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„Schon viele Jahre sind sehende Roboter ein Thema in der Automatisierung“, berichtet Dr. Nicolas March, CEO des Düsseldorfer KI- und Vision-Spezialisten Vathos Robotics. „Insbesondere in Umgebungen, in denen die Lage zu greifender Objekte unbekannt ist wie bei der Entnahme von Schüttgut, ermöglichen Robot-Vision-Systeme eine Automatisierung von Prozessen wie Maschinenbeladung oder Montage.“ Denn mit Kameras ausgestattete Roboter können dynamisch und flexibel auf die zufällige Anordnung der zu greifenden Teile reagieren.
Allerdings: „Auch wenn der Vorteil der Bildverarbeitung für die Roboterführung schnell einleuchtet, finden sich gemessen an der Vielzahl der automatisierbaren Prozesse in der Praxis noch relativ selten Vision-Systeme zur Robotersteuerung“, weiß Nicolas March. Grund sei nicht zuletzt die hohen Kosten der Integration, da für die Implementierung ein gewisses Spezialwissen notwendig ist. „Zudem schreckt ein Mangel an Prozesssicherheit viele Unternehmen ab, da die Robotersteuerung über Bildverarbeitung trotz ihrer Vorteile häufig noch als unzuverlässig angesehen wird.“
Mit KI die Hürden überwinden
Dank künstlicher Intelligenz (KI) ergebe sich nun aber nun die Chance, solche Hürden zu überwinden. Vathos-CEO Nicolas March: „Durch das implizite Lernen aus Daten statt der mühevollen Eingabe von Parametern in Bildverarbeitungsprogramme sind erstmals einfach zu bedienende Anwendungen möglich, ohne dass der Kunde oder Integrator Spezialwissen mitbringen muss.“ Zudem erhöhe die geringere Fehleranfälligkeit sowie die Möglichkeit, sich auf wechselnde Umgebungsbedingungen einzustellen, die Prozesssicherheit.
Allerdings sind KI-Robot-Vision-Systeme in der Praxis dennoch weiterhin nicht allzu häufig anzutreffen, gerade wenn es um die flexible Steuerung von Robotern geht. Woran das liegt? „Nun. die Algorithmik des Bildverarbeitungsprogrammes ist zwar ein wichtiger, allerdings nur ein kleiner Teil der gesamten Anwendung beziehungsweise Roboterzelle“, erläutert Nicolas March. „Um KI-basierte Roboterführung in der Praxis umzusetzen, bedarf es mehr.“
KI-Software muss auf dem richtigen Fundament stehen
Daher haben sich Dell Technologies, Bosch Rexroth und Vathos zusammengetan, um zu zeigen, wie intelligente Robotik mit KI einfach umgesetzt werden kann. Im Zentrum steht dabei die Vision-Softwarelösung von Vathos, die mittels Auswertung von Punktwolken aus 3D-Sensoren von der KI erlernte Objekte präzise erkennt und dem Roboter die passenden Greifposen übermittelt. Damit können verschiedene Bauteile klassifiziert, präzise gegriffen und sortenrein in jeweils einer Magazinreihe abgelegt werden. Die Software prüft zudem auf Basis der Bilddaten jeden Griff hinsichtlich potentieller Kollisionen mit anderen Bauteilen oder dem Rand der Kiste.
Allerdings muss dazu die KI-Software und die zugrunde liegende Algorithmik auf dem richtigen Fundament stehen: Die Anwendung benötigt beispielsweise ein stabiles, industrietaugliches Betriebssystem, sie muss viele Objekte automatisiert lernen können und sie muss sich Ressourcen über ein Netzwerk optimal teilen können, damit nicht an jedem Roboter eine eigene Workstation mit Bildschirm und Tastatur steht.
Dell Technologies lieferte daher industrietaugliche IT- und Netzwerk-Hardware sowie Methoden, um die Vathos-Software sicher auf Roboter-Anlagen zu verteilen und diese durch die IT verwalten zu lassen. „Insgesamt ist KI in der Robotik damit ein sehr stark IT-getriebenes Thema“, bekräftigt Nicolas March.
Zusammenspiel von IT und Maschinenwelt
Für das Zusammenspiel von IT und Maschinenwelt wiederum sorgt Bosch Rexroth mit seinem industriellen Betriebssystem ctrlX OS, das IT-Applikationen mit der Operational Technology (OT) verbindet und beispielsweise Schnittstellen zwischen Robotern und sonstigen Komponenten einer Anlage bereitstellt.
Mit Mairotec wurde zudem ein Integrator gefunden, der ctrlX OS und die ctrlX Automation für seine Anlagen nutzt und somit die moderne KI-basierte Vision-Lösung von Vathos in seine Zellen integrieren kann. In der Roboterzelle von Mairotec erhalten zwei Kuka-Agilus-Robotern aus dem Vathos-System die Positionen der Werkstücke
Nicolas March: „Die Roboterzelle zeigt, wie moderne Systemintegratoren die neuen Methoden der KI für die Robotik verwenden und dabei in eine stabile Gesamtlösung integrieren. Letztlich besteht das Ziel darin, diese Verfahren in der Praxis leichter anwendbar zu machen und so die Integrationskosten wirksam zu senken und die Prozesssicherheit sehender Roboter zu erhöhen.“
https://www.boschrexroth.com/de/de/
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