden muss.

In einem Schritt S2 werden die entwickelten Steuerprogramme dann auf die Programmspeicher der Robotersteuerungen 2.1, 2.2, 2.n und der zentralen Steuereinheit 4 (z.B. SPS) aufgespielt, um die Steuerprogramme anschließend in der Testanlage testen zu können, was in einem Schritt S3 erfolgt.

Die Tester überprüfen dann im Rahmen des Testverfahrens in einem Schritt S4, ob das Testergebnis in Ordnung ist. Vorzugsweise handelt es sich bei den Testern nicht um die Progammentwickler .

Falls dies der Fall ist, so sind die Steuerprogramme be- triebsbereit und werden dann in einem Schritt S5 in die reale Roboteranlage übertragen. Andernfalls werden die Testprogramrae dagegen in einem Schritt S6 von den Entwicklern optimiert und - ab dem Schritt S3 - erneut getestet. Figur 5 zeigt den Einsatz des erfindungsgemäßen Testverfahrens im Rahmen eines Schulungsbetriebs zur Schulung des künftigen Bedienungspersonals der Lackieranlage.

In einem Schritt Sl wählt ein Trainer dabei einen Fehlerzu- stand aus und aktiviert den Fehlerzustand in der Testanlage. Hierbei ist zu erwähnen, dass die vorliegende Beschreibung nur das Prüfen des Bedienpersonals enthält, jedoch nicht die vorangehende Schulung an der Testanlage, die auch stattfindet .

In einem nachfolgenden Schritt S2 beobachtet der Trainer dann die Reaktion des Bedienungspersonals auf das Verhalten der Testanlage . In einem Schritt S3 wird dann geprüft, ob die Reaktion des Bedienungspersonals auf den Fehlerzustand korrekt war.

Falls dies der Fall ist, so gibt der Trainer dem künftigen Bedienungspersonal in einem Schritt S4 ein positives Feed- back.

Andernfalls gibt der Trainer dem künftigen Bedienungspersonal in einem Schritt S5 ein negatives Feedback, um das Reaktionsverhalten des künftigen Bedienungspersonals zu verbessern.

In einem Schritt S6 wird dann überprüft, ob das Training beendet ist. Falls dies der Fall ist, so wird der Schulungsbetrieb beendet. Andernfalls wird der Schulungsbetrieb mit dem Schritt Sl fortgesetzt. Figur 6 zeigt schließlich den Einsatz des erfindungsgemäßen Testverfahrens zu Dokumentationszwecken. In einem Schritt Sl stellt ein technischer Redakteur hierbei einen bestimmten Betriebszustand der Testanlage ein, um diesen dokumentieren zu können.

In einem Schritt S2 erstellt der technische Redakteur dann einen Bildschirmausdruck in dem gewünschten Betriebszustand, um den Bildschirmausdruck in eine technische Dokumentation (z.B. eine Bedienungsanleitung der Lackieranlage) übernehmen zu können. In einem Schritt S3 wird dann geprüft, ob die Dokumentation beendet ist. Falls dies nicht der Fall ist, so werden die Schritte Sl und S2 in einer Schleife wiederholt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be- vorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Bezugszeichenliste:

1.1-l.n Roboter

2 Robotersteuerung

2.1-2.n Robotersteuerung

3 Feldbus

4 Steuereinheit

5 Peripheri omponenten

6 Bedienrechner

7 Grafikrechner

8 Ethernet-Datenbus

9 Modellierungseinrichtung

10.1-10. n Modellierungseinrichtung für Roboter