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Programmieren mit virtuellen Daten

Würzburger Forscher nehmen dem Roboter die Komplexität
Programmieren mit virtuellen Daten

Bei kooperierenden Robotern lässt sich mit der Technik der Würzburger die Bewegungsplanung so abstimmen, dass es zu keinen Kollisionen kommt Bild: Informatik VII, Uni Würzburg
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Die Universität Würzburg hat ein System entwickelt, mit dem sich Roboter einfach und effizient bedienen und programmieren lassen. Dabei bleiben die hohen Sicherheitsanforderungen bei der Mensch-Roboter-Kooperation nicht auf der Strecke. Zielgruppe sind mittelständische Anwender ohne Spezialwissen.

Bei dem neuen Ansatz werden Zusatzdaten über Projektoren (einem so genannten Spatial Augmented Reality System), direkt in die Arbeitsumgebung eingeblendet. Unter Augmented Reality versteht man eine Erweiterung der Umgebung des Nutzers. In sein gewohntes Umfeld werden virtuelle Zusatzinformationen eingeblendet, die ihn bei seiner Arbeit unterstützen sollen. Hierzu zählen zum Beispiel gespeicherte Bewegungsabläufe, die in den realen Raum projiziert werden. Damit stehen die Informationen in visueller Form genau dort zur Verfügung, wo sie gebraucht werden. Der Anwender muss auf keine zusätzliche Anzeige-Hardware zurückgreifen. Monitore oder so genannte Head-Mounted-Displays werden nicht benötigt. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wird die Roboter-Programmierung leicht, schnell und intuitiv. Es sind keine speziellen Kenntnisse erforderlich und es werden auch keine CAD-Systeme gebraucht. Die Programmierung erfolgt direkt am Einsatzort. Die Kosten bleiben für den Anwender überschaubar, da Consumer-Hardware zum Einsatz kommt. Die Projektoren können beliebig und frei aufgebaut werden. Das System kalibriert sich automatisch über eine lichtempfindliche Sensorik am Roboterarm. Dabei werden die 3D-Koordinaten des Roboters genutzt.

Ein Alleinstellungsmerkmal des neuen Systems ist nach Ansicht der Würzburger Forscher die Möglichkeit, einen Projektor direkt am Roboterflansch zu montieren und so die Roboterbewegung zu visualisieren. Der Projektor kann autonom vom Roboter bewegt werden, wodurch sich auch großflächige Bewegungsabläufe visualisieren lassen. Die Bahn des Roboters kann direkt in der Arbeitszelle am Werkstück dargestellt werden. Bei kooperierenden Robotern lässt sich mit der Technik der Würzburger die Bewegungsplanung so abstimmen, dass es zu keinen Kollisionen kommt. Mit Hilfe der Augmented Reality führt zunächst ein realer Roboter seine Bahn aus, während der zweite Manipulator auf einer sicheren Position parkt und zunächst nur ein simuliertes dynamisches Modell in das reale Bild einblendet. In diesem Test lassen sich visuell die Sicherheitsbedingungen prüfen. Danach kann der Nutzer die vorab in der Augmented Realität getestete Bahnkurve durchführen.
Derzeit befindet sich das System noch im universitären Einsatz, doch die Würzburger sehen im Mittelstand einen hohen Bedarf für ihre Entwicklung. Denn dort werden kleinere Serien gefertigt und die Produktpalette muss regelmäßig angepasst werden. Tatsache sei, dass gerade kleine Unternehmen aus Kostengründen oft keine Spezialisten beschäftigen, die sich mit dem System und dessen Programmierung auskennen. Dennoch müssen die Bearbeitungsprogramme des Roboters häufig und zügig umgestellt werden. Mit dem System aus Würzburg könnte diese Aufgabe auch ein Mitarbeiter ohne Spezialkenntnisse erledigen. ub
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