Robotik

Programmiersystem zur direkten Interaktion mit dem Roboter

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Um die hohe Flexibilität, die ein Roboter bezüglich der Bewegungsausführung bietet, auch in neuen Industriezweigen und insbesondere in KMU nutzen zu können, werden am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen seit über 20 Jahren neue Anlagenkonzepte und Programmierverfahren untersucht. Dabei liegt der Fokus der Forschungstätigkeiten insbesondere in einer Steigerung der Bedienungsintuitivität, sodass auch ungeschulte Mitarbeiter die Verfahren leicht erlernen können. So wurde mit Prodemo ein Programmiersystem entwickelt, das dem Bediener eine direkte Interaktion mit dem Roboter ermöglicht.

Programmieren durch Demonstration

Das Konzept von Prodemo beruht auf der Idee des Programmierens durch Demonstration. Dabei werden die Bewegungen des Bedieners von einer Sensorik erfasst und unmittelbar in eine Bewegung des Roboters übersetzt (Bild 1). Der Bediener erhält ein direktes Feedback und kann den Roboter an die gewünschte Position verfahren.

Weil die Bewegungen des Roboters stets gleichgerichtet zu den Bewegungen des Bedieners ausgeführt werden, entfällt das klassische Denken in Koordinatensystemen, bei dem insbesondere zu Beginn der Roboterbewegung eine Abschätzung der Bewegungsrichtung schwer fällt und Kollisionen sehr häufig in Maschinennähe während der Programmierung auftreten.

Bewegungen des Bedieners werden direkt auf den Roboter übertragen

Das Ergebnis eines mit Prodemo programmierten Roboters liegt – wie bei den klassischen Verfahren auch – in Form von Programmcode vor, sodass keine Unterschiede bezüglich der Genauigkeit und Robustheit während des Produktivbetriebs bestehen [5]. Die zur Bedienung des Systems notwendigen Komponenten sind in Bild 2 dargestellt und bestehen aus dem Bewegungsführungsgerät (BFG), einem Infrarot-Tracking-System, einem Inertialsensor sowie einem speziellen Adapterflansch des Industrieroboters.

Sowohl das BFG als auch der Adapterflansch sind mit optischen Infrarotmarkern ausgestattet, welche durch das Infrarot-Tracking-System erkannt und in räumlicher Position und Orientierung genau erfasst werden. Die durch den Bediener initiierten Bewegungen des Bewegungsführungsgeräts können somit unmittelbar und ohne weiteres Expertenwissen auf den Roboter übertragen werden.

Die Aktivierung der Bewegungsführung erfolgt durch Betätigen eines Zustimmtasters am BFG. Weiterhin werden über das BFG verschiedene zusätzliche Funktionen realisiert. Dabei handelt es sich um sicherheitsrelevante Funktionen wie Not-Aus-Schalter und um prozessbedingte Funktionen, beispielsweise Greifer öffnen/schließen oder Stützpunkt abspeichern.

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