VESCON: Roboterprogrammierung

Roboterprogrammierung Effizienz ist bei uns Programm.

Wie leistungsfähig ein Roboter ist, hängt nicht nur von seiner Hardware ab. Vor allem die Software spielt eine entscheidende Rolle. Je besser die Programmierung an alle individuellen Gegebenheiten vor Ort angepasst ist, desto größer ist der Nutzen, den ein Roboter liefert. Mit rund 20 Jahren Erfahrung im Umgang mit Industrierobotern verfügt unser Team über ein ebenso breites wie tiefes Know-how, um auch für Ihre Aufgaben die jeweils beste Lösung zu finden. Profitieren Sie von unseren Leistungen – wie die rund 70 Kunden, die sich bereits auf unsere Flexibilität, unseren Service und unsere Kosteneffizienz verlassen.

Unsere Leistungen – Ihre Vorteile:

Standardisierte Roboterprogrammierung

Die Karlsruher ArtiMinds Robotics GmbH hat zu diesem Zwecke ihre Robot Programming Suite (RPS) entwickelt. Mit der Software lassen sich intuitiv Roboter aller namhafter Hersteller programmieren und auch sämtliche damit kompatible Peripheriehardware wie elektrische oder pneumatische Greifer und taktile oder optische Sensoren nutzen. Anwender programmieren Roboter nicht wie bisher über Zeilencode, sondern grafisch mit Hilfe von vordefinierten Anwendungsbausteinen. Es sind keine Programmierkenntnisse notwendig.

Die Hauptkosten entstehen also weniger bei der Anschaffung der Hardware als vielmehr beim Erstellen der Software und bei späteren Anpassungen und der Wartung. Das ist gerade dann problematisch, wenn der Roboter – in seinem eigentlich idealen Einsatzbereich – als flexibles Automatisierungsgerät genutzt, also immer wieder an individuelle Aufgabenstellungen angepasst werden soll. Unternehmen, die regelmässig neue Produkte in kleineren Stückzahlen auf den Markt bringen, könnten von den flexiblen Automatisierungshelfern immens profitieren, gäbe es nicht die Hürde der aufwändigen Roboterprogrammierung.

Programmiersprachen von Robotern sind nicht nur komplex, sondern auch für jedes Roboter-Modell individuell, sie werden in umfangreichen Schulungen erlernt. Das hat Folgen: Kleine Unternehmen legen sich oft auf einen Hersteller fest und wechseln nicht so leicht. Bei grossen Unternehmen gibt es Expertenteams, die jeweils aber immer nur den Roboter eines bestimmten Herstellers einrichten und bedienen können. Oder Unternehmen lagern die Programmierung von Robotern direkt an externe Unternehmen aus. Nachträgliche Änderungen am Quellcode – und seien sie noch so klein – sind dann nicht ohne fremde Hilfe möglich.

Roboterprogrammierung kann abschrecken, denn sie kann sehr aufwändig sein – und die fehlende Standardisierung ist ein weiteres Hindernis. Eine intuitive und einheitliche Programmierung von Robotern wäre also willkommen.

Auf diese Weise können schon heute ganz neue Anwendungen realisiert werden wie zum Beispiel die Durchsteckmontage (Through Hole Technology – kurz THT), bei der via Spiral- oder Spike-Suche die Einstecklöcher aufgefunden werden (siehe Technikkasten). Nach Konfiguration und Test am realen Modell ist es oft hilfreich Prozessdaten auszuwerten, um damit den Prozess zu optimieren. 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 Programmier-Baustein anzeigen und systematisch auswerten.

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, es zu Kollisionen kommt und vieles mehr. Danach wird der Code kompiliert und auf die Robotersteuerung aufgespielt. Nun kann unter realen Bedingungen getestet und weiter optimiert werden. Übrigens: Eine bereits bestehende Code-Basis lässt sich in die RPS integrieren und weiterverwenden.

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 für diejenigen ebenso interessant, die einen schlanken Einstieg in die Robotik suchen, als auch für Unternehmen, die komplexe Aufgabenstellungen realisieren müssen.

Bei der THT-Montage beispielsweise 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 optimal gewählt wurde, kann er die Parameter des passenden Bausteins in der RPS entsprechend anpassen. So lassen sich Prozesse mit wenig Aufwand optimieren, sei es, um Produktionszeiten zu verkürzen, die Qualität zu verbessern oder um das gesamte Programm robuster zu gestalten.

Einfache Programmierung einer Kraft-Moment-gesteuerte Regelung Mit der Kraft-Moment-gesteuerten Regelung erschliessen sich Roboter 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 hundert Mal 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.

Bausteine auch für die Oberflächenbearbeitung 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.

So funktioniert Roboterprogrammierung mit ArtiMinds RPS

So vertraut etwa auch der Automobilzulieferer ZF Friedrichshafen auf die Programmiersoftware ArtiMinds RPS, um Roboteranwendungen zu simulieren, Programmcode per Baukastenprinzip zu generieren, Wartungskosten zu senken, herstellerunabhängig arbeiten zu können und den Fachkräftemangel zu lindern.

In seiner Rolle als Technologie-Scout und Berater ist Uwe Wachter immer auf der Suche nach neuen Lösungen, die die Arbeit bei ZF erleichtern. So wurde er auf die Software von ArtiMinds aufmerksam und erzählt: „Nach den ersten Gesprächen und Präsentationen wusste ich: genau das brauchen wir. Die ArtiMinds Robot Programming Suite ermöglicht uns eine universelle Roboterprogrammierung auf einer qualitativ höheren Ebene.”

Denn das ist der Clou bei der Robot Programming Suite (RPS): Einmal eine Roboterapplikation in der RPS entwickelt, kann sie jederzeit auf verschiedenen Robotersystemen laufen. Dazu noch mal Uwe Wachter: „Wenn wir beispielsweise in Schweinfurt eine Anwendung für Roboter des Herstellers A entwickeln, dann können wir anschließend aus diesem Quellcode auch das lauffähige Programm für Roboter des Herstellers B generieren und dieses Programm per E-Mail zu unserem Werk in Portugal schicken. Dann können die Kollegen in Portugal mit ihrem Robotersystem B die gleiche Produktion fahren, wie wir in Schweinfurt mit dem Robotersystem A. Diese Flexibilität bietet uns nur die Software von ArtiMinds.”

„Programmieraufwand erheblich verkürzt“

Auch Visomax Coating, Systemanbieter für Schleif- und Polierprozesse, setzt auf die Stärken von ArtiMinds RPS und entwickelt mit Hilfe der Programmiersoftware neue Roboterapplikation zur kraftgeregelten Oberflächenbearbeitung. „Unsere größte Herausforderung sind Fehlstellen, die bei jedem Bauteil an unterschiedlichen Stellen liegen. Dies ließ sich mit der klassischen Roboterprogrammierung nicht lösen. Mit ArtiMinds konnten wir den Programmieraufwand erheblich verkürzen“, berichtet Ludwig Kemmer, bei Visomax Coating verantwortlich für die Roboterprogrammierung.

Dies kann ZF Technologie-Scout Wachter nur bestätigen: "Durch den Einsatz der ArtiMinds Robot Programming Suite konnten wir die Kosten für die Entwicklung von Roboterapplikationen senken. Mit Learning & Analytics for Robots werden wir künftig auch den Wartungsaufwand reduzieren können."

Wie schnelle und wirtschaftliche Roboterprogrammierung gelingt

Das vorliegende Video zeigt Ihnen, wie Sie mit den preisgekrönten Funktionen von ArtiMinds RPS effizienter arbeiten werden, denn durch diese Features wird die Roboterprogrammierung nicht nur kinderleicht, sondern auch robuster und schneller und damit sehr wirtschaftlich. Mit RPS verleihen Sie dem Roboter menschliche Fähigkeiten, sodass er universell einsetzbar wird – praktisch wie ein Kollege.

Der didaktisch sehr gut aufgebaute und mit fünf Minuten Dauer sehr kurze Schulungsfilm untergliedert sich dabei in die Kapitel Konfiguration des Roboters & der 3D, Simulationsumgebung, Layout- und Kollisionsplanung, Templates, Roboterprogramm erstellen, Bausteine parametrieren, Offline-Programmierung, Online-Programmierung, Simulation, automatische native Robotercode-Erstellung, SPS-Kommunikation sowie Projekt auf anderen Roboterhersteller übertragen.