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Prozessbeschleunigung um bis zu Faktor 100

Intelligent Roboter programmieren

Hochflexibel und dabei leicht einzurichten: Kunden verschiedenster Branchen wünschen sich diese Kombination für den Einsatz von Industrierobotern schon lange. Dies war bis vor kurzem jedoch so nicht möglich. ArtiMinds Robotics ist ein Hochtechnologieunternehmen aus Karlsruhe, welches mit seiner Softwareplattform nun die einfache Programmierung von komplexen, flexiblen Roboteranwendungen Wirklichkeit werden lässt.

Bild: ArtiMinds Robotics GmbHBild: ArtiMinds Robotics GmbH

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Industrierobotern mittels Kraftsensoren und Kameras bei der Ausführung komplexer Aufgaben und bei Prozessvarianzen die nötige Flexibilität zu ermöglichen, ist schon seit über drei Jahrzehnten ein Thema von Forschung und Entwicklung.

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Jedoch erreichen Roboterprogramme, welche Kraft- und Kameradaten intelligent berücksichtigen und in anpassungsfähigen Roboterbewegungen resultieren, schnell eine enorme Komplexität. Daher war bisher die Erstellung solcher flexiblen, sensor-adaptiven Roboterprogramme nur mit extremem Aufwand durch Fachexperten möglich und entsprechend selten wirtschaftlich. Das Softwareprodukt ArtiMinds Robot Programming Suite (RPS) arbeitet mit Robotersystemen, Sensoren, Greifern und Peripherie verschiedener Hersteller. Es deckt die Anforderungen des kompletten Inbetriebnahmeprozesses ab, von Simulation der Erreichbarkeiten und Taktzeiten, über das Ausführen auf dem Roboter als auch eventuelle Programmadaption durch den Bediener. Dies spart viel Zeit - so ergab ein interner Benchmark durch einen namhaften Roboter-Systemintegrator eine Prozessbeschleunigung um Faktor 100. Erreicht wird dies durch einen einfachen, dreistufigen Programmierprozess:

  • • Drag'n drop von Bewegungstypen für Abschnitte des Bewegungsablaufs in eine Sequenz einer grafischen Benutzerschnittstelle. Bewegungstypen sind z.B. 'sanftes Ablegen', 'kraft-geregeltes Einfügen' oder 'Oberflächen mittels Kraftregelung ausrichten'.
  • • Teach-in einiger weniger Schlüsselstellungen des Roboters für den Abschnitt. Dies kann mit dem Teach Pendant, durch direktes Führen von kollaborativen Robotern an ihrem Endeffektor oder am virtuellen Roboter in der Simulationsumgebung der Software durchgeführt werden. Für eine Roboteraufgabe kann beliebig und nahtlos zwischen den unterschiedlichen Teachverfahren gewechselt werden.
  • • Der Berechnung der nominalen Robotertrajektorie, überlagerter Kraftregler, Simulation der programmierten Roboterbewegung, folgt schließlich die Erzeugung eines Programms in der nativen Programmiersprache des Zielrobotersystems. Dieses erzeugte Programm kann schließlich eigenständig auf dem unmodifizierten Robotercontroller laufen. Daher kann am Ende die via Netzwerk verbundene Roboterprogrammiersoftware abgetrennt werden.

Der erzeugte Programmcode in der Industrieroboterprogrammiersprache läuft schließlich eigenständig, sodass die ArtiMinds RPS im späteren Anlagenbetrieb nicht benötigt wird. So können bekannte Arbeitsabläufe beibehalten und Komplexität vermieden werden. Gleich ob Aufgaben mit kollaborierenden oder nicht-kollaborierenden Industrierobotern gelöst werden sollen: Die ArtiMinds RPS erschließt zahlreiche neue Anwendungen für Roboter. Beispiele für kraft-adaptive Prozesse finden sich vor allem auch im Themenfeld komplexe Montage, so z.B. im Elektronik-, Automotive- und Spezialfahrzeugbereich. Relevante Herausforderungen sind hier unter anderem:

  • • Montage von starren Gegenständen bei geringen Toleranzen und leichten Varianzen - etwa das Einfügen von Metallbolzen in enge Fassungen.
  • • Montage und Qualitätskontrolle unter Nutzung von elastischen, nachgiebigen oder sich leicht abnutzenden Materialien. Beispiele sind das Einfügen von SD-Karten in entsprechende Schächte, das Stecken von Kabeln als Einzeladern oder mit komplexen Plastiksteckern bzw. die Montage von Plastik- oder Gummibolzen.
  • • Montage von metallischen, sich leicht verbiegenden Bauteilen, vor allem bei elektronischen Komponenten oder entsprechenden Herausforderungen bei Kunststoff, z.B. Elektronikplatinen.
  • • Montage und Führen von Kabeln in komplexen Zusammenhängen. Hierunter fällt vor allem das Flechten und Einklipsen von Kabeln.

Aber auch im Bereich der Logistik gibt es weit verbreitete Anwendungen, wie etwa sanftes Stapeln oder dichtes Packen von Behältnissen. Dementsprechend ist die Software bei Kunden unterschiedlicher produzierender Branchen in Europa und in Übersee im Einsatz.

ArtiMinds Robotics GmbH

Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 2016 - 13.06.16.
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