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XVR - Robo Software

Projektart

 

Software Entwicklungsprojekt

Projektpartner

 

Tecan

Projektbeschreibung

 

Tecan entwickelt und produziert Pipetierroboter sowie Software-Applikationen für die Konfiguration, Programmierung und Ansteuerung der Roboter-Module (z.B. Roboterarme, Zentrifuge, Shaker, Heizplatten etc.). Der grosse Anteil der verkauften Roboter sind OEM-Produkte, welche durch die OEM-Partner in grösseren Lösungen oder als eigenständige Applikation (z.B. für Medizinallabors etc.) eingesetzt werden.


Die Entwicklung des Roboters erfolgt dank X-VR parallel zur Entwicklung der Software für Anwendungen. Dadurch verkürzt sich die Time-to-Market und es entstehen gut getestete und qualitativ hochwertige Ablaufprogramme.


Für die Diagnose und Fehlerbehebung zur Betriebszeit kann X-VR eingesetzt werden, ohne teure Hardwareschäden zu riskieren. Zusätzlich wird die Möglichkeit geboten, eine Diagnose in der Cloud durchzuführen. Somit können weltweit ohne Verzögerung und Aussenden von Servicepersonal Fehler behoben werden.


System-Architektur (Fig. 1)
Die Nelson-basierte Steuerungssoftware sendet via CAN-Bus Befehle zur Steuerung der Roboterkomponenten. Der X-VR-Simulator interpretiert diese Befehle und visualisiert diese in einer 3D-Darstellung (Fig. 2). Der Simulator kann alle Bewegungen in Echtzeit darstellen und zudem die Flüssigkeitsstände visualisieren. Im Simulator werden Visualisierungs- und Simulationsmodus unterschieden. Im Visualisierunsmodus laufen Roboter und Simulator simultan in Echtzeit. Im Simulationsmodus existiert der Roboter (noch) nicht, der Simulator übernimmt dann zuätzliche Aufgaben wie das Erkennen von Kollisionen.
 

Fig. 1 System-Architektur
Fig. 2 Simulator

Im X-VR werden die Abläufe geloggt und können bei Bedarf in die Azure-Cloud gespeichert werden, wo weitere Analysen durchgeführt werden: Dies umfasst Kollisionsanalyse sowie Voraussage der Geräte-Lebensdauer. Diese Daten unterstützen den Servicetechniker bei der Ferndiagnose.


Software-Architektur (Fig 3)
Die Simulations-Software umfasst mehrere Subsysteme: Das erweiterte Simulationsmodul mit der 3D Visualisierung, dem 3D Modell und der verbesserten Physic-Engine für die Kollisionsdetektion bildet den Kern des Systems. Die Management Console (MMC) unterstützt Funktionen für die Bedienung des Simulators und die Kommunikation mit der Cloud. Die Cloud Applikation ist in mehrere eigenständige Rollen aufgeteilt: Administration und Web Zugriff für Servicetechniker und Kunden, Zugangsverwaltung für X-VR, Speicherverwaltung, Reporting. Diese sind über das Azure-interne Netzwerk verbunden. Die Speicherverwaltung und das Reporting sind aus Sicherheitsgründen nur innerhalb von Azure ansprechbar.

Fig. 3 Software-Architektur

Eingesetzte Technologien
.NET 4.0, Windows Presentation Foundation (WPF), Windows Communication Foundation (WCF), Windows Azure, asp.net MVC 4
Kunden von Tecan setzen weltweit auf den X-VR Simulator, um ihre Roboter-Spezifikationen und Ablaufprogramme zu entwickeln und zu testen.