Vom schlanken Einstieg bis zu komplexen Anwendungen
Standardisierte Roboterprogrammierung
Roboter können heute mehr, als man gemeinhin denkt. Man muss es ihnen nur beibringen. Aber genau dieses Beibringen - also die Roboterprogrammierung - ist der Grund, warum viele Unternehmen vor dem Einsatz von Robotern zurückschrecken. Kleine und mittelständische Unternehmen scheuen den großen Programmieraufwand, große ärgert immer wieder die fehlende Standardisierung. Mit Lösungen, die eine intuitive und einheitliche Programmierung von Robotern unterschiedlicher Hersteller durch vordefinierte Anwendungspakete ermöglichen, sinken Aufwand und Kosten.
Bild: ArtiMinds Robotics GmbHProgrammiersprachen von Robotern sind nicht nur komplex, sondern auch für jedes Robotermodell individuell, sie werden in umfangreichen Schulungen erlernt.
Bild: ArtiMinds Robotics GmbH
Grafische Programmierung verschiedener Robotertypen
ArtiMinds Robotics hat zu diesem Zweck seine Robot Programming Suite (RPS) entwickelt. Mit der Software lassen sich intuitiv Roboter aller namhaften Hersteller programmieren und auch sämtliche damit kompatible Peripheriehardware wie elektrische oder pneumatische Greifer und taktile oder optische Sensoren nutzen. Programmiert wird nicht wie bisher über Zeilencode, sondern grafisch mit Hilfe von vordefinierten Anwendungsbausteinen. Es sind keine Programmierkenntnisse notwendig. Anwender wählen in der Software einfach die eingesetzten Hardwarekomponenten aus. Zum Programmieren der individuellen Anwendung nutzen sie dann eine Auswahl der über 60 in der Bibliothek hinterlegten Bausteine. Enthalten sind Bausteine für einfache Roboterbewegungen ebenso wie solche fürs kraftgeregelte Ausrichten, für kamerabasierte Suchbewegungen und für die SPS-Kommunikation. Damit ist die Software sowohl für diejenigen interessant, die einen schlanken Einstieg in die Robotik suchen, als auch für Unternehmen, die komplexe Aufgabenstellungen realisieren müssen. Nach der Auswahl des jeweiligen Bausteins führt ein Wizard, also eine Art digitaler Assistent, den Anwender iterativ durch die nächsten Schritte zur Anpassung an die individuellen Fertigungsgegebenheiten. So erstellte Programme lassen sich in der Software testen. Über diese Simulationen kann der Anwender direkt prüfen, ob der Roboter z.B. alle Punkte im Arbeitsbereich anfahren kann, ob Kabellängen angepasst werden müssen oder es zu Kollisionen kommt. Danach wird der Code kompiliert und auf die Robotersteuerung aufgespielt. Nun kann unter realen Bedingungen getestet und weiter angepasst werden. Übrigens: Eine bereits bestehende Code-Basis lässt sich in die RPS integrieren und weiterverwenden.
Bild: ArtiMinds Robotics GmbHDatenanalyse und maschinelles Lernen
Auf diese Weise können schon heute ganz neue Anwendungen realisiert werden wie z.B. die Durchsteckmontage (Through Hole Technology - kurz THT), bei der via Spiral- oder Spike-Suche die Einstecklöcher aufgefunden werden. Nach Konfiguration und Test am realen Modell ist es oft hilfreich, Prozessdaten auszuwerten, um damit den Prozess zu verbessern. Im laufenden Betrieb eines Roboters fallen jede Menge Daten an. Diese sammelt das Tool Learning and Analytics for Robots (LAR) und stellt sie Anwendern übersichtlich zur Verfügung. So lassen sich Werte passend zum jeweiligen Programmierbaustein anzeigen und systematisch auswerten. Bei der THT-Montage z.B. kann sich der Anwender die Daten zur spiralförmigen Positionssuche anzeigen lassen. Stellt er dabei fest, dass die Startposition, an der der Roboter nach den Löchern zu suchen beginnt, nicht ideal gewählt wurde, kann er die Parameter des passenden Bausteins in der RPS entsprechend anpassen. So lassen sich Prozesse mit wenig Aufwand anpassen, sei es, um Produktionszeiten zu verkürzen, die Qualität zu verbessern oder um das gesamte Programm robuster zu gestalten.
Neue Einsatzgebiete für Roboter
Mit der Kraft/Moment-gesteuerten Regelung erschließen sich Robotern übrigens Einsatzbereiche, die bei einer herkömmlichen Programmierung mit realistischem Aufwand nicht vorstellbar waren. Dazu gehört auch das Einstecken biegsamer Kabel, z.B. bei der Steckerkonfektionierung. Ein biegsames Kabel wird vom Roboter gegriffen, von einem Kamerasystem vermessen und dann z.B. über eine Kombination aus Spike- und Spiralsuche in das Loch eingeführt und eingerastet. Anschließend stellt eine Zugprobe sicher, dass das Kabel korrekt sitzt. Den zeitlichen Aufwand zum Programmieren dieser Lösung per Zeilencode schätzen die Experten auf etwa 100x so lang verglichen mit ihrem Programmieransatz. Neben der Elektronikfertigung finden sich Einsatzbereiche in der mechanischen Montage, z.B. beim Fügen von Teilen bei geringen Toleranzen, beim Setzen von Kunststoffclips, Dichtungen, Stopfen oder Nieten, bei Getriebe- und Motorblockmontage oder beim Positionieren und Festziehen von Schrauben. Diese Tätigkeiten werden heute gerade bei Kleinserien oftmals mit viel Handarbeit erledigt. Bei der Oberflächenbearbeitung hat ArtiMinds ebenfalls Erfahrungen gesammelt: Beim Ausschleifen und Polieren lackierter Oberflächen analysiert eine Kamera die Oberfläche von Produkten, erkennt Fehler und poliert diese Kraft/Moment-geregelt aus. Auch dafür gibt es passende Bausteine in der Bibliothek. Aber auch Schleifen und Entgraten von Kanten und Ecken, Kleben oder Farbauftrag und Materialprüfung sind realisierbare Anwendungen in diesem Industriebereich. In Qualitätskontrolle und Inspektion, Handhabung und Verpackung sowie Laboranwendungen finden sich ebenfalls zahlreiche Einsatzbereiche.
Roboter können heute mehr, als man gemeinhin denkt. Man muss es ihnen nur beibringen. Aber genau dieses Beibringen - also die Roboterprogrammierung - ist der Grund, warum viele Unternehmen vor dem Einsatz von Robotern zurückschrecken. Kleine und mittelständische Unternehmen scheuen den großen Programmieraufwand, große ärgert immer wieder die fehlende Standardisierung. Mit Lösungen, die eine intuitive und einheitliche Programmierung von Robotern unterschiedlicher Hersteller durch vordefinierte Anwendungspakete ermöglichen, sinken Aufwand und Kosten.
Bild: ArtiMinds Robotics GmbHProgrammiersprachen von Robotern sind nicht nur komplex, sondern auch für jedes Robotermodell individuell, sie werden in umfangreichen Schulungen erlernt.Bild: ArtiMinds Robotics GmbH
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Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 5 (Okt) 2020 - 07.10.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
