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Robotik

Programmiersystem zur direkten Interaktion mit dem Roboter

| Autor/ Redakteur: Christian Brecher und andere / Rüdiger Kroh

Kleine Losgrößen und sich ständig verändernde Produktionsabläufe verhindern bei kleinen und mittleren Unternehmen oft den wirtschaftlichen Robotereinsatz. Damit eine Neu- und Umprogrammierung schneller und intuitiver durchgeführt werden kann, wurde ein Programmiersystem zur direkten Interaktion mit dem Roboter entwickelt.

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Bild 1: Der Bediener kann sowohl das geometrische Modell der Arbeitsumgebung als auch die relevanten Werkstückpositionen an der realen Zelle einlernen. Basierend auf diesen Daten wird dann automatisch ein Roboterprogramm erstellt.
Bild 1: Der Bediener kann sowohl das geometrische Modell der Arbeitsumgebung als auch die relevanten Werkstückpositionen an der realen Zelle einlernen. Basierend auf diesen Daten wird dann automatisch ein Roboterprogramm erstellt.
( Bild: WZL )

Viele Produktionsprozesse lassen sich heute mithilfe von Industrierobotern automatisieren. Sie bewegen und steuern dazu Werkzeuge, indem Code durch die Robotersteuerung in Programmabläufe umgesetzt wird. Diese Abläufe werden zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme einmalig für den jeweiligen Einsatzzweck erstellt und verändern sich während der Produktionsphase nicht. Durch eine hohe Wiederholgenauigkeit und die strenge Programmabarbeitung garantieren Roboter einen stabilen Produktionsbetrieb bei großen Stückzahlen und komplexen Ablauforganisationen, wie sie in der Automobilindustrie zu finden sind [1].

Mehr Inbetriebnahmevorgänge durch sinkende Stückzahlen

Je höher das Produktionsaufkommen ist, desto geringer fällt der Aufwand für die Inbetriebnahme bezogen auf das einzelne Produkt aus. Demgegenüber bewirkt der zunehmende Trend zu steigender Variantenvielfalt und sinkenden Stückzahlen von Gleichteilen, dass Inbetriebnahmekosten bei einer automatisierten Herstellung einen immer größeren Teil der Fertigungskosten ausmachen [2].

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) entsteht so ein doppelter Kostendruck. Zum einen treten bei ihnen Inbetriebnahmevorgänge aufgrund geringer Stückzahlen sehr häufig auf, zum anderen müssen sie Mitarbeiter qualifizieren, um die Möglichkeit der Inbetriebnahme realisieren zu können. In Verbindung mit den ohnehin schon hohen Investitionskosten für die Anschaffung einer Roboterzelle erscheint die Möglichkeit einer automatisierten Produktion für viele KMU daher nicht wirtschaftlich, obwohl sie technisch oft sinnvoll wäre.

Der Schlüssel zu einer steigenden Verbreitung von Industrierobotern bei KMU liegt damit in einer Vereinfachung der Roboterprogrammierung, sodass diese auch von ungeschulten Personen schnell erlernt und durchgeführt werden kann [3]. Durch ein notwendiges Denken in Koordinatensystemen ist die Programmierung jedoch auch heute noch stark mathematisch geprägt und erfolgt, je nach Hersteller und kinematischer Roboterstruktur, maschinennah [4].

Fokus liegt auf einer Steigerung der Bedienungsintuitivität

Syntaxfehler, das heißt Fehler, die durch mangelnde Kenntnis der jeweiligen Programmiersprache entstanden sind, können zwar automatisch erkannt und teilweise auch behoben werden; logische Fehler, die sich aufgrund falscher Verkettung von Bewegungsbefehlen ergeben, bleiben dadurch jedoch unerkannt und können zu Kollisionen und zur Gefährdung von Menschen führen. Je nach Einsatzzweck ergibt sich ein hoher Schulungsaufwand. Auf diese Weise verteilt sich der Nutzerkreis von Robotern – trotz steigender Absatzzahlen – auf wenige große Unternehmen und Branchen, für die die vorhandenen Inbetriebnahme- und Bedienkonzepte ursprünglich entwickelt wurden.

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