Intuitive Roboterprogrammierung

Künftig wird Programmieren zum Kinderspiel. Um den Roboter für die gewünschte Abfolge der Bewegungen anzulernen (Teachen), genügt es dank SmartGesture, die Punkte der Bewegungsbahn mit dem Finger anzuzeigen (Fingertracking) und mit einem einfachen Sprachbefehl festzulegen. Der Roboter kann diese Bewegungsbahnen unmittelbar nachvollziehen und so zeigen, dass er die gewünschten Bewegungen exakt umsetzen kann. Die Programmierung per Fingertracking und Sprachsteuerung kann sogar remote, also ortsunabhängig erfolgen. Ist die gesamte Bewegungsbahn des Roboters festgelegt, hat das System auch schon die Sicherheitszone definiert: Kommt ihm ein Mensch zu nahe, verlangsamt er seine Bewegungen oder bremst bis zum Stillstand ab. Für viele Arbeitsaufgaben, beispielsweise Lackieren oder Polieren, genügt die ohne zusätzliche Hilfsmittel erreichbare Teaching-Genauigkeit von etwa 0,5 cm. Ein Fingerspitzenaufsatz kann die Präzision bei Bedarf nochmals deutlich erhöhen.

Für die multimodale Mensch-Roboter-Interaktion kommen sowohl Cobots als auch konventionelle Industrieroboter in Frage. Nicht zuletzt die Verknüpfung von intelligenter Bahnplanung und Sicherheitszonierung in Echtzeit ermöglicht viele Einsatzszenarien. Auch der Verzicht auf zusätzliche Geräte hält den Aufwand gering. Lediglich eine Vision-Sensorik mit RGB-D Kamera zur Erfassung der Finger- und Handbewegungen sowie ein Spracherkennungs-Board für die Spracherkennung werden benötigt. Dies öffnet die Perspektive für breite Einsatzmöglichkeiten. Ziel ist es, die Robotik noch wirtschaftlicher und damit auch für kleinere industrielle Fertigungen oder das Handwerk interessant zu machen – bis hin zur Stückzahl 1.

Insbesondere in Kombination mit einem intelligenten, von der Roboterbahn unabhängigen Werkzeug ergeben sich faszinierende Anwendungsmöglichkeiten. Das Robotik-Team des IWU demonstriert auf der automatica, wie beispielsweise die in Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit anspruchsvolle Abdeckung der Klaviatur eines Klaviers robotergestützt schnell und hochwertig lackiert werden kann. Ohne jegliches Dazutun des Anwenders übernehmen die Software RobFrame und ein digitaler Zwilling in einer Umgebung zur Virtuellen Inbetriebnahme die Optimierung und Validierung der Roboterbahn, um Kollisionen mit dem zu lackierenden Teil oder anderen Gegenständen bzw. Personen zu vermeiden. Die Softwarepakete Dynarisk und SafeZone garantieren zusätzlich maximale Sicherheit bei minimiertem Platzbedarf. Eine KI-Lösung unterstützt dabei, Einflussgrößen wie die genaue Beschaffenheit der Holzoberfläche (Maserung, Rauigkeit), Lackeigenschaften und Lichtreflexionen des feuchten Lacks (optische Überwachung des Ergebnisses) im Sinne eines optimalen Lackierergebnisses zu berücksichtigen. Möglich macht es die Entkoppelung der Roboterbahn vom Werkzeugverhalten, das mit eigener Sensorik ausgestattet beispielsweise die Lackmenge feindosieren kann.

Der Baustein XEIDANA® übernimmt die Endkontrolle der lackierten Oberfläche im Rahmen einer 100%-Prüfung und kommt als KI-basiertes, adaptives Werkzeug auch nicht bekannten Fehlern auf die Spur. Robotik kann so auch in kleineren Betrieben und im Handwerk anspruchsvolle Aufgaben übernehmen – und ihre Wirtschaftlichkeit unter Beweis stellen.