Software zur Roboterprogrammierung für KMU

In großen globalen Unternehmen werden seit Jahrzehnten Industrieroboter eingesetzt. Jeder hat schon Bilder von einer Karosseriebau-Linie in der Automobilindustrie gesehen, in der Dutzende großer Roboter Teile mit Geschwindigkeit und Effizienz schweißen und handhaben.​

Leider sind solche groß angelegten, hochvolumigen Automatisierungsprojekte für die meisten Unternehmen nicht realisierbar. In den letzten Jahren ist jedoch das Wachstum des Marktes für Industrieroboter rapide gestiegen, und immer mehr flexible, leicht implementierbare Roboter finden Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen, von der Montage in der Fertigung über CNC-Fräsen, Schweißen, Verpackung, Gesundheitswesen bis hin zu künstlerischen Projekten.

Wie Offline-Programmiersoftware hilft, neue Roboterintegrationsprojekte zu validieren

Wie können Sie herausfinden, ob flexible Roboterautomatisierung in Ihrem Prozess hilfreich sein kann, ohne einen Roboter zu kaufen? Die Antwort könnte in der Robotersimulation liegen, die es Ihnen ermöglicht, das Layout Ihrer Roboterzelle und die Programmierung zu entwerfen und zu testen, bevor Sie in teure Hardware, Software und Integration investieren. Da RoboDK herstellerunabhängig ist, ist es möglich, die Simulation für viele verschiedene Roboterfabrikate und -modelle zu konfigurieren.​

Nachfolgend einige verschiedene Anwendungsbeispiele:

Lichtbogenschweißen

Das norwegische Startup Rebartek erkannte, dass das Einschweißen von Bewehrungsstäben in Körbe mithilfe von zwei Robotern automatisiert werden könnte. Einer nimmt die Bewehrungsstäbe auf und platziert sie, der andere übernimmt das Schweißen. Rebartek testete seine Lösung zunächst mit einem Roboter von Universal Robots , bevor zwei KUKA-Roboter für die Aufgabe angeschafft wurden.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Rebartek

Laut dem Unternehmen war RoboDK aufgrund seiner benutzerfreundlichen Oberfläche, der umfangreichen Dokumentation und der Online-Support-Community die beste Wahl. Da Rebartek zunehmend anspruchsvolle Projekte mit RoboDK plant, nutzte das Unternehmen die RoboDK-API, um die Möglichkeiten der grafischen Programmieroberfläche zu erweitern. Da RoboDK roboterunabhängig ist, konnte das Unternehmen seine Programmierung für den UR-Roboter und die KUKA-Roboter verarbeiten.

Präzises Bohren

Hier ist eine Herausforderung für die Bearbeitung: Wie bohrt man 40.000 Löcher in die Oberfläche einer Kugel mit einer Toleranz von 0,100 mm? Es mag wie ein Scherz klingen, aber für Neoset Designs war es die entscheidende Herausforderung, „Todesstern II“ zu erschaffen, ein Kunstprojekt.

Zum Bohren der Löcher nutzte das Team einen KUKA Titan-Roboter, einen der größten Industrieroboter auf dem Markt. Die enorme Nutzlast des Roboters wurde benötigt, um ein speziell angefertigtes Bohrwerkzeug zu tragen, das wie eine Fräsmaschine über drei Freiheitsachsen verfügte. Dadurch erreichte der Bohrer eine höhere Genauigkeit als mit dem Roboter allein und minimierte Vibrationen.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Neoset Designs

Das Team nutzte RoboDK, um den riesigen Roboter zu kalibrieren und eine adaptive Robotersteuerung für die 40.000 Löcher zu implementieren. Ein Python-Skript und der Robotertreiber ermöglichten die Echtzeit-Roboterkompensation in RoboDK. Das Python-Skript validierte die Position vor dem Bohren mit dem Messsystem. Ungenauigkeiten wurden mithilfe eines externen 6D-Messsystems korrigiert.

Roboterbearbeitung

Obwohl sowohl Rebartek als auch Neoset Designs ihre Prozesse auf die Verwendung eines einzigen Werkzeugs ausgelegt haben, liegt ein Vorteil der Roboterautomatisierung in ihrer Flexibilität. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Hockeyschläger-Fräsverfahren von Sunrob Robotics, einem finnischen Unternehmen. Ein Video des Prozesses finden Sie hier.

Zunächst nimmt der Roboter einen vorgeformten Torwartschläger von einem Stapel. Anschließend richtet er mithilfe eines Laserscanners das Fräsprogramm auf die tatsächliche Position des Vorformlings aus. Das Roboterprogramm steuert auch die Klemmen, die den Vorformling während des Fräsens fixieren. Anschließend führt der Roboter den Werkzeugweg aus und schneidet den Vorformling in Form. Da RoboDK softwareunabhängig ist, kann der Werkzeugweg mit jeder CAM-Software erstellt werden.

Da der Roboter mehrere Aufgaben ausführen kann, darunter Lasermessung, Handhabung von Objekten und Fräsen, führt er den gesamten Prozess effektiv schneller aus, als dies beispielsweise mit einem CNC-Bearbeitungszentrum möglich wäre – insbesondere aufgrund der ungewöhnlichen Form des Torwartschlägers.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Sunrob Robotics

Online-Programmierung

Offline-Programmierung ist eine nützliche Methode zum Programmieren von Robotern, aber wie sieht es mit der Online-Programmierung aus?

Die Online-Programmierung mit RoboDK ermöglicht die Ausführung von Bewegungen am realen Roboter gleichzeitig mit der Simulation. Änderungen am Originalprogramm können in Echtzeit vorgenommen und die Synchronisierung zwischen Robotern einfach verwaltet werden. Dies wird durch die RoboDK-Simulationsplattform und entsprechende Robotertreiber erreicht.

EventRobotics implementierte diese Live-Programmierungsmethode in den Niederlanden. Bei einem Konzert namens Supremacy 2016 wurden zwei KUKA KR 210-Roboter und die Online-Programmierung von RoboDK eingesetzt, um die Bewegung der Lichter mit der Musik des Konzerts zu synchronisieren.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Event Electronics

Welcher Roboter ist der richtige für Ihre Anwendung?

Obwohl viele Hersteller dazu neigen, für ihre gesamten Produktionsabläufe nur Roboter einer einzigen Marke zu kaufen, eignen sich nicht alle Roboter optimal für alle Aufgaben. Da kollaborative Roboter beispielsweise mit Menschen zusammenarbeiten können, eignen sie sich gut für Aufgaben wie die Maschinenbedienung, bei denen die für herkömmliche Industrieroboter erforderliche Sicherheitsabschirmung stören könnte. Kollaborative Roboter eignen sich jedoch nicht für Aufgaben, bei denen gefährliche Greifer zum Einsatz kommen oder die fernab von menschlichen Arbeitern ausgeführt werden. Ein Motoman HC-10 verfügt beispielsweise über kollaborative Sicherheitsfunktionen, die jedoch durch einen Schweißbrenner zunichte gemacht werden, der in der Nähe von Menschen eine Schutzabschirmung benötigt. Auch für automatisierte Lackierkabinen, in denen sich während des Betriebs keine Menschen in unmittelbarer Nähe des Roboters aufhalten, ist ein kollaborativer Roboter möglicherweise nicht ideal. Daher ist es üblich, dass Hersteller, die bereits Roboter eines Herstellers besitzen, bei Bedarf einen Roboter eines anderen Herstellers kaufen. Dies kann jedoch für das Roboterprogrammierpersonal zu Problemen führen.

Wie anspruchsvoll ist die Roboterprogrammierung?

Für diejenigen, die noch nie mit Industrierobotern gearbeitet haben: Diese Antwort variiert stark je nach Marke, Prozessanwendung und sogar Robotertyp innerhalb einer Marke. Beispielsweise sind die meisten seriellen Manipulatorroboter von KUKA in der KUKA Robot Language (KRL) programmiert, einer proprietären Sprache ähnlich Fortran. Kollaborative Roboter von KUKA wie der KUKA iiwa und mobile Roboter von KUKA nutzen die KUKA Sunrise-Steuerung und sind in Java programmiert .

FANUC- Roboter können in zwei Sprachen programmiert werden: Teach Pendant (TP) und KAREL. TP wird über die Teach-Pendant-Schnittstelle geschrieben, während KAREL offline am PC programmiert werden kann. Wie KRL ähnelt KAREL VHDL. Motoman -Roboter werden mit INFORM (einer Assembler-ähnlichen Programmiersprache) programmiert. Motoman bietet jedoch auch eine Bibliothek für C++, C# oder Visual Basic namens MotoCom an. Die Programmiersprache von ABB heißt RAPID und ähnelt Visual Basic.

Um die Unterschiede zu veranschaulichen, werfen Sie einen Blick auf diese Tabelle mit drei grundlegenden Befehlen, die in mehreren Roboterprogrammiersprachen dargestellt sind (und der Anzahl der erforderlichen Parameter):

Roboter	Gemeinsamer Umzug	Lineare Bewegung	Geschwindigkeit einstellen	Pfadrundung ​
ABB IRC5	MoveJ (4)	MoveL (4)	Geschwindigkeitsdaten(4)	Zonendaten(4)
Fanuc RJ3	J (2)	L (2)	Geschwindigkeit (1)	CNT (1)
Kawasaki	JMOVE (1)	LMOVE (1)	GESCHWINDIGKEIT (1)	GENAUIGKEIT (1)
KUKA KRC	PTP (1)	LIN/SPL (1)	$VEL.CP (1)	$APO.CDIS (1)
Motoman JBI	MOVJ (2)	MOVL (2)	VJ/V (1)	PL (1)
Universal Robots	movej (1)	movel/movep (1)	v(1)	r (1)

Ist Ihnen schon schwindelig?
Das sind eine Menge verschiedener Sprachen und Schnittstellen, und es gibt Dutzende weiterer Roboterhersteller auf dem Markt, wie zum Beispiel Staubli, Epson oder Kawasaki. Die RoboDK-Bibliothek unterstützt über 1000 verschiedene Roboter von über 50 Herstellern, und Endbenutzer können ihre Roboter jederzeit zur Bibliothek hinzufügen.

Bei der Programmierung von Industrierobotern ist die Programmierung der Bewegungspfade selbst der einfache Teil. Die Herausforderung besteht darin, den Roboter richtig zu initialisieren, herauszufinden, wie ein Programm mit Unterprogrammaufrufen oder Logik strukturiert wird, und mit externen Eingaben wie Sensoren, Schaltern, SPS-Steuerung und dem Endeffektor zu arbeiten, insbesondere wenn der Endeffektor nicht mit einem unterstützten Plug-in ausgestattet ist. Obwohl die Pfadprogrammierung einfach ist, kann sie manuell mühsam und repetitiv sein, da der Roboter an jede Position verfahren und an jedem gewünschten Punkt präzise positioniert werden muss. Ein typisches Programm kann Dutzende oder sogar Hunderte von Punkten enthalten. Nach Abschluss muss das Programm bei niedriger Geschwindigkeit, dann bei voller Geschwindigkeit getestet und anschließend debuggt werden. Wenn Ihre Produktionslinie während dieses gesamten Prozesses ausfällt, kann dies ebenfalls ziemlich kostspielig sein.

Dies ist einer der Vorteile von RoboDK. Anstatt sich mit der proprietären Steuerungssoftware verschiedener Robotermarken vertraut zu machen, kann Ihr Programmierer schneller dieselben Ergebnisse erzielen wie ein RoboDK-Benutzer mit grundlegenden Kenntnissen der Roboterschnittstellen.

Da RoboDK zudem herstellerunabhängig ist, können Sie vor dem Kauf entscheiden, ob ein Roboter beliebiger Marke und Modells einen Mehrwert für Ihre Produktionslinie darstellen kann.

RoboDK kann kostenlos getestet werden . Im Vergleich zu anderer Offline-Programmiersoftware, die über 50.000 US-Dollar kosten kann, ist RoboDK eine kostengünstige Option mit umfassendem Community-Support. Wenn Sie also einen Roboter in Ihre Produktionslinie integrieren oder Offline-Programmierung oder -Simulation als Lösung für Ihre Probleme bei der Roboterprogrammierung in Betracht ziehen, testen Sie RoboDK.

 

Beitrag mit freundlicher Genehmigung von https://robodk.com/blog/robot-programming-software-sme/ übernommen

CLSO – 03.04.2025