Ein Einblick in die Roboterprogrammierung

Roboterprogrammierung

Die geschichtliche Entwicklung der Roboterprogrammierung

In meinem Artikel „Die unglaubliche Geschichte der Automaten“ bin ich schon bereits auf die Geschichte der Roboter eingegangen. Deswegen hier nur ein kurzer Vermerk über die geschichtliche Entwicklung der Roboterprogrammierung.

Die Roboterprogrammierung an sich ist keine neue Wissenschaft, wie manche vielleicht ahnen würden. Schon die Ägypter und Griechen konstruierten zu ihrer komplexe Roboter. Der ägyptische Tüftler Heron beschäftigte sich im damaligen Alexandria schon mit der Roboterprogrammierung. Auf ihn sind Erfindungen wie automatische Türen, die Dampfturbine und Waffen wie Katapulte sowie die Maschinenarmbrust zurück zu führen. Jedoch wurde das Potential seiner Erfindungen in der damaligen Zeit nicht gesehen. In welch einer Welt würden wir heute bloß leben, wenn diese Erfindungen, vor 2000 Jahren schon eingesetzt würden?

In der heutigen Zeit können bei der Roboterprogrammierung auf mehrere verschiedene Programmiersprachen (zum Beispiel C++ oder JAVA) zurückgegriffen werden. Nichtsdestotrotz entstehen bei der Roboterprogrammierung ein immenser Aufwand und dementsprechend hohe Kosten. Um dem etwas entgegenzuwirken werden im weiteren Verlauf des Artikels die Kategorien der Online- und Offlineprogrammierung aufgeführt.

In der Zukunft wird die Roboterprogrammierung sich noch schnelllebiger und weiter entwickeln als in der Vergangenheit. Forscher und Programmierer arbeiten daran die Sprache der Menschen auf eine natürliche Art und Weise simulieren zu können. Außerdem sollen Roboter in Zukunft die Fähigkeit besitzen selbst Entscheidungen zu treffen und generell eigenständig zu handeln.

Roboterprogrammierung

Der Bereich der Roboterprogrammierung bietet Programmierern, beziehungsweise Anwendern, diverse verschiedene Programmiersprachen an, um deren Roboter zu kodieren. Bei jeder Programmiersprache wird noch einmal eine Unterscheidung in Online- und Offlineprogrammierung getroffen.

Die Onlineprogrammierung besagt nur, dass der Roboter während des Programmierens nicht ausgeschaltet oder neugestartet wird. Somit wird wird bei der Offlineprogrammierung der Roboter selbstverständlich nicht aktiviert oder eingeschaltet.

Onlineprogrammierung

Die Roboterprogrammierung im Onlinemodus hat den Vorteil, dass dem Roboter relativ einfach neue Verhaltensweisen und Bewegungen beigebracht werden können. Dadurch das der Roboter eingeschaltet ist, kann man die Verhaltensänderung sofort sehen und möglicherweise anpassen. Ein Nachteil der Roboterprogrammierung im Onlinemodus ist, dass der Produktionsprozess währenddessen angehalten werden muss. Dies verursacht natürlich immense Kosten für das produzierende Unternehmen und möchte vom Management vermieden werden.

Zu der Onlineprogrammierung gehören unter anderem das Teach-In-Verfahren, das Play-Back-Verfahren sowie die Parametereingabe per Softwareschnittstelle. Bei dem Teach-In-Verfahren wird dem Roboter einfach nur ein neues Bewegungsmuster beigebracht. Hierbei wird die Roboterprogrammierung solange angepasst bis der Roboter das gewünschte Verhalten automatisch aufzeigt. Das Play-Back-Verfahren ähnelt dem Teach-In-Verfahren zu größten Teil. Der Unterschied liegt darin, dass dem Roboter entweder direkt oder indirekt bewegt wird. Aufgrund dieser vorgeführten Bewegung kann der Roboter anschließend den Ablauf selbständig ausführen. Bei der Eingabe von Parametern per Softwareschnittstelle werden die Bewegungen des Roboters mittels eines Steuerungselementes (Fernbedienung) aufgezeichnet und später durch den Roboter ausgeführt.

Offlineprogrammierung

Wie schon erwähnt hat die Onlineprogrammierung den Nachteil, dass der Produktionsprozess unterbrochen werden muss, wenn Anpassungen an den Roboter durchgeführt werden müssen. Hier kommt die Roboterprogrammierung im Offlinemodus ins Spiel. Ein weiterer Vorteil der Offlineprogrammierung ist die Simulation der Verhaltensänderung des Roboters.

Bei der Offlineprogrammierung werden unter anderem die 3D-Simulation, Softwarekodierung sowie das editieren von Quelldateien verwendet. Die 3D-Simulation ist dabei das wichtigste Element, da somit der Bewegungsablauf inklusive Extrempositionen simuliert werden kann. Manche Programmierer greifen jedoch am liebsten auf die altbewährte Methode der Softwarekodierung zurück. Hierfür wird jedoch Personal mit Fachwissen im Bereich Roboterprogrammierung benötigt. Abschließend ist noch das editieren von Quelldateien zu erwähnen. Diese Möglichkeit der Roboterprogrammierung bietet den Vorteil, dass dem Roboter spezielle Verhaltensweisen angelernt werden können und auf die dann die Steuerungssoftware, falls benötigt zugreifen kann.

Die passende Programmiersprache auswählen

Da die meisten Programmiersprachen zum größten Teil (circa 70%) auf Java oder C++ basieren, sollte eine dieser beiden Varianten gleich ausgewählt werden. Diese Entscheidung reduziert den Aufwand der Roboterprogrammierung bis zu 60 %. Dies wird durch die Standard-Bibliotheken von Java und C++ gewährleistet, die einem hohen Standard entsprechen und vielen Funktionen ermöglichen. Außerdem können durch den reduzierten Programmierungsaufwand mögliche Fehler in der Implementierung reduziert werden können. Zudem bieten Java oder C++ bei Absturz des Programms eine umfangreiche Fehleranalyse, womit der Absturzgrund einfach und schnell identifiziert werden kann.

weitere mögliche Programmiersprachen:

Ada

BASIC

C

COBOL

FORTRAN

PASCAL

PL1 oder PL/1

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