Programmierung eines Roboters mit Low-Code- oder No-Code-Software

No-Code-/Low-Code-Tools vereinfachen und beschleunigen die Roboterprogrammierung. (Bild: ArtiMinds Robotics)

Der Einsatz von Robotern lohnt sich für Unternehmen heute in sehr vielen Bereichen - wenn man ein paar Stolpersteine im Auge behält. Mit modernen Robotersystemen und der richtigen Hard- und Software lassen sich inzwischen sogar sehr komplexe und besonders anspruchsvolle Aufgaben wie die Montage von Kabeln, Drähten und Schläuchen oder die kraftgeregelte Oberflächenbearbeitung automatisieren. Solche Anwendungen werden auch als Advanced Robotics bezeichnet. Für die Programmierung bieten sich No-Code- und Low-Code-Plattformen an. Sie enthalten grafische Werkzeuge, mit denen Anwender eine Programmierung schneller und einfacher erstellen. Dafür werden keine speziellen Programmierkenntnisse benötigt. Auf dem Markt gibt es einerseits herstellerspezifische Lösungen für bestimmte Roboter-Fabrikate und andererseits unabhängige Software-Angebote, mit denen Roboter verschiedener Firmen programmiert werden können.

Was ist Advanced Robotics?

Advanced Robotics in der Automatisierung: Roboter montiert Drähte
Kabel und Drähte zu montieren, ist für Roboter keine triviale Aufgabe. (Bild: Artiminds Robotics)

"Advanced Robotics" (engl. fortschrittliche Robotersysteme) im weiteren Sinn sind Roboter, die eine moderne Wahrnehmung, Integrierbarkeit, Anpassungsfähigkeit und Mobilität aufweisen. Im engeren Sinn sind meist Roboter mit integrierter künstlicher Intelligenz gemeint, die mehr Autonomie besitzen und intelligenter auf Befehle oder Probleme reagieren als klassische Automatisierungssysteme. Wenn beispielsweise beim Transport eines Objektes unerwartet ein Hindernis auftaucht, wäre ein solcher Roboter in der Lage, selbst zu entscheiden, dass die optimale Route neu berechnet werden muss.

Insbesondere bei übergreifenden Softwarelösungen für Roboter verschiedener Hersteller sind Programmier-Werkzeuge von Vorteil, die automatisch den nativen Robotercode für die offizielle Robotersteuerung erstellen - und nicht den Roboterarm selbst über einen eigenen IPC kontrollieren. Denn in diesem Fall bleiben Anwender im laufenden Betrieb bei Anpassungen oder Optimierungen während der Wartung flexibel: Sie vermeiden einen Lock-in-Effekt, da sie den Roboter weiterhin auch ohne das Verwenden der Software klassisch per Zeilencode programmieren können.

Unabhängig davon, ob Anwender externe Engineering-Tools oder Zeilencode verwenden, gibt es Faktoren auf dem Weg zur roboterbasierten Automatisierung, denen Anwender häufig zu wenig Beachtung schenken. Im Folgenden werden drei der wichtigsten Stolpersteine erläutert.

1. So umgehen Sie Fallstricke bei der Roboter-Programmierung

Die Programmierung eines Roboters ist oft ein komplexes Unterfangen, das länger dauern kann als gedacht. Zu den Herausforderungen gehören nicht beachtete Prozesstoleranzen und -schwankungen. Auch wenn Sensorik eingebunden wird oder eine SPS-Roboter-Kommunikation hergestellt wird, erhöht dies die Komplexität. Die individuellen Programmierstile der Entwicklerinnen und Entwickler erschweren die Nachvollziehbarkeit und Bearbeitbarkeit des Codes, bei dem es sich zudem meist um maßgeschneiderte, komplexe Programme handelt.

Bei schwierigeren Fällen ist es sinnvoll abzuwägen, ob sich eine No-Code- oder Low-Code-Lösung lohnt. Die vorgefertigten Funktionsbausteine solcher Entwicklungsplattformen machen die Programmierung übersichtlicher und nachvollziehbarer. Zudem können Prozesstoleranzen und -schwankungen automatisch ausgeglichen, analysiert und angepasst werden. Sind die entsprechenden Schnittstellen bereits integriert, reduziert sich der Aufwand für die Einbindung von Sensorik oder SPS-Kommunikation.

Programmteil aus Funktionsbausteinen, Roboter-Simulation und Code-Vorschau in einer Low-Code- oder No-Code-Entwicklungsumgebung.
Aus vorgefertigten Funktionsbausteinen ist ein Programm schnell gebaut. In der 3D-Simulationsumgebung dieser Entwicklungsplattform wird der Prozess vor Inbetriebnahme getestet. (Bild: Artiminds Robotics)

2. So schätzen Sie Kosten für die Inbetriebnahme richtig ein

Viele Anwender unterschätzen den Zeitaufwand für die Inbetriebnahme. Hier offenbaren sich oft Unterschiede zwischen Theorie und Praxis, trotz aller Simulationen im Vorfeld. In der Regel fallen etwa 45 Prozent der Anschaffungskosten während des Anlaufs an, während die Kosten für den Roboter selbst nur etwa ein Drittel ausmachen.

Treten unvorhergesehene Faktoren auf, zahlen sich Werkzeuge aus, mit denen Anwender die Programmierung schnell und einfach ändern können, jedoch ohne Abstriche bei der Funktionalität zu machen. Am einfachsten ist dies, wenn Simulation, Programmierung, Sensorik und Datenanalyse in einem Softwarepaket vereint sind. Es vereinfacht die Inbetriebnahme- und Wartungsprozesse, wenn das eingesetzte Softwarepaket außerdem Robotercode automatisch generiert und die Möglichkeit bietet, Teachpunkte vom realen Roboter in die Software zurückzuspielen.

3. Mit diesen Änderungen im Betrieb sollten Sie rechnen

Während der Laufzeit einer Anlage können sich Änderungen ergeben, die eine Anpassung der Programmierung erforderlich machen. Hier einige Beispiele:

  • Erschütterungen und Vibrationen, die zum Beispiel durch Gabelstapler oder andere Maschinen verursacht werden
  • der Verschleiß von Werkzeugen,
  • Ersatzteile, die anders reagieren als die bisherigen Komponenten,
  • Änderungen der Werkstückchargen und der Platzverhältnisse in der Halle
  • der Wechsel des Bedienpersonals
  • veränderte Licht- und Temperaturbedingungen
  • der Unterschied zwischen einem kalt gestarteten und einem warmgelaufenen Roboter

Anwender sollten bei der Programmierung also darauf achten, dass sich diese auch nach der Inbetriebnahme schnell und einfach ändern lässt. Dann können sie in den oben aufgeführten Fällen zügig reagieren. Zur Unterstützung gibt es Softwaretools, welche die Veränderungen im Prozess beziehungsweise die daraus resultierenden Auswirkungen auf Kräfte, Zykluszeiten oder Ausschuss und Qualität frühzeitig sichtbar machen. do

Was sind gängige Programmiersprachen für Roboter?

Es gibt eine Vielzahl von Programmiersprachen, die für die Programmierung von Robotern verwendet werden. Hier sind einige der gängigsten:

  • C/C++

  • Python

  • Java

  • Matlab: Matlab ist eine interaktive Programmierumgebung, die in der Robotik häufig zur Modellierung und Simulation von Robotern verwendet wird.

  • Robot Operating System (ROS): ROS ist kein Programmiersprache an sich, sondern ein Framework für die Robotik-Entwicklung. ROS bietet eine Sammlung von Tools, Bibliotheken und Konventionen für die Entwicklung von Robotersoftware und -systemen.

Diese Liste ist nicht erschöpfend und es gibt viele andere Sprachen, Frameworks und Tools, die in der Robotik-Programmierung verwendet werden. Die Auswahl hängt von den Anforderungen des Projekts und den Präferenzen des Entwicklers oder der Entwicklerin ab.

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