Trendumfrage Einfache Bedienkonzepte für Roboter
Visualisierung und intuitive Bedienung
In der aktuellen Trendumfrage hat ROBOTIK UND PRODUKTION Experten zum Thema Bedienkonzepte für Roboter befragt. Dabei ging es um die Themen Teach-In, Nutzerakzeptanz und die Programmierung über Tablet und Smartphone. Es antworteten Daniel Seebauer, Gründer und Geschäftsführer von Drag&Bot, Maximilian Albers, Team Leader Project Support & Development bei Kawasaki, Dr. Michael Klos, General Manager Business Development - Robotics Division bei Yaskawa, Helmut Schmid, Geschäftsführer von Universal Robots, Benjamin Baumann, Produktmanager bei Kuka, Niels Jul Jacobsen, CSO von Mobile Industrial Robots, und Nico Hermann, Technical Manager Robotics Tec Center bei Fanuc.
Bild: TeDo Verlag GmbHWelche Wege und Möglichkeiten bieten Sie heute zum Teach-In von Robotern? Welche Technologien halten Sie hier für zukunftsweisend?
Daniel Seebauer, Drag&Bot: Drag&Bot bietet verschiedene Möglichkeiten, die Bewegungsbahn zu definieren: Zum einen über die klassischen Teach Pendants der Roboterhersteller - bei Cobots auch über deren Handführmodus - und zum anderen über ein universelles, roboterunabhängiges Soft-Teach-Pendant direkt aus Drag&Bot heraus. In Zukunft wird das Teach-In-Verfahren zunehmend von anderen Verfahren ergänzt.
Maximilian Albers, Kawasaki: Der Trend in Europa geht derzeit stark in die Richtung intuitiverer Teach-In-Lösungen. Zukunftweisend wird die Verbindung von Simulation und Teach Pendant sein. Die größte Hürde für Maschinenbediener bzw. Programmierer, ist, dass nicht direkt zu erkennen ist, wo die programmierten Punkte und Pfade liegen, ohne sie physikalisch mit dem Roboter anzufahren. Eine entsprechende Visualisierung und intuitive Bedienung werden in den nächsten Jahren Schlüsselfaktoren sein.
Dr. Michael Klos, Yaskawa: Wir bieten heute viele Möglichkeiten an, einem Roboter anzuweisen, was er zu tun hat: Darunter das klassische Handbediengerät, geeignet für erfahrene Programmierer, das Smart Pendant, mit einer eher visuellen, intuitiven, tabletartigen Bedienung, das Teachen durch Handführung, das bei MRK-Anwendungen besonders beliebt ist, das MotoLogix-System, bei dem der Roboter über Funktionsbausteine vom SPS-Programmierer programmiert wird sowie die Offline-Programmierung mit Simulationssystemen. Jede dieser Möglichkeiten hat ihre Berechtigung und spezifischen Vor- und Nachteile für bestimmte Zielgruppen, Branchen und unterschiedliche Einsatzzwecke des Roboters.
Bild: TeDo Verlag GmbHHelmut Schmid, Universal Robots: Bei der Programmierung unserer Cobots legen wir großen Wert darauf, dem Anwender ein hohes Maß an Komfort zu bieten. Unser Teach Panel basiert dafür auf einer grafisch aufbereiteten 3D-Bedienoberfläche. Die Nutzerführung folgt einer intuitiven Logik. Zudem unterstützen wir Werker gezielt durch Installationsassistenten. Was zukünftige Technologien angeht, werden Konzepte wie Sprach- und Gestensteuerung hochinteressant. Sie führen letztlich auch zu neuen Interaktionsformen zwischen Mensch und Cobot.
Benjamin Baumann, Kuka: Es gibt nicht die beste Sprache für alle Anwendungen. Für verschiedene Applikationen eignen sich auch verschiedene Sprachen am besten. Komplexe Aufgaben können z.B. auch mit einer einfachen Oberfläche nicht einfacher dargestellt werden. Dementsprechend ist für komplexe Aufgaben eine Hochsprache eine gute Wahl. Andersherum wäre für einfache Pick&Place-Aufgaben eine grafische oder einfache textuelle Programmierung die bessere Option.
Bild: TeDo Verlag GmbHNiels Jul Jacobsen, Mobile Industrial Robots: Wir setzen bei der Bedienung und Inbetriebnahme unserer autonomen mobilen Roboter auf größtmögliche Einfachheit. Vor dem ersten Einsatz fahren die MIR-Roboter ihre zukünftige Einsatzumgebung ab und kartieren sie mithilfe ihrer Laser-Scanner. Danach sind sie in der Lage, sich selbstständig darin zurechtzufinden. Alternativ ist es möglich, CAD-Dateien des Werksgeländes direkt auf den Roboter herunterzuladen. Im Anschluss können Anwender dem Roboter über eine webbasierte Benutzeroberfläche ganz einfach seine Aufträge zuweisen. Der Zugriff erfolgt über WLAN und via beliebigem Endgerät. Perspektivisch wollen wir die Autonomie unserer Roboter ausweiten.
Nico Hermann, Fanuc: Derzeit gibt es drei Möglichkeiten: über das Teach Pendant, die Softwareoption iRProgrammer in Verbindung mit einem externen PC/Tablet oder über die Hand-Guidance-Funktion. Ich denke, dass wir in naher Zukunft mehr über PCs und Tablets arbeiten und dass das herkömmliche Teach Pendant von Tablets und Mobiltelefonen abgelöst wird. Langfristig werden, meiner Meinung nach, Roboter über Gesten oder die menschliche Stimme programmiert.
Wie müssen Bedien- und Programmieroberflächen aussehen, um zukünftig möglichst große Akzeptanz der Nutzer zu erhalten?
Albers: Wir stellen uns eine Verbindung mit einer 3D-Umgebung vor. Nur sehr wenige Anlagen werden in Europa noch ohne Vorsimulation aufgebaut. Da diese Simulationen dann ohnehin schon vorliegen, sollten diese direkt vom Teach Pendant ladbar sein, sodass man den Roboter in virtueller Umgebung mit der Peripherie darstellen kann. Dieser Ansatz ermöglicht es, direkt zu identifizieren, welche Pfade und Punkte zu welchen Programmen gehören und wo auf welches Signal gewartet wird. Das dient nicht nur der besseren Übersicht, sondern auch der vereinfachten Manipulation und Inbetriebnahme.
Hermann: Bedien- und Programmieroberflächen sollten sich in Zukunft an die Betriebssysteme der Mobiltelefone anlehnen. Im Speziellen geht es hier um die intuitive Bedienung, ohne große Robotervorkenntnisse zu haben.
Baumann: Stärkere Akzeptanz ist der Schlüssel für eine breite Nutzung von Industrierobotern. Um das zu erreichen, ist es wichtig, dem Benutzer das Gefühl zu geben, alles in der Hand zu haben und genau zu wissen, was durch seine Bedien- und Programmierschritte passiert. Nur wenn der Nutzer keine Angst vor möglichen Fehlern hat, erreicht man Akzeptanz.
Schmid: Der Fokus liegt nach wie vor ganz klar auf einer einfachen Gestaltung der Bedienoberfläche. Denn je intuitiver die Programmierung eines Cobots ist, desto eher werden sich auch jene Unternehmen für die Lösung begeistern, die bisher nur wenige Berührungspunkte damit hatten. Unser Ziel ist es, Automatisierung jedem zugänglich und möglich zu machen. Die Benutzerfreundlichkeit der Technologie ist hierfür nicht hoch genug einzuschätzen.
Jacobsen: Benutzeroberflächen müssen einfacher und intuitiver werden. Eine klare Strukturierung und griffige Visualisierungen sind dafür unerlässlich. Unserem Verständnis nach müssen sich Roboter leicht programmieren lassen und schnell funktionsfähig sein, um dem Anwender einen wirklichen Mehrwert zu bieten.
Klos: Die Zahl der Roboteranwender nimmt zu, die unsere heutige eher codebasierte Roboterprogrammiertechnik erst erlernen müssen und das als technologischen Rückschritt empfinden. Man erwartet dann bei der Programmierung von Robotern ebenfalls solche modernen Softwarekonzepte, wie sie aus der Consumer-Welt bekannt sind. Diesen Ansatz haben wir bei unserem Smart Pendant verfolgt. Pfeiltasten zeigen in die richtige Richtung, egal wie der Programmierer das SmartPendant zum Roboter hält - das leidige Umrechnen in Raumkoordinaten beim Teachen entfällt. Das sind Kleinigkeiten, die heute in jedem Smartphone stecken.
Seebauer: Die Steuerung per Gesten und Sprache wird zwar weiter intensiv erforscht, hat allerdings in der Industrie noch keine Relevanz. Stattdessen bieten immer mehr Leichtbauroboter und Cobots einen Handführmodus, um Punkte zu teachen oder die komplette Bahn aufzunehmen. Außerdem gibt es zunehmend einfachere Bedienoberflächen, die eine intuitive Steuerung des Roboters erlauben.
Welche Auswirkung haben die aktuellen Trends auf Gestaltung und Ausprägung von Teach Pendants? Warum Roboter in Zukunft nicht über Tablet oder Smartphone programmieren bzw. einrichten?
Klos: Es ist technisch möglich, Roboter über Tablet, Smartphone oder remote über das Web zu programmieren und zu bedienen. Aber bei allem Trend zu smart und easy dürfen wir den Roboter nicht unterschätzen: Ein Roboter ist kein Spielzeug und eine industrielle Produktion ist kein Ponyhof. Ein Smartphone hat keinen sicheren Not/Aus-Knopf und wenn es herunterfällt oder das WLAN ausfällt, steht die Produktion. Programmierlogik, Safety- und I/O-Kommunikation über Feldbusse sind weitere Beispiele, wo Smartphones schnell an ihre Grenzen geraten.
Seebauer: Neue, intuitivere und ergonomischere Bediengeräte für klassische Roboter finden immer größere Verbreitung. Bei Cobots wird bereits heute zunehmend komplett auf traditionelle Teach Pendants verzichtet. Die Steuerung findet hier dann direkt per Laptop oder Tablet statt. Bei klassischen Robotern, insbesondere in größeren Anlagen, sind traditionelle Teach Pendants häufig wegen des im T1- und T2-Verfahrmodus notwendigen Totmannschalters noch weit verbreitet. Dennoch gibt es auch hier Trends zu immer kleineren und schlankeren Bediengeräten, die sich auf die wirklich notwendigen Funktionen beschränken. Die eigentliche Programmierung findet allerdings zunehmend nicht mehr am Teach Pendant, sondern direkt am Laptop statt.
Schmid: Die Bedienkonzepte von Cobots haben schon heute einen enorm hohen Reifegrad erreicht. Da versteht sich die Weiterentwicklung von Teach Panels meist nur als Feinschliff. Ein Wechsel hin zur Bedienung via Smartphone oder Tablet ist allerdings mit Zurückhaltung zu betrachten. Sobald Unternehmen ihren Cobot mit dem Betriebsnetzwerk verbinden, kommen wichtige Aspekte der IT-Sicherheit ins Spiel, die die Umsetzung einer Automatisierungslösung schnell komplex werden lassen.
Albers: Man erkennt im Markt die Entwicklung zu intuitiveren Teach Pendants. Bildschirme werden größer und die Teach Pendants immer leistungsfähiger. Eine Programmierung über Tablet oder Smartphone ist bei unseren Cobots bereits problemlos möglich, allerdings lassen sich bei konventionellen Robotern die Sicherheitsfunktionen, wie ein Notaus oder ein Totmannschalter, nicht realisieren. Dazu wäre zusätzliche Hardware nötig. Wir evaluieren derzeit Möglichkeiten der einfachen Manipulation fertig programmierter Anlagen zur einfachen Korrektur. Ein Teach-In mit Bewegungen des konventionellen Roboters im Teach-Modus wird in absehbarer Zukunft aus Sicherheitsgründen wahrscheinlich nicht möglich sein.
Jacobsen: Wir setzen bereits seit Beginn auf die Steuerung unserer Roboter via Tablet und Smartphone. Das einzig Beständige in der Industrie ist und war schon immer der Wandel. Anforderungen an Werker ändern sich, Fertigungslinien werden ständig neu gedacht. Unterstützende Technologien wie mobile Roboter sollten den Mitarbeitern da nicht noch zusätzlichen Lernaufwand abverlangen, sondern so intuitiv wie möglich zu bedienen sein - den Umgang mit Smartphone oder Tablet ist der Nutzer aus seinem privaten Umfeld meist gewohnt. Auch Mitarbeiter ohne Programmierkenntnisse sind so schnell in der Lage, Roboter zu steuern und für Aufträge einzuteilen.
Hermann: In naher Zukunft wird die Programmierung von Industrierobotern über Tablets realisiert, die mittels zusätzlicher Hardware die vorgegebenen Sicherheitsrichtlinien, wie Notaus oder Zustimmtaster, erfüllen.
Baumann: Die Anforderungen der Endanwender sind heute sehr vielfältig, da mehr Menschen mit Robotern arbeiten und es unterschiedliche Benutzerrollen mit jeweils spezifischen Aufgaben gibt. Die Erwartungen des Benutzers an industrielle Bediengeräte sind definitiv gestiegen. Im Gegensatz zu früher sind heute die meisten Mitarbeiter mit Tablets oder Smartphones zu Hause auf dem neuesten Stand und erwarten bei der Arbeit Geräte auf einem ähnlichen technologischen Niveau. (fiz)
In der aktuellen Trendumfrage hat ROBOTIK UND PRODUKTION Experten zum Thema Bedienkonzepte für Roboter befragt. Dabei ging es um die Themen Teach-In, Nutzerakzeptanz und die Programmierung über Tablet und Smartphone. Es antworteten Daniel Seebauer, Gründer und Geschäftsführer von Drag&Bot, Maximilian Albers, Team Leader Project Support & Development bei Kawasaki, Dr. Michael Klos, General Manager Business Development - Robotics Division bei Yaskawa, Helmut Schmid, Geschäftsführer von Universal Robots, Benjamin Baumann, Produktmanager bei Kuka, Niels Jul Jacobsen, CSO von Mobile Industrial Robots, und Nico Hermann, Technical Manager Robotics Tec Center bei Fanuc.
Bild: TeDo Verlag GmbHWelche Wege und Möglichkeiten bieten Sie heute zum Teach-In von Robotern? Welche Technologien halten Sie hier für zukunftsweisend?
Daniel Seebauer, Drag&Bot: Drag&Bot bietet verschiedene Möglichkeiten, die Bewegungsbahn zu definieren: Zum einen über die klassischen Teach Pendants der Roboterhersteller - bei Cobots auch über deren Handführmodus - und zum anderen über ein universelles, roboterunabhängiges Soft-Teach-Pendant direkt aus Drag&Bot heraus. In Zukunft wird das Teach-In-Verfahren zunehmend von anderen Verfahren ergänzt.
Maximilian Albers, Kawasaki: Der Trend in Europa geht derzeit stark in die Richtung intuitiverer Teach-In-Lösungen. Zukunftweisend wird die Verbindung von Simulation und Teach Pendant sein. Die größte Hürde für Maschinenbediener bzw. Programmierer, ist, dass nicht direkt zu erkennen ist, wo die programmierten Punkte und Pfade liegen, ohne sie physikalisch mit dem Roboter anzufahren. Eine entsprechende Visualisierung und intuitive Bedienung werden in den nächsten Jahren Schlüsselfaktoren sein.
Dr. Michael Klos, Yaskawa: Wir bieten heute viele Möglichkeiten an, einem Roboter anzuweisen, was er zu tun hat: Darunter das klassische Handbediengerät, geeignet für erfahrene Programmierer, das Smart Pendant, mit einer eher visuellen, intuitiven, tabletartigen Bedienung, das Teachen durch Handführung, das bei MRK-Anwendungen besonders beliebt ist, das MotoLogix-System, bei dem der Roboter über Funktionsbausteine vom SPS-Programmierer programmiert wird sowie die Offline-Programmierung mit Simulationssystemen. Jede dieser Möglichkeiten hat ihre Berechtigung und spezifischen Vor- und Nachteile für bestimmte Zielgruppen, Branchen und unterschiedliche Einsatzzwecke des Roboters.
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Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 5 2019 - 28.10.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
