Aktuelle Innovationen rund um den Einsatz von Robotern

Diese Diskussion um eine einheitliche Programmiersprache für Roboter in der Art wie für die CNC-Welt kenne ich seit meinem Berufsstart in der Robotik vor über 20 Jahren. Doch hat sich eine solche einheitliche Programmiersprache bislang nicht durchgesetzt, obgleich die Roboterprogrammiersprachen untereinander eine gewisse Verwandtschaft zeigen.

Meine These dazu ist, dass es sehr schnell eine solche einheitliche Programmiersprache für Roboter geben würde, wenn beispielsweise die Automobilindustrie als größte Roboter-Kundengruppe eine Standardsprache vorschreiben würde. Dies ist bislang nicht erfolgt. Vielmehr gehen die meisten Automobilhersteller den Weg, sich auf einen oder wenige Roboterlieferanten festzulegen. Das wirkt dann faktisch als eine einheitliche Programmsprache.

Roboterhersteller haben z.B. die SPS für Maschinen oder Anlagen in die Robotersteuerung integriert, entweder als Soft-SPS oder als separate SPS-Hardware.

Umgekehrt bieten etablierte Maschinensteuerungshersteller Erweiterungen für Roboter an: Entweder wird die Roboterbahnführung von der Maschinensteuerung übernommen – dies ist sehr verbreitet bei Roboterportalen- oder die Robotersteuerung wird über entsprechende Bussysteme mit der Maschinensteuerung vernetzt.

Weiterhin gibt es auch Roboterhersteller, die einen CNC-Kern in die Robotersteuerung integriert haben. Dies ist dort vorteilhaft, wo Roboter für Bearbeitungsaufgaben eingesetzt werden, z.B. für das Fräsen von Holz, Kunststoff, Aluminium etc. oder für das Rapid Prototyping.

Damit lassen sich Roboterbewegungen in standardisiertem NC-Code programmieren bzw. können typische CAM-Pakete eingesetzt werden, die aus Werkstückmodellen Werkzeugbahnen und damit Roboterprogramme in NC-Code generieren.

Open Source steht allgemein für Offenheit, Software-Kosteneinsparung und Anpassungsfähigkeit. Das könnte auch für Robotersteuerungen künftig interessant werden.

Erfolge bekannter Open-Source-Initiativen wie z.B. Linux, Java, Mozilla, MySQL etc. sind nur bedingt auf die industrielle Steuerungstechnik übertragbar, da Anwender hochspezialisierter Automatisierungslösungen höchste Verlässlichkeit, gezielte Weiterentwicklungen und umfassenden Support erwarten.

Dennoch erleben wir aktuell das Interesse an Open-Source-Steuerungssysteme für Roboter, insbesondere für Serviceroboter.

Hier bietet sich Herstellern von Servicerobotern die Chance, auf erprobte Funktionen wie z.B. zur mobilen Navigation, für die Bildverarbeitung oder für die Anlagenvisualisierung auf einfache Art zurückzugreifen.

Auch erste Industrieroboterhersteller, insbesondere Startups, nutzen die Ergebnisse von Open-Source-Initiativen, wie z.B. industrial ROS, um Systeme effizient zu entwickeln und rasch in den Markt zu bringen. Am IPA beobachten wir diesen Trend und nehmen z.B. auch an der industrial ROS-Initiative teil.

Zum Thema Open Source in der Robotik bieten wir am 17. Oktober erstmalig einen Workshop am IPA an. Auf die Reaktionen sind wir sehr gespannt.

Ein paar Trends aus der Vielzahl der aktuellen Trends und Entwicklungen möchte ich anführen:

Integration von Robotern zur Be- und Entladung von Maschinen. So sorgen Robotern an Werkzeugmaschinen für zusätzliche automatisierte Schichten. Der Roboter ist mit der Maschine vernetzt, oft sogar integriert. Interessante Konzepte gehen davon aus, dass auch der Roboter versetzbar ist und an unterschiedlichen Maschinen nach Bedarf Handlingsaufgaben ausführt.

Mensch-Roboter-Kooperation. Sollen Flexibilität und Produktivität verbunden werden, können kooperierende Robotersysteme eine interessante Alternative sein. Der Roboter sorgt für Werkstückhandhabung und Qualität bei sich wiederholenden Prozessen - der Werker übernimmt diejenigen Fertigungsschritte, die Geschick, Erfahrung und Urteilsvermögen erfordern. Diese arbeitsteilige Aufgabenausführung, bei der der Roboter ohne Zaun betrieben wird, erfordert besondere Sicherheitsvorkehrungen. Sichere Steuerungen als eine der zentralen Voraussetzungen für die Mensch-Roboter-Kooperation werden heute von den meisten Roboterherstellern angeboten.

Mobile Roboter. Innovative Materialflussautomatisierung-Lösungen beziehen immer mehr fahrerlose Transportsysteme (FTS) ein. Gründe sind Wirtschaftlichkeit, Kontinuität und Verlässlichkeit. Hinzu kommen, dass innovative FTS inzwischen frei navigieren, d.h. von Umgebungspräparierungen in Form von Marken, Linien etc. unabhängig sind. Dies erlaubt maximal flexible Fahrwege.