Die wichtigsten Trends in der Robotik: Mehr als nur Buzzwords
- Robotik
- 24.11.2022
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Im Interview mit Martin Naumann, Co-Founder der Firma drag&bot und Christian Gabriel, KEBA Industrial Automation GmbH, gehen wir auf Buzzwords in der Robotik ein und reden über die Rolle von drag&bot in der KEBA Gruppe.
Das Interview im Rahmen des Podcast "5-Minuten-Automatisierung" finden Sie auch auf diversen Streaming-Plattformen:
drag&bot ist seit November 2021 Teil der KEBA-Gruppe: Was bedeutet die Integration für drag&bot und was wird inhaltlich vorangetrieben?
Gabriel: drag&bot ist nun ein integraler Bestandteil von KEBA und wir arbeiten sehr intensiv zusammen. Durch drag&bot erweitern wir unsere Fähigkeiten im Bereich der Robotik und wir werden mittelfristig unsere Hard- und Software-Plattform Kemro X um Komponenten von drag&bot ergänzen.
Aktuell haben wir, nach einem „Voice of Customer“-Verfahren, erste gemeinsame Produkte definiert – diese werden gerade ausgearbeitet und wir werden sie auf der Fachmesse SPS 2022 präsentieren.
Naumann: Für drag&bot war der Schritt eindeutig eine sehr gute Entwicklung, weil wir unser Produkt jetzt wesentlich besser machen können.
drag&bot ist eine Softwarelösung zur einfachen Bedienung und Programmierung von Industrierobotern. Sie ist darauf fokussiert, Roboter unterschiedlichster Hersteller zu intrigieren, zu bedienen, zu programmieren und über eine einheitliche grafische Oberfläche auch Greifer und Kameras zu integrieren um somit schnell ohne Expertenkenntnisse Roboterlösungen zu implementieren.
Was uns allerdings bisher gefehlt hat, waren Funktionalitäten wie eine SPS-Anbindung, eine Anlagen-Visualisierung oder auch Sicherheitstechnik. Da bekommen wir durch den Kemro X Baukasten genau dies noch dazu, sodass in Summe eine sehr komplette und runde Lösung entsteht, die nahtlos integriert werden kann.
Die neuen Generationen von Robotern machen es leichter, sie zu integrieren. Das erste Buzzword, auf das wir oft stoßen, ist „easy-to-use“ – denn es geht letzten Endes auch um die Programmierung. Dazu gehören Begriffe wie NO CODE, Low Code, Teach-In. Für wen spielt „easy-to-use“ wirklich eine Rolle?
Naumann: Letztendlich spielt es für alle produzierenden Unternehmen eine Rolle, die flexibel herstellen müssen und gleichzeitig aufgrund von Wettbewerbs- und Preisdruck effizienter werden und somit automatisieren müssen.
Klassische Automatisierung funktioniert sehr gut, wenn die Stückzahlen hoch sind, sich die Produkte und Varianten über lange Zeit nicht ändern – sprich, wenn man eine Automatisierungslösung einmal in Betrieb nimmt und dann für sehr lange Zeit unverändert laufen lässt.
Beim jetzigen Trend der „Mass Customization“, also geringe Stückzahlen, viele Varianten, und insbesondere auch von kleineren Unternehmen hergestellt, muss die Automatisierung eben oft angepasst werden. Allerdings fehlen die Experten, die im klassischen Weg dafür benötigt werden.
Daher braucht es neue Wege und mit dem „easy-to-use“-Ansatz versetzt man die Mitarbeiter:Innen produzierender Unternehmen in die Lage, selbst Roboterlösungen anzupassen und in Betrieb zu nehmen.
Wie können Experten:Innen, die das früher alles gemacht haben, ersetzt werden? Wie soll das funktionieren?
Naumann: Das wird möglich durch eine grafische Oberfläche, über die man den Roboter bedient und auch programmiert. Programmieren ist eigentlich nicht mehr programmieren, sondern es geht darum, in einer grafischen Umgebung Funktionen in Abläufe zu ziehen und über einfache grafische Wizards zu parametrieren.
Zum Beispiel eine Bewegung zu parametrieren, indem man Punkt für Punkt „teached“. Über einfache Interfaces werden dann die Zusatzinformationen, wie Geschwindigkeit und Laufbahn des Roboters hinzugefügt. So kommt man Schritt für Schritt dazu, eine Roboterbewegung zu definieren, die der Roboter dann auch ausführen kann, ohne dass man auch nur eine einzige Zeile Code geschrieben haben muss und ohne dass man das Interface des Roboters kennen muss, sondern nur über eine grafische webbasierte Oberfläche – easy-to-use eben.
Kommen wir zu aktuellen Buzzwords oder Schlagworten, anhand derer sich die Trends in der Robotik ganz gut zeigen lassen. „Easy-to-use“ ist hier unser erstes Schlagwort: Woran erkennen Anwender:Innen, dass es sich bei dem Produkt, das sie vielleicht kaufen wollen, wirklich um „easy-to-use“ handelt und dass es am Ende auch hält, was es verspricht?
Naumann: Dazu sollte man die grafische Oberfläche bzw. die Interaktionen, die man mit dem Roboter macht, ausprobieren. Idealerweise hat man dazu bereits einen Use Case im Hinterkopf, den der Roboter machen soll.
Diese sollten dann durchgespielt und dabei geprüft werden, ob der Vorgang wirklich einfach ist. Also ausprobieren und sich selbst damit vertraut machen, ist das Mittel der Wahl.
Wichtig dabei: Es sollen die Mitarbeiter:Innen die Use Cases durchprobieren, die auch später tatsächlich das System benutzen werden – sprich Mitarbeiter:Innen aus der Produktion.
Das Ziel ist es also, Mitarbeiter:Innen in die Lage zu versetzen, Roboter an die neuen Gegebenheiten anzupassen und zu steuern?
Naumann: Richtig, ausgewählte Mitarbeiter:Innen aus der Produktion wie Instandhalter und Meister – das ist die Zielgruppe, die mit unserem Ansatz im ersten Schritt selbst Applikationen anpassen und nach einer gewissen Lernkurve auch neue in Betrieb nehmen können.
Es geht dabei nicht nur um vorgefertigte starre Roboter, die man dann integrieren, sondern auch um Picker oder um Free-Arm Anwendungen, die man am Markt kaufen kann und für die man dann auch mit drag&bot schnelle Software-Lösungen entwickeln kann, richtig?
Naumann: Stimmt. Das ist genau einer der Vorteile, der durch unsere Integration in KEBA bzw. Kemro X zum Tragen kommt.
Jetzt ist es auch möglich, dass eigene Kinematiken entwickelt werden und über die KEBA Robotersteuerung dann aus drag&bot heraus genutzt werden. Der Lösungsraum ist somit noch größer und flexibler geworden.
Heißt, wir holen jetzt mindestens zwei Zielgruppen ab. Auf der einen Seite die Originalausrüstungshersteller oder Erstausrüster (OEM), die Robotikfunktionen in ihre Maschinen integrieren wollen und auf der anderen Industrieunternehmen, die Bedenken haben, ob sich die Investition in einen neuen Industrieroboter, der eine Linie ergänzt, lohnt, weil da auch wieder ein(e) Spezialist:In gebraucht wird.
Das nächste viel verwendete Buzzword: Plug&Play: Was geht, was geht nicht? Und in Zusammenhang damit: KI in diesem Feld der Robotik, was kann man selbst und wann muss man sich einen Spezialisten holen?
Naumann: Grundsätzlich kann man mit drag&bot sehr viel machen. Wir haben uns allerdings auf die einfacheren Applikationen fokussiert, weil das eben genau die Anwendungen sind, die auch von Mitarbeiter:Innen in der Produktion angepasst und in Betrieb genommen werden können.
Es sind auch komplexere Applikationen möglich, die nicht von Grund auf neu erstellt werden, sondern wo die Anwender:Innen dann nur noch gewisse Parametrierungen vornehmen, und kleine Veränderungen an die jeweilige Situation oder auch an die Gegebenheiten der Maschine umsetzen.
drag&bot ist prinzipiell so konzipiert, dass es erweiterbar ist. Es ist einfach, neue Treiber zu schreiben, um neue Hardware, Roboter, Greifer oder Kameras zu integrieren. Es ist aber auch möglich, neue Softwarefunktionen zu integrieren – somit ist es überhaupt kein Problem, auch Artificial Intelligence-Funktionen Dritter zu integrieren.
Ein mit drag&bot erstelltes Roboterprogramm lässt sich für alle unterstützen Roboter eins zu eins übertragen
In diesem Zusammenhang fällt auch oft das Schlagwort: NO CODE. Aber wenn man das nötige Know-How besitzt, dann kann man den Roboter auch selbständig programmieren, oder?
Naumann: Hier muss man zwischen zwei Ebenen unterscheiden: Für den Mitarbeiter aus der Produktion sind wir „No Code“.
Für denjenigen, der eine neue Anlage in Betrieb nimmt und sich mehr auskennt - zum Beispiel der OEM, der drag&bot als Teil seiner Lösung verwendet oder auch ein Systemintegrator - der hat viele Möglichkeiten drag&bot zu erweitern.
Hier ist es dann aber nötig zu programmieren, z.B. in Python (19.52) oder C++. Dazu bieten wir offene Schnittstellen. Wenn dann Experten:Innen neue Funktionen einmal dazu programmiert haben, werden diese dann wieder als grafische Funktionsblöcke zur Verfügung gestellt und die Endanwender können diese Funktion dann wieder nutzen, ohne Programmieren können zu müssen.
Für eine wirklich effiziente Robotikanwendung ist die nahtlose Integration in das Gesamtsystem die beste Lösung. Aber wie nahtlos kann man so eine Integration wirklich gestalten?
Gabriel: Bei KEBA bieten wir seit Jahrzehnten Robotersteuerungen und unterstützen dort unterschiedliche Kinematiken. Das machen wir wirklich hervorragend – ein Grund, warum wir bei großen OEMs stark vertreten sind.
Die Integration für sich ist das Stück Software drag&bot, das jetzt eins zu eins in der Kemro X-Plattform integriert ist. Integration kann man aber auch einen Schritt weiterdenken.
Bei komplexeren Prozessen, wie z.B. einem Schweiß-Prozess, ist man „Passagier“ beim Standardroboter, weil man teilweise nur sehr schwer in den Prozess eingreifen kann, da diese Steuerungen nicht offen sind.
Der große Vorteil mit uns ist, dass wir, indem wir alles intrigiert haben, einen vollen Zugriff ermöglichen, auch für OEMs, die die Prozesse zwar sehr gut kennen und genau wissen, wo zu optimieren ist, allerdings bis dato nicht die Möglichkeiten hatten, wirklich das Optimum herauszuholen.
Das ist meiner Meinung nach der riesengroße Mehrwert für das Thema Integration, auch für technische Details wie zum Beispiel die Synchronisation von Echtzeitthemen.
Wie funktioniert die Integration dann?
Naumann: Da gibt es zwei Möglichkeiten: Die Eine besteht darin, einen Standardroboter von einem bekannten Hersteller zu nehmen und mit drag&bot zu integrieren. drag&bot bietet viele Möglichkeiten, wobei die Schnittstelle, um den Standardroboter, die Bahnen, die Bewegungen, etc. anzupassen, letztendlich begrenzt ist.
Wenn das nicht mehr ausreicht, kann man zurückgreifen auf Kemro X und die darin enthaltenen Robotertechnologien. Das heißt, eine eigene Robotersteuerung und eine eigene Kinematik anbinden. So kann man alle Parameter, die es so gibt in der Robotersteuerung, auch für drag&bot freigeben. Wenn es nötig ist, können diese bis zur Benutzeroberfläche hochgeleitet werden, sodass jegliche Anpassung möglich ist und der Prozess so gestaltet werden kann, dass er optimal ausgeführt wird.
Wie lange braucht man, einen Standardroboter mit Kemro X und drag&bot zu integrieren?
Naumann: Für die reine Inbetriebnahme eines Standardroboters liegen unsere Erfahrungswerte unter einer Stunde.
Und die Integration passiert für alle Roboter mit demselben Interface?
Naumann: Genau, eine Oberfläche für alle Roboter. Ein bisschen aufwändiger ist es, wenn man eine eigene Kinematik entwickelt, dann muss auch die Robotersteuerung dementsprechend angepasst und parametriert, Antriebe konfiguriert werden etc.
Skalierbarkeit, oft verpackt unter Austauschbarkeit oder Modularität, ist noch so ein Buzzword in der Robotik. Muss man bei wachsenden Anforderungen das Roboterprogramm neu erfinden, bzw. wachsen lassen? Oder wenn man von einem Roboterhersteller zu einem anderen wechselt, muss man da alles nochmal von vorne entwickeln?
Naumann: Das sind mehrere Themen in einer Frage. Steigende Anforderungen sind überhaupt kein Problem. Das funktioniert aber auch ohne drag&bot schon sehr gut.
Wenn man eine Robotersteuerung eines Herstellers hat, dann können unterschiedliche Kinematiken, die der Hersteller eben zusammen mit der Robotersteuerung bietet, genutzt werden. So sind die Programme eins zu eins übertragbar.
Wenn man jetzt zwischen Robotern verschiedener Hersteller wechselt, sieht die Welt ganz anders aus. Dann muss man nämlich ohne drag&bot tatsächlich die Programme von Grund auf neu gestalten. Weil jeder Roboterhersteller seine eigene Roboterprogrammiersprache entwickelt hat, die auch nicht austauschbar ist - somit fängt man dann wieder von null an.
Mit drag&bot ist das nicht der Fall: Es ist eine einheitliche Bedienung aller Roboter mit einer einheitlichen Oberfläche. Das heißt ein Roboterprogramm, das man einmal erstellt hat im drag&bot, lässt sich für alle Roboter, die wir unterstützen, eins zu eins übertragen, ohne dass man neu schreiben muss. Eventuell müssen Kleinigkeiten angepasst werden, wenn man Spezialfunktionen nutzt, die nur ein Roboter zur Verfügung stellt.
Wie einfach können aus Sicht der Programmierung Werkzeuge gewechselt und angepasst werden?
Naumann: Das ist sehr einfach möglich. Da gibt es Funktionen, um einfach dem Programm zu sagen, wann es ein anderes Werkzeug gibt. Beim mechanischen Teil muss, dass dann entweder über einen Werkzeugwechsler gelöst werden oder man muss tatsächlich umschrauben.
Wenn es automatisiert sein soll, immer über einen Werkzeugwechsler und die dahinterstehenden Geometrien, die werden dann auch direkt in der Software übernommen, sodass auch Greifpunkte angepasst werden, wenn man zum Beispiel zwischen zwei unterschiedlich großen Greifern wechselt.
drag&bot ermöglicht es Mitarbeitern, Roboteranwendungen auch ohne Expertenwissen schnell und eigenständig umzusetzen oder anzupassen
Welche Erfahrungen bzw. User-Feedback gibt es mit der Integration auf der einen Seite und mit drag&bot als Middleware für die verschiedenen Roboterhersteller auf der anderen Seite?
Naumann: Wir haben eine Studie bei einem großen Automobilzulieferer gemacht.
Dabei definierten wir drei Benutzergruppen: Die erste Gruppe waren Roboterexperten, die zweite Gruppe bestand aus technikaffinen Produktionsmitarbeiter:Innen und die dritte Gruppe Mitarbeiter:Innen aus der Produktion mit sehr geringem technischem Grundverständnis.
Die Aufgabe war eine einfache Schraubapplikation: Es sollte eine Schraube von einer definierten Position gegriffen und dann in einem Bauteil verschraubt werden, um zwei Teile miteinander zu verbinden.
Dabei haben wir verglichen, was genutzt wurde: a) das klassische Teach-Panel eines Industrieroboters oder b) drag&bot. Die erste Gruppe, also die Roboterexperten, hat es auf beide Arten geschafft. Allerdings waren sie mit drag&bot fünfmal schneller.
Auf dem klassischen Weg haben sie 30 Minuten gebraucht. Mit drag&bot haben sie nur sechs Minuten gebraucht. Somit sieht man, Experten können mit drag&bot zwar nicht mehr lösen, aber dafür schneller. Sowohl die technikaffinen als auch die nicht technikaffinen Mitarbeiter aus der Produktion haben es auf die klassische Art und Weise überhaupt nicht hinbekommen, diese Schraubapplikation zu programmieren. Mit drag&bot haben sie es beide geschafft. Die wichtige Aussage dabei ist: Sie haben es geschafft und somit sind Mitarbeiter aus der Produktion dazu bemächtigt, Roboter zu nutzen, was auf dem klassischen Weg nicht möglich gewesen wäre.
Spezial-Know-how-Träger:Innen gibt es immer weniger. Wirken solche Beispiele als Anreiz für Mitarbeiter, sich weiterzuentwickeln?
Naumann: Wenn es dann erste Erfolgserlebnisse gibt bei den Mitarbeiter:Innen gibt, dann haben die plötzlich auch Spaß daran, arbeiten sich weiter ein und es sind plötzlich ganz neue Dinge möglich.
Das Ganze hat auch einen wirtschaftlichen Aspekt: ohne drag&bot müsste in diesem Fall ein externer Experte hinzugezogen werden. Der ist erstens nicht ad hoc verfügbar und zweitens kostet er Geld und somit muss man warten, bis er die Anpassung gemacht hat.
Unter Umständen steht die Anlage oder man muss die Aufgabe manuell erledigen, obwohl eigentlich ein Roboter zur Verfügung stehen würde. Mit drag&bot können es Mitarbeiter aus der eigenen Produktion sofort umsetzen und die Anlage ist sofort wieder nutzbar für neue Produktvarianten bzw. Aufgaben.
Für Kemro X ist drag&bot eine starke Erweiterung. Was kann man noch erwarten in der nahen Zukunft?
Gabriel: Was wir weiter vorantreiben werden, ist einerseits die Entwicklung notwendiger Technologien, um -in Zusammenarbeit mit Kunden - einzelne Applikationen einfach mit Robotern zu lösen und auch dort die Qualität der Prozesse zu optimieren.
Ein zweites wichtiges Thema auf der Roadmap sind Daten: Wie kann man langfristig die Robotergenauigkeit maximieren? Generell: was kann man grundsätzlich über Daten holen?
Und für drag&bot, was sind da die next big things?
Naumann: Im Moment sind wir sehr stark damit beschäftigt, unsere Produkte tief in Kemro X zu integrieren. Wir arbeiten daran, dass man die KEBA Bedienpanels nutzen kann, um drag&bot anzuzeigen, dass man die Tasten dieser Panels nutzen kann, um die Roboter direkt zu teachen und zu joggen.
Wir werden uns immer tiefer, insbesondere in die KEBA Robotik integrieren, um da viele neue Funktionen zu ermöglichen, weil wir jetzt Zugang zu diesen Schnittstellen und diesen Funktionen haben, die wir bei allen anderen Roboterherstellern nicht haben.
Auf der anderen Seite werden wir unsere graphische Oberfläche noch intuitiver machen und noch einfacher gestalten, sodass eine noch größere Zielgruppe in die Lage versetzt wird, mit Robotern umzugehen. Beziehungsweise aus OEM-Sicht gesprochen, dass Lösungen bereitgestellt werden können, wo die Kunden der OEMs dann einfach anpassen und die Robotik nutzen können. Auch die Schnittstelle Robotervisualisierung und Anlagenvisualisierung ist sicher etwas, wo man noch mehr integrieren kann, dass beides eins wird. Da gibt es viele Ideen.
