Modulares Betriebssystem per Drag&Drop-Prinzip

Intuitive Roboterprogrammierung

Deutschland belegt hinsichtlich des Einsatzes von Industrierobotern weltweit den dritten Rang, nur Südkorea und Singapur liegen davor. Oftmals werden Roboter jedoch nur für die Massenproduktion eingesetzt, da die Programmierung zeitaufwendig und kostenintensiv ist. Die Software drag&bot ermöglicht eine hardwareunabhängige und intuitive Roboterprogrammierung ohne Entwicklerkenntnisse – so einfach wie die Bedienung eines Smartphones.

Die Software drag&bot ermöglicht eine hardwareunabhängige
und intuitive Roboterprogrammierung ohne Entwicklerkenntnisse. (Bild: drag and bot GmbH)

Die Anzahl von Industrierobotern in Deutschland wächst stetig: Im letzten Jahr kamen auf 10.000 Beschäftigte 322 Roboter. Bisher werden sie vorrangig für die Massenproduktion eingesetzt, z.B. in der Automobilindustrie, da ihre Abläufe nur wenig Spielraum für flexible Arbeitsschritte lassen. Kurz: Einmal programmiert, übernimmt der Roboter häufig jahrelang immer und immer wieder die gleichen Aufgaben. Ändern sich die Produktionsbedingungen, muss auch der Industrieroboter aufwendig umprogrammiert werden. Doch die Industrie befindet sich in einem Transformationsprozess und damit ändern sich auch die Anforderungen an Roboter. Gerade mittelständische und kleine Unternehmen sind stark daran interessiert, Roboter langfristig nicht nur für einzelne Tätigkeiten einzusetzen, sondern mehr Flexibilität zu erlangen, um die Industrieroboter für verschiedene Tätigkeiten und komplexere Aufgabengebiete einzusetzen. Jedoch steht oftmals kein geschultes Fachpersonal zur Verfügung, um die Programmierung der Programmabläufe zu koordinieren und die finanziellen Ressourcen müssen ebenfalls bestmöglich eingesetzt werden.

Bedien- und Eingabehilfen, die sogenannten Wizards und Guides, unterstützen den Nutzer bei der Parametrisierung des Programmablaufs. (Bild: drag and bot GmbH)

Roboterprogrammierung per Drag&Drop

Wie praktisch wäre es also, einen Roboter so flexibel wie möglich programmieren zu können? Genau das ermöglicht das Unternehmen drag&bot, ein Spin-Off des Fraunhofer IPA in Stuttgart: Es hat ein Betriebssystem für Roboter entwickelt, das sich via Drag&Drop-Prinzip aus verschiedenen Bausteinen zusammensetzen lässt. So können Roboter flexibel eingesetzt und individuell programmiert werden, völlig hardwareunabhängig. Das Ziel ist es, die Roboterprogrammierung so einfach zu machen wie die Smartphone-Bedienung. Das schafft die Software von drag&bot mithilfe verschiedener Bedien- und Eingabehilfen, sogenannten Wizards und Guides, die den Nutzer bei der Parametrisierung des Programmablaufs unterstützen. So kann z.B. die Position bestimmt werden, in dem der Nutzer den Roboter handgeführt an die gewünschte Position bewegt und die genauen Koordinaten anschließend über den Wizard ermitteln und abspeichern lässt. Auch Schraublöcher, Parameter einer kraftgeregelten Bewegung oder die Lokalisation von Werkstücken mit Hilfe einer Kamera und entsprechender Bildverarbeitung sind typische Einsatzmöglichkeiten des Wizards. Die Programmbausteine, sogenannte Funktionsblöcke, werden anschließend nach dem Drag&Drop-Prinzip zu ausführbaren Applikationen zusammengeführt. Über die Cloud kann die Software intern mit beliebig vielen Robotern vernetzt werden. So können nicht nur die Skills, sondern ganze Programme mehrfach genutzt werden.

Anwendungsbeispiel: Programmierung von kollaborierenden Robotern in der Automobilindustrie

Der Automobilzulieferer Denso hat mit Hilfe von drag&bot eine bisher manuell durchgeführte Vormontage automatisiert. Da dafür verschiedene Abläufe notwendig sind, ist es in diesem Fall wichtig, dass die Roboter im Arbeitsraum des Menschen kollaborieren und die Arbeit der Industrieroboter aufeinander abgestimmt werden kann. Mit Hilfe von drag&bot können die Roboter durch die intuitive Oberfläche von Technikern vor Ort selbst instruiert werden. Wenn ein Roboter an eine bestimmte Stelle greifen soll, führt der Nutzer den Greifarm an die entsprechende Position und bestätigt das in der Software. Durch sogenannte Guides wird der Nutzer Schritt für Schritt durch typische Anwendungen wie Verschrauben, Palettieren von Teilen oder der Kamerakalibrierung geführt. Erweiterungsmodule ermöglichen auch sensitive Funktionen zur Anpassung des Verhaltens, sollte es zu unvorhergesehenen Situationen im Produktionsprozess kommen oder komplexere Roboterbewegungen z.B. für die Montage notwendig sein. Mit dem Modul Lokalisierung werden Kameras zur Bildverarbeitung unterstützt, um die genauen Koordinaten eines Bauteils zu ermitteln, sodass die Roboterbewegung auch bei Verschiebungen der Positionen des Bauteils noch fehlerfrei funktioniert. Der Vorteil für den Automobilzulieferer ist nicht nur die einfache Programmierung, die er nun selbstständig durchführen kann, sondern auch die Flexibilität. Mit der einfachen und intuitiven Roboterprogrammierung können die Roboter innerhalb weniger Minuten umgerüstet werden. Derzeit unterstützt drag&bot die Hardware von Kuka, Denso, ABB, Fanuc und Universal Robots sowie alle gängigen Robotergreifer, sonstige über I/Os ansteuerbare Werkzeuge und verschiedene Kameras. Momentan wird die Software für Industrieroboter in der Produktion in Applikationen verwendet, die Abläufe wie das Be- und Entladen von Maschinen, Pick&Place, Fügen und Schrauben umfassen. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen, die Industrieroboter so flexibel wie möglich einsetzen möchten und noch wenig oder keine Erfahrung mit Robotern haben, bietet die Software eine geeignete Lösung.