Applikationen mit ROS einfach und flexibel umsetzen
Robotik offen gestalten
Die eigene Robotersteuerung aus verschiedenen Software-Paketen flexibel zusammenstellen: Das ermöglicht das Open Source Framework ROS. Mit den passenden Schnittstellen und einem offenen Konzept lassen sich auf diese Weise Roboterapplikationen einfach realisieren. Die Besonderheit? ROS-Pakete sind ohne spezifisches Expertenwissen für Programmierung einsetzbar und bieten so vollkommen neue Möglichkeiten für den Einsatz von Robotern.
Das Open Source Framework ROS bietet mit seiner Offenheit und Modularität eine ideale Grundlage für industrielle und nicht-industrielle Service-Robotik-Applikationen. (Bild: Pilz GmbH & Co. KG)
Genau wie in der Automatisierung geht in der Robotik der Trend in Richtung Offenheit und Interoperabilität. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist eine Robotersteuerung gefragt, die herstellerübergreifend eingesetzt werden kann. Bislang setzen die meisten Roboterhersteller auf proprietäre Steuerungen. Sie arbeiten häufig mit fest programmierten Bahnen, die eine Veränderung der Bahn bedingt durch Hindernisse, die plötzlich auftauchen, nur umständlich oder gar nicht ermöglichen. ROS (Robot Operating System) hat seine Stärken dagegen in dynamischen Umgebungen, z.B. beim Navigieren von fahrerlosen Transportsystemen (FTS), Kollisionsvermeidung oder Greifen von Objekten und bietet dadurch mehr Flexibilität. ROS ist ein herstellerübergreifendes Open Source Framework, um Software für Robotikanwendungen zu schreiben. Das Programmiergerüst besteht aus einer Sammlung von Funktionen, Treibern sowie einer Kommunikationsschicht. Programmierer erstellen in diesem Rahmen eigene Pakete. Die fertigen ROS-Pakete beinhalten bestimmte Funktionen oder Treiber und werden den Anwendern über eine gemeinsame Community zur Verfügung gestellt. Das kann etwa eine Bahnplanung sein, die dann vom Anwender an seine individuelle Applikation, z.B. eine Pick&Place-Anwendung angepasst wird. Die einzelnen Pakete sind modular, dadurch vielseitig einsetzbar und mit der Hardware unterschiedlicher Hersteller kompatibel. So kann der Anwender seinen bisher eingesetzten Manipulator austauschen und den neuen Manipulator weiterhin mit den ROS-Paketen einsetzen. Die Applikation an sich bleibt gleich.
Individuell einsetzbar: Die Pilz-Service-Robotik Module umfassen das Manipulatormodul PRBT, das Steuerungsmodul PRCM, das Bedienmodul PRTM sowie ROS-Module. (Bild: Pilz GmbH & Co. KG)
Gebündeltes Wissen offen verfügbar
Entstanden ist ROS im Jahr 2007 im universitären und forschenden Umfeld. Dort hat es sich zum Standard für Forschungsprojekte innerhalb der Robotik entwickelt. Ein Vorteil des Frameworks ist die Zusammenarbeit in der ROS-Community mit Spezialisten aus verschiedenen Bereichen – von Forschungseinrichtungen bis zum Roboterhersteller. Gemeinsam sind sie in der Lage auch komplexe Robotikanwendungen einfach zu programmieren. Die Online Community arbeitet zusammen an den ROS-Paketen, führt Reviews und Tests durch und unterstützt sich gegenseitig. Dazu gehört z.B. die ausführliche Dokumentation der Pakete, die Bearbeitung von sogenannten Pull Requests, also Verbesserungsvorschlägen für den Code, und die Erstellung von Tutorials.
Passend für die Industrie
Die Vorteile von ROS umfassen neben dem Open-Source-Charakter, also der offenen Verfügbarkeit des Quelltextes, die Verwendung von modernen Programmiersprachen wie Python oder C++. Damit bietet sich der Einsatz von ROS für industrielle Applikationen an. Es ist das geeignete Framework für komplexe Applikationen, in denen verschiedene Sensoren und Aktoren beliebiger Hersteller unterschiedliche Aufgaben übernehmen und komplex entwickelte Algorithmen steuern. Dafür wird eine standardisierte Kommunikationsschicht benötigt. ROS kann also herstellerübergreifend eingesetzt werden und bietet ganz im Sinne der smarten Fabrik ein vernetztes, interoperables System.
