Spielekonsolen zum Vorbild

Günter Herkommer,

Intuitives Bedienkonzept für Robotik-Applikationen

Was „Otto-Normalverbraucher“ aus dem Bereich der Spielkonsolen vertraut ist, soll künftig auch dem Roboter-Programmierer das Leben erleichtern: Die intuitive Bedienung über einen Controller, der Handbewegungen direkt in Fahrbefehle für den Roboter umsetzt.

Eine Art Maus für den dreidimensionalen Raum – so charakterisiert Schleicher das neue Controllerkonzept.

Motion Capture Interface - kurz mocap - nennt die Firma Schleicher ihr neuartiges Bedienkonzept für CNC und Handling, mit dem sie die Bewegungsprogrammierung von Robotern wesentlich vereinfachen möchte. Zentrales Element ist ein kabelloser Controller, der über Trägheitssensoren jede vollführte Bewegung registriert und sie über ein Bluetooth-Interface an die Robotersteuerung weiterleitet. - Ein Prinzip, welches sich seit ein paar Jahren bereits im Umfeld der Spielekonsolen wie Wii & Co verbreitet hat. Doch während hier die Spieler ihr virtuelles Ego durch 3D-Welten steuern, überträgt mocap die Bewegungen des Anwenders einfach und synchron auf die Achsbewegungen von Robotern. Auf diese Weise lässt sich die aufwendige Bewegungsprogrammierung von Robotern durch ein Teach-In ablösen, das keine Programmierkenntnisse erfordert. 

Bis zu sechs Achsen lassen sich auf diese Weise mit einer Hand steuern, wobei der Anwender über den Controller eingibt, ob die in drei Freiheitsgraden vollführten Bewegungen vom Roboter in translatorische oder rotatorische Bewegungen umgesetzt werden sollen. Soll die vollführte Bewegung gespeichert und vom Roboter übernommen werden, so braucht der Anwender während der Bewegung lediglich einen Taster an dem Eingabegerät gedrückt zu halten. Aus der Aufzeichnung der mit mocap gesteuerten Bewegung des Roboters wird automatisch ein Bewegungsprogramm erzeugt, das sich später beliebig oft ausführen lässt. Über ein Menü im Handbediengerät kann der Benutzer weitere Funktionen in die Programme einfügen, wie beispielsweise Anweisungen, den Greifer zu schließen oder zu öffnen; ebenso lassen sich Programme testen oder ändern.

Auch eine unruhige Hand des Anwenders stellt nach Aussage der mocap-Entwickler kein Problem dar. So sorgt eine spezielle Bahnoptimierungs- Software für präzise und gleichzeitig weiche Achsbewegungen. Das dahinter stehende Verfahren reduziert die Anzahl der Stützpunkte und damit der NC-Sätze bei beliebigen Freiform-Konturen unter einer frei wählbaren Kontur-Toleranz.

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Peter Brinkmann, Entwicklungsleiter bei Schleicher: „Mittels mocap kann man dem Roboter jetzt einfach zeigen, was er tun soll.“

Die Simulation des Bewegungsablaufs lässt sich auf einem Standard-PC ausführen. Mit dem Online Curve Interpolator (OCI) generiert die CNC-Steuerung aus den wenigen NC-Sätzen wieder die Freiform. Ungenauigkeiten und Ausreißer in der Bewegung werden einfach geglättet. Resultat ist eine stetige und ruckfreie Bahn mit optimierten Achsgeschwindigkeiten.

Laut Peter Brinkmann, Entwicklungsleiter und Mitglied der Geschäftsleitung von Schleicher, „erschließt die intuitive Bewegungssteuerung selbst Mitarbeitern, die über kein Expertenwissen verfügen, völlig neue Anwendungsbereiche, die bisher als nahezu unprogrammierbar galten oder deren Programmieraufwand unverhältnismäßig hoch war." Auch ganz andere neuartige Anwendungen seien denkbar, zum Beispiel die Steuerung von Robotern in Gefahrenbereichen. Hier könnte der Bediener an einem sicheren Standort, von dem aus er die Applikation im Auge behalten kann, den Roboter steuern. Nicht zuletzt sieht Brinkmann für mocap Potenzial in Anwendungen, bei denen der Bediener über die direkte Ansteuerung des Roboters schwere Lasten bewegen kann.

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