Verfahren zur intuitiven Programmierung von Industrierobotern durch Demonstration

Durch langjährige Entwicklungen im produktionstechnische Umfeld wie einer wachsenden Vielfalt von Produktvarianten, einer stetigen Individualisierung von Produkten und einer Verkürzung von Produktlebenszyklen steigt die Bedeutung des Produktionsserienanlaufs für die Wettbewerbsfähigkeit von produzierenden Unternehmen. Gegenstand des Produktionsanlaufs sind alle notwendigen Maßnahmen, um neue oder veränderte Produkte nach ihrer Entwicklung mit der vorgegebenen Stückzahl in Serie produzieren zu können. Ein wesentlicher Bestandteil der Anlaufaktivitäten ist dabei die Inbetriebnahme und Einrichtung der benötigten Produktionsanlagen für die Herstellung des anlaufenden Produkts. Die vorliegende Arbeit betrachtet den Einrichtungsprozess von robotergestützten Produktionsanlagen im Anlauf kleiner Serien. In der Vergangenheit wurden Industrieroboter im Wesentlichen in Großserienfertigungen eingesetzt, in denen deutlich andere Anforderungen an die Methoden der Roboterprogrammierung gestellt werden. Die langjährige Ausrichtung auf dieses Einsatzgebiet hat zu dem Ergebnis geführt, dass die aktuell zur Verfügung stehenden Programmierverfahren nur schlecht an die Anforderungen der Kleinserienfertigung angepasst sind und in vielen Fällen einen effizienten Anlauf robotergestützter Produktionsanlagen verhindern. Sie fordern ein großes Maß an Expertenwissen und Erfahrung von den Bedienern, um die gewünschten Arbeitsbewegungen zu spezifizieren und den herstellerspezifischen Robotercode zu erzeugen. Aus diesen Gründen besteht ein großer Bedarf an innovativen Verfahren, die eine intuitive und einfache Programmierung von Industrierobotern im Anlauf kleiner Serien erlauben. Der Begriff der Intuitivität bezeichnet in diesem Zusammenhang die Eigenschaft, dass die Programmierung lediglich auf Basis allgemein bekannter Erfahrungen des Bedieners verständlich ist und ohne Expertenwissen ausgeführt werden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde daher ein Programmierverfahren entwickelt, das sich an dem natürlichen Lernvorgang zwischen Menschen orientiert. Der Bediener programmiert die Anlage, indem er die durch den Roboter auszuführende Arbeitsaufgabe demonstriert. Dabei werden verschiedene Methoden unterschieden, bei denen entweder das Arbeitsobjekt oder der Roboterendeffektor durch Bewegungen des Bedieners geführt werden. Durch die Kombination dieser Methoden mit einer grafischen Ablaufbeschreibung und die durchgängige Kapselung von herstellerspezifischen Aspekten der Programmierung wurde ein durchgängiges Gesamtkonzept entwickelt, das herstellerübergreifend einsetzbar ist.