Ausgabe - 10 - 2012 - Produktion

14 · Trends & Reports · Produktion · 8. März 2012 · Nr. 10
Interview
Vier Fragen an drei Roboter-Experten von Kuka, Stäubli und Epson
Robotersteuerung: Die Zukunft heißt ‚offen‘
Annika Mentgen, Produktion Nr. 10, 2012
Wie der Roboter der Zukunft dank offener Steuerung die Sprache des
Anwenders und nicht mehr die einer ‚proprietären Insel‘ sprechen?
Drei Experten stehen der Produktion hier Rede und Antwort.
Was sind aus Ihrer Sicht Voraber
auch Nachteile einer ‚offenen
Robotersteuerung‘ für den
Anwender?
Kuka, Franz Groll: Für den Anwender
bedeutet Offenheit, ein Robotersystem
maßgerecht auf seine Applikation
zuzuschneiden – gültig für das
eigene ‚Look and Feel‘ als auch für
standardisierte Hardwareschnittstellen.
Ein Nachteil von Offenheit,
der immer wieder ins Feld geführt
wird, ist die zunehmende Komplexität,
da es gilt, unterschiedlichste
Anwendungen mit einer Steuerung
zu realisieren. Jedoch finden die
Kunden schnell ihre eigenen Wege
und damit ihre eigene Identität in
der Applizierung von Lösungen.
Der Mehrwert für den Systemintegrator
und damit auch für die Endkunden
sind individuelle, genau
passende Lösungen mit Standardkomponenten
von Kuka-Roboter.
Stäubli, Manfred Hübschmann: Stäubli
bietet hier zwei prinzipiell unterschiedliche
Lösungsvarianten. Zum
Einen stellt ‚LLI (Low Level Interface)‘
Basisroutinen zur Roboteransteuerung
zur Verfügung, über die
sich der Roboter im Prinzip komplett
fremdgesteuert betreiben lässt.
Der Anwender hat hier alle Möglichkeiten,
den Roboter unter Umgehung
der Stäubli-Programmiersprache
selbst zu programmieren.
Diese Lösung ist sehr aufwändig
und erfordert hohe Kompetenz des
Anwenders, weshalb meist nur Universitäten
und Forschungsinstitute
darauf zurückgreifen.
Wesentlicher einfacher gelingt
die Fremdsteuerung unserer Roboter
über die ‚ready to plug‘-Softwarelösung
‚UniVal Drive‘, eine
Echtzeit-Schnittstelle zur Integration
der Scara- und 6-Achs-Kinematiken
in Fremdsteuerungen.
Der Anwender kann den Roboter
in der gewohnten Programmierumgebung
seines Motioncontrollers
programmieren, ohne sich mit
der Robotersteuerung auseinander
setzen zu müssen. Für den Bediener
gibt es keine Nachteile. Allerdings
sind die Funktionalitäten
auf die Möglichkeiten der Fremdsteuerung
begrenzt.
Epson, Volker Spanier: Wir definieren
eine Hardware als ‚offene Steuerung‘,
wenn sie neben der traditionellen
Steuerung von Robotern
dank offengelegter Schnittstellen
Links: Steuerung KRC4
Rechts: Kuka-Produktmanager
Franz Groll: „Der
Roboter der Zukunft
spricht die Sprache des
Anwenders.“ Bilder: Kuka
beispielsweise durch Erweiterungen
um zusätzliche Funktionen ergänzt
werden kann. Von daher sind
alle Epson-Steuerungen ‚offen‘, da
Standardschnittstellen wie verschiedene
Busschnittstellen oder diverse
Software-Interfaces wie ‚Active-X‘
und ‚DotNET‘ immer vorhanden
oder optional sind. Diese offene
Steuerung ist stets durch passende
Parametrierung auf das jeweilige
Einsatzgebiet und die jeweilige Kinematik
optimal anpassbar. Zwar
können immer mehr verfügbare
Third-Party-Steuerungen wie beispielsweise
SPS ebenfalls Roboter
steuern, jedoch nur in einer generellen,
auf alle Systeme passenden
Form. Für die meisten realen Anwendungen
sind diese Generalisten
den Spezialisten unterlegen.
Wenn auf einer offenen Steuerung
eher einfach gehaltene Programme
vorhanden sind, könnte
das Sicherheitsrisiko für den Anwender
steigen. Wie reagiert ein
Vier Fragen an...
▶▶ Franz Groll, Produktmanager
bei der Kuka Roboter GmbH
▶▶ Manfred Hübschmann,
Geschäftsführer Stäubli Robotics
Deutschland
▶▶ Volker Spanier, Leiter Factory
Automation, Epson Deutschland
GmbH
Roboterhersteller auf dieses Problem?
Kuka, Franz Groll: Ein offenes Systemdesign
erfordert sauber gekapselte
Module in Hard- und Software mit
jeweils klar definierten Schnittstellen.
Ein Beispiel dafür ist das ISO/
OSI-Schichtenmodell, Basis für
Standard-Kommunikationssysteme:
Ohne eine definierte Architektur
ist Sicherheit nicht zu gewährleisten.
Kuka hat im Zuge der neuen
KRC4-Steuerung extrem viel Gewicht
auf ein sauber modelliertes
System-Design gelegt und damit
die Plattform für maximale Betriebssicherheit
geschaffen. Modularität
ist mitnichten ein Sicherheitsrisiko,
eher schon proprietäre,
überbordende Programmabläufe.
Die Offenheit eines Steuerungssystems
lässt sich aktuell mit der Analogie
zu modernen Smartphone-
Betriebssystemen vergleichen.
Wenn die Plattform sicher gestaltet
wurde, lassen sich erfolgreich zahllose
Applikationen realisieren, ohne
das Gesamtsystem zu gefährden.
Stäubli, Manfred Hübschmann: Die betriebssystemseitigen
und hardwaretechnischen
Sicherheitsfunktionen
sind weiterhin aktiv. Für die
Roboterkinematik und die sichere
Bewegungsplanung ist im Falle
UniVal allerdings der Hersteller des
Motioncontrollers verantwortlich,
im Falle von LLI der Programmierer
selbst.
Epson, Volker Spanier: Betrachten wir
unsere eigenen Steuerungen unter
diesem Aspekt, taucht ein solches
Risiko kaum auf, da Steuerung und
Roboter eine integrale Einheit bilden.
Für die Steuerungen von
Fremdanbietern muss dies nicht
der Fall sein, da einmal gefundene
Schwachstellen natürlich auch bei
jedem anderen System existieren,
die diese Steuerung einsetzen. Epson-Steuerungen
hingegen besitzen
eine sehr transparente, robuste
Struktur und ermöglichen daher
auch ein einfaches Korrigieren
möglicherweise vorhandener
Schwachstellen.
Links: Epson-Steuerung
RC 180
Rechts: Volker Spanier,
Leiter Factory Automation,
Epson Deutschland
GmbH: „Die Verwendung
fremder Steuerungen
wird durch
Epson zur Zeit nicht unterstützt.“
Bilder: Epson
Für welche Art von Roboterapplikationen
sind offene Steuerungen
sinnvoll, für welche nicht?
Kuka, Franz Groll: Für spezifische Applikationen,
die nur wenig Kommunikation
brauchen, also beispielsweise
spezialisierte Serviceroboter
wie Rasenmäher oder Staubsauger,
sind in sich geschlossene Steuerungen
der Standard. Selbst für wiederkehrende,
multiplizierbar nahezu
identische Anwendungen in der
Automobilindustrie sind in sich geschlossene
Steuerungen einsetzbar.
Anders hingegen verhält es sich für
spezielle Robotersysteme, deren
Rahmenbedingungen oder Parameter
sich aufgrund diverser Anpassungen
ständig verändern. Hier
sind flexible, offene Systeme klar im
Vorteil.
Eine flexible Fertigung, verlangt
auch vom Roboter ein Höchstmaß
an Flexibilität. Er erhält mit der Integration
von Vision-Systemen und
SPS-Steuerungen die Augen und
das Gehirn, um selbständig handeln
und interagieren zu können.
Ein geschlossenes System ist hierbei
sicher viel schwerer in eine Umgebung
zu integrieren, die vielfältig
und variabel ist. Dem Trend folgend
geht die Industrierobotik immer
mehr den Weg in Richtung Bearbeitung.
Wenn nicht die hohe Präzision
von Werkzeugmaschinen gefordert
ist, kann ein Roboter bei Beherrschung
der Bearbeitungssprache
‚G-Code‘ durchaus die Aufgaben
einer effizienten, kostengünstigen
Werkzeugmaschine übernehmen
mit dem Vorteil eines sehr
großen Arbeitsbereichs. Der Roboter
der Zukunft spricht die Sprache
des Anwenders und nicht die einer
proprietären Insel.
Stäubli, Manfred Hübschmann: Während
die LLI-Alternative aufgrund
ihrer Komplexität nur für Applikationen
in Frage kommt, die sich mit
der robotereigenen Steuerung nicht
darstellen lassen, bietet UniVal insbesondere
für OEMs, die bereits
Motionsteuerungen einsetzen und
den Roboter voll in ihre Maschine
integrieren wollen, eine interessante
Alternative. Nicht sinnvoll ist der
Einsatz im klassischen Sondermaschinenbau,
da dort die speziellen
Fähigkeiten der Programmiersprache
der Robotersteuerung benötigt
und genutzt werden.
Epson, Volker Spanier: Die ‚offene‘ Robotersteuerung
eignet sich sicherlich
für fast alle existierenden Anwendungen,
sofern entsprechende
Kinematiken verfügbar sind. Es ist
zwar möglich, dass einzelne hochspezielle
Aufgaben mit Hilfe externer
Lösungen ebenfalls gut adressierbar
sind, eine Kombination verschiedener,
nicht zueinander passender
Systeme ist jedoch selbst eine
potenzielle Schwachstelle und
daher empfehlen wir auch in diesem
Fall die Herstellerlösung der
Links: Stäubli-Steuerung CS8C
Rechts: Manfred Hübschmann,
Geschäftsführer
Stäubli Robotics Deutschland.
Bilder: Stäubli
Kinematik zu nutzen. Eine weitere
Möglichkeit bietet die Verwendung
spezieller Middleware wie beispielsweise
‚LabView‘, um sehr spezielle
Anforderungen mit einem
Roboter angehen zu können. Hier
wird für Epson-Roboter in Kürze eine
Möglichkeit vorliegen.
Bislang sind die hauseigenen
Steuerungen eines der wichtigsten
Unterscheidungsmerkmale
der Roboterhersteller untereinander.
Wenn die Steuerungen
offengelegt werden: Wie wirkt
sich das auf das künftige Geschäft
und die Strategie Ihres
Hauses aus?
Kuka, Franz Groll: Offen gelegt werden
stets nur Hard- und Softwareschnittstellen
und nicht die eigentliche
Implementierung, in der das
Firmen Know-how und die Qualität
verankert ist. Standardisierte Programmiersprachen
wie die
IEC61131 für die SPS oder der G-
Code nach DIN/ISO bei Werkzeugmaschinen
sind über Jahrzehnte
gewachsen und stellen somit einen
sehr umfangreichen und gebrauchstüchtigen
Sprachschatz dar.
Die Tendenz zum übergreifenden
Sprachgebrauch auch in der Roboterprogrammierung
ist durchaus
ersichtlich. Wer hier als Roboterhersteller
den Weg zu mehr Offenheit
sucht, wird meines Erachtens
zukünftig wegbestimmend sein. Im
Gegensatz dazu wird proprietärer
Sprachgebrauch immer mehr ein
Inseldasein führen! Branchen- und
applikationsübergreifend gibt es für
mich nur den offenen Weg, den Robotersteuerungen
in der Zukunft
gehen müssen.
Stäubli, Manfred Hübschmann: UniVal
ist als Erleichterung der Einsatzmöglichkeiten
eines Robotersystems
für den Maschinenbauer zu
betrachten und stellt für den Bediener
eine deutliche Vereinfachung
im Umgang mit der Maschine dar.
Damit wird auf beiden Seiten die
Hemmschwelle für den Einsatz eines
Industrieroboters heruntergesetzt,
wodurch wir uns eine zusätzliche
positive Auswirkung auf
unser Geschäft erwarten. LLI ist
als Erweiterung der Möglichkeiten
für den Einsatz eines Robotersystemes
zu betrachten und wirkt
sich aufgrund der Komplexität
kaum auf unser Geschäft und die
Strategie aus.
Epson, Volker Spanier: Die offene
Herstellersteuerung ist für uns unabdingbar,
da sie den besten Nutzen
für unsere Kunden bietet. Die
Verwendung fremder Steuerungen
wird durch Epson zur Zeit nicht
unterstützt.