Den Grad der Automatisierung in der Montage durch den intelligenten Einsatz von Robotern erhöhen: Dies ist das Ziel verschiedener Entwicklungen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Auf der internationalen Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung Motek vom 9. bis 12. Oktober 2017 in Stuttgart zeigt das Institut hierfür zwei Software-Lösungen: „drag&bot“ zur einfachen Programmierung von Robotern und „pitasc“ für kraftgeregelte Montageprozesse.
Roboter sind an sich sehr flexibel einsetzbar. Allerdings schränkt die vergleichsweise aufwendige Programmierung diese Flexibilität ein, denn sie erfordert spezielle Roboterkenntnisse sowie Kenntnisse in der herstellerspezifischen Programmiersprache. Anpassungen des Programms sind entsprechend zeit- und kostenaufwendig, sodass sich der Einsatz von Industrierobotern vorwiegend bei hohen Stückzahlen und länger gleichbleibender Aufgabe lohnt. Insbesondere der Mittelstand produziert jedoch sehr kundenspezifisch und in kleineren Losgrößen. Damit Robotersysteme auch unter diesen Bedingungen wirtschaftlich nutzbar sind, bedarf es Lösungen, die auf diese Anforderungen zugeschnitten sind.
Roboterprogramme intuitiv erstellen
Um die Roboterprogrammierung deutlich zu vereinfachen und intuitiver zu machen, hat das Fraunhofer IPA die Software drag&bot entwickelt. In einer grafischen Bedienoberfläche können Anwender durch das Auswählen und Zusammenstellen einzelner Programmbausteine den Programmablauf definieren. Diese Programmbausteine sind Funktionen wie bspw. eine Roboterbewegung oder das Lokalisieren des Werkstücks. Der Vorteil: Die Bausteine sind für Roboter unterschiedlichster Hersteller nutzbar und wiederverwendbar, zudem verbergen sie die Komplexität des Programms vor dem Anwender. Sie können hierarchisch angeordnet und zu umfangreichen Programmen gruppiert werden.
Die Software bietet mit sog. Wizards Bedien- und Eingabehilfen, die den Nutzer bei der Parametrisierung des Programms unterstützen. So kann die Software bspw. die Position des Roboters einfach übernehmen. Ein weiteres Beispiel für einen Wizard ist die einfache Programmierung einer Schraubapplikation: Der Nutzer sieht mögliche Schraublöcher in einem Bild, das eine Kamera aufgenommen hat. Durch Anklicken des gewünschten Lochs wählt er die zu schraubende Position.
Anspruchsvolle Fügeprozesse
Für kraftgeregelte Montageprozesse wie Nieten, Schrauben oder Klipsen haben die IPA-Experten pitasc entwickelt. Die Software hält eine Vielzahl fertig einsetzbarer Programmbausteine, bspw. Folgen eines Ziels oder Aufbringen einer Kraft, bereit. Diese Bausteine können bei der Einrichtung eines Robotersystems je nach Aufgabe unabhängig vom Roboter individuell zusammengestellt werden. Das Prinzip hinter pitasc: Mithilfe des sog. „Constrained-based Programming“ wird dem Roboter die Bahn nicht mehr im Vorfeld vorgegeben, sondern der Algorithmus berechnet diese zur Laufzeit basierend auf Modellierungen des Prozesses, Zielgrößen und Randbedingungen selbst. Zudem ist eine einmal modellierte Aufgabe einfach auf neue Varianten oder andere Systeme übertragbar.
Dadurch verkürzen sich die Einricht- und später Umrüstzeiten eines Robotersystems und ermöglichen somit den flexiblen Einsatz von Robotern auch für anspruchsvolle Fügeprozesse. Auch können durch den deutlich reduzierten Programmieraufwand Aufgaben automatisiert werden, für die dies bisher nicht wirtschaftlich war. Das Fraunhofer IPA stellt auf der Motek in Halle 7, Stand 7127 aus.
