Moderne Robotik und die Automatisierung von Produktionsprozessen basieren auf technologisch hochentwickelten Geräten. Solche Roboter müssen nicht nur konstruiert, sondern auch so angepasst werden, dass sie am jeweiligen Einsatzort wie gewünscht funktionieren – sie müssen also programmiert werden. Im Folgenden werden verschiedene Methoden zur Programmierung von Industrierobotern für Kundenunternehmen vorgestellt.
Methoden der Roboterprogrammierung
Aktuell existieren mehrere grundlegende Methoden zur Programmierung von Industrierobotern. Dazu gehören die manuelle Programmierung, die Offline-Programmierung, die Demonstrationsprogrammierung und der Einsatz künstlicher Intelligenz. Obwohl sie sich primär in den verwendeten Werkzeugen unterscheiden, bleibt das Ziel dasselbe: die optimale Anpassung des Roboters an die Bedürfnisse der jeweiligen industriellen Umgebung. Die Entwicklung künstlicher Intelligenz hat die manuelle Programmierung nicht vollständig verdrängt; im Gegenteil, verschiedene Methoden lassen sich kombinieren, da sie unter unterschiedlichen Bedingungen gute Ergebnisse liefern. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile und kann daher an spezifische Anforderungen, Aufgabenspezifikationen und die Verfügbarkeit von Personal angepasst werden.
Manuelle Programmierung von Industrierobotern
Die manuelle Programmierung ist die älteste und aufwändigste Methode. Alle Arbeiten müssen von einem qualifizierten Spezialisten durchgeführt werden, dessen Aufgabe es ist, den Robotern die auszuführenden Aufgaben beizubringen. Dies geschieht über ein manuelles Bedienfeld, auf dem die zu speichernden Bewegungen angezeigt werden. Die Robotisierung des Produktionsprozesses mithilfe dieser Programmiermethode eignet sich vor allem für weniger komplexe Aufgaben und kleinere Unternehmen. Programmierer schätzen sie, da sie eine bessere Kontrolle über den Roboter und eine höhere Präzision ermöglicht. Zu ihren Nachteilen zählen jedoch der Bedarf an ständiger Personalpräsenz und der erhebliche Zeitaufwand. Sie ist weniger flexibel und in der heutigen industriellen Umgebung schwieriger in größerem Maßstab umzusetzen.
Offline-Programmierung von Industrierobotern
Die Offline-Programmierung von Industrierobotern verdankt ihren Namen der Tatsache, dass sie außerhalb der Produktionslinie stattfindet. Mithilfe fortschrittlicher Software werden reale Produktionsbedingungen simuliert und die Betriebsumgebung präzise abgebildet. Diese Simulation liefert die für den Betrieb des Geräts notwendigen Daten. Diese Option ist beliebt, da sie keine Produktionsunterbrechungen erfordert und eine Vielzahl von Tests ermöglicht, ohne Platz zu beanspruchen, der sonst für den laufenden Betrieb genutzt werden könnte. Durch gründliche Tests des Roboterbetriebs lässt sich dieser optimal gestalten, Kollisionen oder andere unvorhergesehene Ereignisse vermeiden, ohne dies in der Produktionslinie überprüfen zu müssen. Allerdings kann selbst die beste Simulationssoftware die tatsächlichen Betriebsbedingungen nie vollständig abbilden, sodass Abweichungen auftreten können, die bei der Implementierung der entwickelten Lösungen in einer realen Produktionsumgebung erheblich sein können.
Programmieren durch Vorführen
Hierbei handelt es sich um Programmiermethoden für Industrieroboter, die menschliche Handlungen nachahmen. Die Maschinen sind mit Sensoren ausgestattet, um die von Menschen ausgeführten Arbeiten zu beobachten. Ihre Aufgabe besteht darin, die beobachteten Aktionen in eigene Fähigkeiten zu übersetzen. Zu den Vorteilen dieser Lösung gehört, dass kein Personal mit Kenntnissen fortgeschrittener Programmiersprachen benötigt wird. Nachteile sind jedoch der Einsatz von Sensortechnologie und das Risiko, dass nicht alle Aufgaben physisch demonstriert werden können, um die gewünschte Präzision zu erreichen.
Programmierung mit KI
Künstliche Intelligenz (KI) durchdringt zunehmend fast alle Lebensbereiche, und die Roboterprogrammierung bildet da keine Ausnahme. Obwohl sie bereits Anwendung findet, ist sie noch nicht die gängigste Methode, und Experten gehen davon aus, dass ihr volles Potenzial in diesem Bereich noch nicht ausgeschöpft ist. Der für den Betrieb eines Roboters benötigte Code kann automatisch generiert und kontinuierlich optimiert werden. In der Praxis beinhaltet die Roboterprogrammierung mithilfe von KI häufig, dass das Gerät eine bestimmte Aufgabe so lange ausführt, bis es sie korrekt erledigt. Mit jeder Wiederholung lassen sich bessere Ergebnisse erzielen. Ein weiteres Anwendungsgebiet von KI ist die automatische Generierung individueller Bewegungsabläufe auf Basis von Modellen und deren Übertragung in eine reale Produktionslinie. Viele Fachleute stehen dieser Methode der Roboterprogrammierung jedoch aufgrund der Unvollkommenheiten der verfügbaren Lösungen und des Risikos unvorhersehbaren Verhaltens oder anderer Ungenauigkeiten im Betrieb weiterhin skeptisch gegenüber. Aus diesem Grund ist KI noch nicht das Hauptwerkzeug zur Programmierung von Industrierobotern.
