Fachmesse Automatica 18.05.2012, 11:57 Uhr

Einfache Roboter-Bedienung nähert Mensch und Maschine an

Der Trend zu einer sicheren Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine hält an und schlägt sich auch in der Bedientechnik nieder, wie ausgewählte Beispiele im Vorfeld der Messe Automatica in München zeigen. Vom 22. bis 25. Mai werden dazu Neuheiten vorgestellt. Manche davon waren auf der Automatica 2010 noch im Prototypenstadium.

Unter dem Motto „Roboter können alles. Außer Hochdeutsch.“ diskutierten vorigen Monat Automatisierungsexperten in Augsburg Anforderungen an die Offenheit von Industrierobotern hinsichtlich der Wahl der Programmiersprache. Auch die vereinfachte Integrierbarkeit des Roboters in einen umfassenden Maschinenverbund war Thema. Denn die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten von Robotern in der Industrie nimmt zu, wodurch verschiedene Systeme miteinander koordiniert werden müssen.

Werden z. B. Knickarmroboter und Werkzeugmaschinen zusammengebracht, so sind bislang zwei Bedienterminals erforderlich. Künftig soll es zentrale, einheitliche Bedienoberflächen für beide geben, um so den Umgang mit der Technik zu vereinfachen. Bei der Entwicklung eines Roboters spielen dabei die unterschiedlichsten Disziplinen hinein, unter anderem Regelungs- und Prozesstechnik, aber auch Mechatronik und Neurologie.

Unternehmen Kuka präsentiert neue Steuerung für Roboter

Auf der Messe „Automatica“ in München will daher z. B. das Unternehmen Kuka Roboter einen neuen Steuerungsansatz demonstrieren. „Die roboterbasierte Automatisierung wächst in allen Branchen und die Roboterintegration muss daher einfacher werden“, sagte Tanja Birner, Director Product Management bei Kuka im Vorfeld. Wichtig sei dazu nicht länger die getrennte Betrachtung von Roboter und Maschine, sondern vielmehr die Betrachtung des sogenannten prozessorientierten Maschinenverbunds. Aus Sicht der Anwender müsse hier die einfache Bedienung des Verbunds ohne hohen Programmieraufwand im Mittelpunkt stehen. „Der klassische autonome Roboter wird immer mehr vom robotergestützten Maschinenverbund abgelöst – inklusive einer einheitlichen, einsprachigen Bedienung“, so Birner

Dafür hat Kuka ein neues Softwarepaket entwickelt – die Kuka.CNC – um CNC-Programme direkt mit der Robotersteuerung abzuarbeiten. Dadurch werde der Industrieroboter zu einer Bearbeitungsmaschine mit offener Kinematik, die die Vorteile eines Industrieroboters mit denen einer CNC-Steuerung kombiniert. „Roboter- und Werkzeugmaschinenbedienung verschmelzen. Die Roboter lernen die Sprache des Anwenders zu sprechen“, ergänzte Philipp Kremer, Product Manager bei Kuka. Damit stehe die einfache Bedienung der Gesamtmaschine im Mittelpunkt.

Das Besondere dabei ist die Verknüpfung aller Vorteile von Industrierobotern – großer Arbeitsbereich, hohe Flexibilität, sechsachsige Bearbeitung – mit den Vorteilen einer CNC-Steuerung, etwa der CNC-Benutzeroberfläche oder einer komfortablen Werkzeugverwaltung. Damit ließen sich flexible, hoch produktive Fertigungssysteme aus Roboter und Maschine realisieren.

„Wii“-Spielkonsole: Vorlage für die Roboter-Steuerung

Um den Bedienkomfort zu erhöhen, hat sich dagegen Keba aus dem österreichischen Linz von der Computerspielindustrie inspirieren lassen – und war dort vor rund drei Jahren fündig geworden. Als Vorlage für ein neues Bediengerät hatte sich das Unternehmen den Kontroller der „Wii“-Spielkonsole genommen. Der japanische Unterhaltungskonzern Nintendo hatte Ende 2006 ein neues Spielkonzept auf den Markt gebracht: Statt Aktionen z. B. über einen Joystick zu steuern, wird der Kontroller in der Hand selbst zum virtuellen Tennisschläger, Lenkrad oder sonstigem Sport- und Spielgerät. Die Bewegung des Spieles wird dabei auf die Figur in der Spielkonsole übertragen. Möglich machen das Trägheitssensoren, die in unterschiedlicher Ausrichtung in den Kontroller eingebaut sind.

Bei Keba ist in den vergangenen zwei Jahren aus der Vorlage des „Wii“-Kontrollers eine neue Variante entstanden, einen Roboter zu steuern. Entwickelt wurde das Gerät „KeTop P10“, ein Handbediengerät zum Einlernen von Robotern. „Durch einfaches Bewegen der Hand wird Robotern nun intuitiv mitgeteilt, in welche Richtung sie sich bewegen oder um welche Achsen sie sich drehen sollen. Zeitaufwendiges traditionelles „Teaching“, bei dem der Bediener in Koordinatensystemen denken muss, soll damit der Vergangenheit angehören. Die Produktpräsentation erfolgte schließlich auf der „Automatica 2010“. Bereits dort hatte sich gezeigt: Alle Personen die die neue Steuerung testeten, waren innerhalb weniger Augenblicke im Stande den Roboter zu lenken.

„Zwei Jahre später, zur Automatica 2012, ist das Produkt nun serienreif und soll bei einem Maschinenbauunternehmen aus den nordischen Ländern eingesetzt werden“, erklärte Keba-Mitarbeiter Werner Hentscholek. Um welchen Kunden es sich da handelt, will man allerdings nicht verraten.

Auch in öffentlichen Bereichen wird die einfache Bedienung von Robotern immer wichtiger. Denn das größte Problem von Robotern ist bis heute, dass sie ungelenk und steif sind und ihre fehlende Sensibilität den Umgang mit Menschen nach wie vor schwierig machen.

Ein Beispiel dafür, dass nicht nur Industrieroboter das vorherrschende Thema in der Forschung bleiben, ist der „Care-O-Bot 3“ des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Der Prototyp einer neuen Serviceroboter-Generation serviert als interaktiver Butler bereits eigenständig Getränke, zukünftig soll er weitere Haushaltsaufgaben übernehmen, wie den Tisch decken und abräumen oder putzen. Inzwischen wird der Roboter in Altenheimen getestet.

„Care-O-Bot 3“: Der lernende Service-Roboter

Dort warten besondere Herausforderungen auf den Roboter: Er muss die Objekte, mit denen er umgehen soll, in einem ersten Schritt kennen lernen. Im Fall von „Care-O-Bot 3“ werden z. B. Gegenstände auf ein Tablett platziert, das der Roboter vor sich herträgt. Mittels einer 3-D-Kamera und einer Farbkamera erzeugt der Roboter ein Computermodell eines Objektes, anhand dessen das Objekt später auch aus einer anderen Perspektive erkannt werden kann. Im zweiten Schritt wird dem Roboter beigebracht, mit den Objekten sinnvoll umzugehen.

Gerade hier gilt es, die Bedienung möglichst einfach zu gestalten. „Wir arbeiten derzeit daran, dass man dies über Fernsteuerung erledigen kann. Per integriertem Touchscreen auf einem I-Pad sieht man einerseits, wo sich der Roboter gerade befindet, andererseits kann man ihm so Befehle erteilen, was er als nächstes tun soll, z. B. eine Wasserflasche greifen oder die Tür öffnen“, verdeutlichte Birgit Graf vom Fraunhofer IPA, die dort die Gruppe Haushalt- und Assistenzroboter leitet.

  • Oliver Klempert

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