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12.11.1982 - 

Bis zum "Homo roboticus" ist es noch ein langer Weg:

Beim Drehen kommt der Robbi noch ins Schleudern

MÜNCHEN (CW) - Es gibt eine große Anzahl unterschiedlicher Statistiken über den Einsatz von Robotern in den Fabriken der fahrenden Industrieländer. Die Unterschiede sind hauptsächlich dadurch begründet, daß der Begriff Roboter unterschiedlich festgelegt wird. Weder existiert heute eine allgemeingültige Definition, die den Roboter beschreibt, noch gibt es eine Abgrenzung gegenüber anderen progammierbaren Automaten, die komplexe Handhabungsfunktionen unter Sensoranweisung durchführen.

Die wesentlichen Kriterien für die Definition von Robotern im deutschen Sprachgebrauch wurden in dem Richtlinienentwurf VDI 2860 "Handhabungsfunktionen, Handhabungseinrichtungen, Begriffe, Definitionen, Symbole" niedergelegt. Danach sind Industrieroboter universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen oder Winkeln frei programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- oder andere Fertigungsaufgaben ausführen.

Die anschließend diskutierten Zahlen über Roboter müssen mit Vorsicht betrachtet werden, da bei der Erfassung der Daten der Begriff "Roboter" nach der obigen Definition vor allem in den USA und Japan nicht einheitlich gehandhabt wird.

Pick and Place

Gegenwärtig gibt es in der Welt etwa 20 000 Roboter, von denen rund 50 Prozent in Japan und 27 Prozent in den USA installiert sind. In der Bundesrepublik arbeiten etwa 2600 Einheiten. Das nächste Land in der Rangliste ist Schweden mit etwa 1500 Robotern. Pro Kopf der Bevölkerung arbeiten dort die meisten Geräte. Die Mehrzahl der gegenwärtig installierten Roboter finden an Nahtstellen von Fertigungseinrichtungen ihren Einsatz und führen dort sehr einfache Handhabungsarbeiten durch. Ihre Aufgabe ist das Einlegen, Wenden, Umsetzen, Halten, Herausnehmen und Ablegen von Werkstücken. Sie werden im englischen Sprachgebrauch als "Pick-and-Place"-Geräte bezeichnet. Hier bewegt sich der Roboterarm nach einem fest vorgegebenen Ablaufprogramm, das bei einfachen Geräten durch umständliches Programmieren eingegeben werden muß. Die Programmierfähigkeiten und damit die Flexibilität des Gerätes wird kaum ausgenutzt, intelligente Sensoren werden selten benötigt.

In der Fertigung von Kunststoffteilen gibt es schon sehr brauchbare Lösungen, bei denen fahrbare Roboter Maschinengruppen bedienen und bei denen durch die Maschinenauswahl, die Anordnung des Roboters und Spezialvorrichtungen eine optimale Maschinenbelegung erreicht wird.

Ein anderer großer Anwendungsbereich betrifft den Einsatz von Robotern zum Schweißen und Farbspritzen. In beiden Fällen wird dem Roboter die Folge der auszuführenden Arbeitsabläufe vorgegeben. Beim Punktschweißen wird die zu bearbeitende Karosserie zunächst erkannt und danach in den Speicher der Robotersteuerung das zugehörige Arbeitsprogramm geladen. Beim nachfolgenden Schweißprozeß befindet sich das Werkstück in der Ruhelage. "Intelligente" Sensoren werden auch hier in der Regel nicht verwendet. Eine Weiterentwicklung dieses Schweißverfahrens erreicht man durch Einsatz von mehreren Robotern an einer Fertigungsstraße.

Hierbei werden den einzelnen Geräten verschiedene Aufgaben zugeordnet (Arbeitsteilung). Das Umprogrammieren der Schweißanlage bei unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Karosseriemodellen ist auch hier, nach der automatischen Erkennung eines neuen Modells, im Bruchteil einer Sekunde möglich.

Sekundenschneller Arbeitstakt

Vereinzelt werden Roboter auch schon zur Montage von einfachen Werkstücken oder Maschinenteilen verwendet. Vor einigen Jahren versuchte Kawasaki (Japan) in einem größeren Forschungsvorhaben 20 verschiedene Modelle kleiner Verbrennungsmotoren mit Hilfe von mehreren Robotern an einem Montageband zu montieren. Die bei diesem Montagesystem gesammelten Erfahrungen zeigten allerdings, daß aufgrund der damals erreichbaren Taktzeiten der Einsatz der Geräte wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen war. Mehr Erfolg hatte ein Versuch, der im Draper Laboratory (USA) vorgenommen wurde, und bei dem mit einem Montagesystem eine Automobillichtmaschine in einer Zeitspanne von 42 Sekunden montiert werden konnte. Hierzu diente ein Roboter mit sechs verschiedenen Werkzeugen bei insgesamt acht Werkzeugwechseln. Die Einzelteile wurden zur Montage in relativ aufwendigen Zuführungsvorrichtungen, geleitet. Es zeigte sich, daß der konventionelle Montageablauf beim Zusammenfügen einer Lichtmaschine geändert werden mußte, um die Montage für den Roboter möglichst einfach zu gestalten. Auch bei diesen Montageversuchen gelangten keine "intelligenten" Sensoren zur Anwendung. Sie ließen jedoch deutlich erkennen, daß solche Sensoren und bessere Regelsysteme eine Voraussetzung für automatische Montagesysteme sind.

Besonders interessant sind Vorhersagen über die Zuwachsraten von installierten Robotern für die nächsten zehn Jahre: Demnach dürften nach jetzigen pessimistischen Schätzungen dort im Jahre 1990 etwa 23 000 Roboter eingesetzt werden. Nach inoffiziellen Angaben sollen die amerikanischen Rechnerhersteller für den lukrativen Robotermarkt sehr intelligente, rechnergesteuerte Geräte, die besonders für die Montage geeignet sind, entwickeln. Gelingt dies, so werden bis zum Jahr 1990 etwa 200 000 Roboter hergestellt werden. In Bild 1 sind verschiedene Aufgaben von Industrierobotern aufgezählt. Sie lassen sich in Bearbeiten, Handhaben und Montieren klassifizieren. Für die Funktionen Bearbeiten und Handhaben werden je nach Komplexität der Aufgabe Roboter mit unterschiedlichen Fähigkeiten eingesetzt. Für die Montage werden höchste Flexibilität und intelligente Sensoren gefordert. Die gegenwärtigen Montageroboter sind in der Regel universelle Handhabungsgeräte, die für Beschickungsarbeiten entwickelt wurden.

In Zukunft müssen diese Geräte besser montagegerecht ausgelegt werden, da sie nicht nur für abgegrenzte Insellösungen, sondern auch als Bestandteil von integrierten Gesamtkonzepten zum Einsatz kommen.

Sensorsteuerung noch Zukunftsmusik

Die meisten Montageaufgaben, die in einer industriellen Fertigung gelöst werden müssen, sind sehr komplex und erfordern Roboter mit fortschrittlichen Sensor- und Regelsystemen. Heute verfügbare Roboter eignen sich nur für einfache Montagearbeiten. Selbst für die in naher Zukunft geplanten Montagebänder sollen zuverlässige Sensor- und Regelsysteme noch nicht zur Verfügung stehen. In den USA liegen die Ergebnisse von mehreren Studien vor, in denen versucht wird, die zukünftige Entwicklung des Robotermarktes abzuschätzen.

Von besonderem Interesse sind die Programmiereigenschaften zukünftiger Roboter. Um Montageaufgaben allgemein beschreiben zu können, muß eine höhere Programmiersprache vorhanden sein, die auch ein Mitverarbeiten von Sensorsignalen ermöglicht. Man schätzt, daß bei mehr als 50 Prozent aller Roboter Offline-Programmierung verwendet wird. Eine besondere Bedeutung haben auch die für die allgemeine Montage benötigten komplexen Kraft-, Näherungs- und Sichtsensoren.

Beim Entwurf eines Produktes wird der Montageablauf in der Fertigung wesentlich vom Konstrukteur festgelegt. Dabei wird die Fähigkeit der menschlichen Hand und des Armes vorausgesetzt, mit denen sich sehr schwierige Montageoperationen beherrschen lassen. Nur selten werden heute zu montierende Objekte robotergerecht konstruiert. Dies aber ist unbedingt erforderlich, wenn der Einsatz automatischer Montagesysteme erfolgreich sein soll. Sehr viele der heute üblichen Montageoperationen lassen sich mit Robotern praktisch überhaupt nicht oder nur nach dem Überwinden erheblicher Schwierigkeiten beherrschen; außerdem erfordern sie oft einen beträchtlichen Kostenaufwand.

Wird ein Produkt entworfen, das automatisch mit Robotern montiert werden soll, dann sind folgende Gesichtspunkte sorgfältig zu beachten:

- Art der Montagevorgänge,

- Vorgeben von exakten Teilepassungen,

- Festlegung des Montageablaufs,

- Entwurf des Montagesystems und

- wirtschaftliche Rechtfertigung.

Die Montage eines Produktes erfordert üblicherweise viele voneinander verschiedene Operationen. Ist die Häufigkeit der auftretenden Operationen bekannt, lassen sich Fügeoperationen klassifizieren. Diesbezügliche Untersuchungen an einem vorgegebenen Produktspektrum mit unterschiedlichen Teilen und Größen ergaben, daß das Einfügen eines Stiftes und das Verbinden durch Verschrauben die häufigsten Operationen sind. Untersucht wurde auch die Anzahl der Freiheitsgrade, die man bei der Montage von Produkten beherrschen muß.

Damit ist auch die Anzahl der benötigten Achsen eines Roboters bestimmt. Ein Konstrukteur sollte seltene Montagevorgänge durch solche ersetzen, die häufiger vorkommen und außerdem versuchen, die bei der Montage benötigten Freiheitsgrade zu minimieren, damit die Fertigungsaufgaben mit möglichst einfachen Montagesystemen gelöst werden können. Bei der Montage von komplexeren Teilen ist darauf zu achten, daß der Roboter die Komponenten nach Möglichkeit im Stapelverfahren zusammenfügt. Umdrehoperationen während der Montage sollen möglichst vermieden werden. Weiterhin sollten Vor- und Untermontagen und Vorrichtungen auf ein Minimum beschränkt werden.

Es wäre wünschenswert, dem Konstrukteur ein Verfahren zu geben, mit dem es möglich ist, automatisch aus den Zeichnungsunterlagen die optimale Folge der Montageoperationen zu bestimmen und diese dann als Anweisungen an das Robotersystem zu übertragen. Hier wurde eine Untersuchung vorgenommen, mit Hilfe von MTS (Methods Time Measurement) Verfahren und Werkzeugen der Graphentheorie und der linearen Programmierung ein Montageanleitprogramm zu konzipieren. Die MTS-Verfahren ließen sich nicht direkt anwenden, da das dynamische Verhalten des allgemein schweren Roboterarms - zum Beispiel beim Anfahren von Koordinatenpunkten - mit zu berücksichtigen ist. Es wurde ein RTM (Robot Time and Motion) Verfahren entwickelt, das diese Probleme automatisch korrigiert.

Die Operation beim Einfügen von runden oder viereckigen Stiften oder bei Schraubverbindungen wurde von vielen Forschern näher untersucht; sie identifizieren dabei wichtige Parameter, die bei der Konstruktion eines Produktes zu beachten sind. Ein Stift muß entlang eines vorgegebenen Bewegungsraums in ein Loch eingeführt werden, damit er nicht verklemmt. Bei sehr engen Passungen bereitet das Beherrschen dieser Aufgabe mit einem Roboter beträchtliche Schwierigkeiten. Der Konstrukteur müßte beim Entwurf eines zu montierenden Produktes für jede Einfügeaufgabe die Toleranzen der Passungen mitberücksichtigen und außerdem die beim Positionieren eines Montagesystems auftretenden Fehler kennen. Dies kann im allgemeinen nicht vorausgesetzt werden. Deshalb versucht man, die hiermit zusammenhängenden Probleme dadurch zu lösen, daß beim Einfügen von Stiften der Arm eines Roboters kreisförmig bewegt oder mit einem Spezialwerkzeug ausgerüstet wird. Beim Verwenden dieses Werkzeugs, das sich durch seine Nachgiebigkeit (Compliance) auszeichnet und für Montageaufgaben entworfen wurde, müssen die Kanten des Fügeloches abgeschrägt sein, oder der Roboter muß mit dem schräg gehaltenen Fügestift das Loch anfahren und abtasten und dann den Stift zum Einführen senkrecht aufrichten. Für den letzteren Vorgang ist ein kompliziertes Sensorsystem notwendig.

Nach Abschluß der Konstruktion zu montierender Einzelteile muß ein aufgabenangepaßtes Montagesystem entworfen werden. Besonders wichtig sind die Stückzahl der herzustellenden Teile, die Art der zu verwendenden Roboter sowie die Zubringe- und Haltevorrichtungen für Teile, der Anteil der Handmontage und so weiter. Im Prinzip ist es möglich, für das Layout eines Montagesystems ein entsprechendes Simulationsprogramm zu benutzen.

Hierbei werden zwei verschiedene Grunddateien benötigt, und zwar eine Datei für die Beschreibung der vorhandenen Technologien und eine Datei für die Beschreibung der Montage- und Prüfoperationen bei einer bestimmten Montageaufgabe. Das Hauptprogramm greift auf diese Dateien zu und generiert Daten, die sich auf Anschaffungs- und Betriebskosten, Geschwindigkeit, Fertigzeiten oder Tragekapazitäten beziehen. Dem System müssen als Parameter Teilegröße, Gewicht, Länge und Richtung von Montagebewegungen, Teilepassungen, jährliche Produktionsrate vorgegeben werden.

Universalroboter sind zu teuer

Ein Roboter besteht aus einer Anzahl von Teilesystemen, die sorgfältig aufeinander abgestimmt werden müssen, um hohe Flexibilität und Montagegeschwindigkeiten zu gewährleisten. Da Montagearbeiten sehr vielseitig sind, liegt es nahe, entweder Universalgeräte zu entwickeln oder Roboter für bestimmte Aufgabenklassen zu konzipieren. Die Konstrukteure werden den zweiten Lösungsweg einschlagen, da Universalgeräte sehr aufwendig und teuer sind. Die wichtigsten Teilsysteme für einen Montageroboter sind:

- Kinematik,

- Antrieb,

- Effektoren,

- Steuerung,

- Sensoren,

- Programmierung und

- Rechner.

Für einfache Aufgaben mit hoher Genauigkeit eignen sich Manipulatoren, die im kartesischen Arbeitsraum arbeiten. Oft sind dazu nur vier Freiheitsgrade notwendig. Wird in beliebiger Lage montiert, ist ein kugelförmiger Arbeitsraum von Vorteil, dabei müssen mindestens sechs Freiheitsgrade zur Verfügung stehen. Viele Komponenten der heute schon vorhandenen Handhabungsgeräte werden auch beim Montageroboter Verwendung finden. Erforderlich sind eine hohe Steifigkeit der Arme und Gelenke, um eine gute Positionsgenauigkeit der Geräte zu gewährleisten. Da die Montage schnelles Arbeiten erfordert, muß die Masse der Armkomponenten klein gehalten werden.

Der Rechneraufwand für die Festlegung der Trajektorien der einzelnen Gelenke hängt von der Konstruktion der Roboter ab. Aus diesem Grund muß die Gestaltung des Roboters so gewählt werden, daß zum Durchlaufen eines Arbeitszyklus effiziente Steueralgorithmen konzipiert werden können.

Roboter werden pneumatisch, hydraulisch und elektrisch angetrieben. Die meisten Geräte verwenden teure Elektromotoren, wobei der Scheibenläufermotor wegen seines besonders günstigen Leistungsverahaltens bevorzugt wird. Es ist für jedes Gelenk ein eigener Antrieb erforderlich, meistens sind dabei noch Untersetzungsgetriebe notwendig. Um die Kosten der Gelenkantriebe zu reduzieren, wird gegenwärtig mit billigen pneumatischen Antrieben und Samarium-Kobalt-Motoren experimentiert, die direkt in der Gelenkachse untergebracht werden können. Sie übertragen hohe Drehmomente und benötigen somit kein Untersetzungsgetriebe.

Pneumatik, Hydraulik, Elektrik

Mit Hilfe des Effektors soll der Roboter seine vorgeschriebene Montageaufgabe durchführen. Da die in der Praxis zu montierenden Objekt die Arbeitsplätze und Arbeitsabläufe aber, sehr unterschiedlich sind, ist es notwendig, beinahe für jede Anwendung die Konstruktion des Effektors neu zu überdenken. Grundsätzlich kann man hier zwei Wege beschreiten: Entweder werden Universalwerkzeuge konzipiert oder der Roboter erhält zur Lösung jeder Aufgabe oder Aufgabenklasse spezielle Effektoren. Weiterhin kann der Effektor selber als Werkzeug verwendet oder als Werkzeughalter dienen. Bisher sind große Anstrengungen unternommen worden, universelle und so gar anpassungsfähige Effektoren zu entwickeln. Sie scheiterten jedoch in der Regel an der Komplexität und den damit verbundenen Kosten solcher Montagewerkzeuge. Ein praktischerer und billigerer Weg ist die Verwendung von Spezialwerkzeugen, die mit Hilfe automatischer Werkzeugwechsler vom Roboter ausgewählt werden können. Jedoch ergibt sich hier das Problem, daß der Werkzeugwechsel Zeit beansprucht und damit den Montagezyklus verlängert.

Sind komplexere Montageaufgaben durchzuführen, ist es notwendig, den Roboter durch äußere Sensoren Informationen über die momentane Lage der Teile und des zu montierenden Objektes zuzuführen. Signale die Statusinformationen über die Arbeitswelt des Roboters mitteilen werden vom Rechner zur Bestimmung von neuen Steuerstrategie ausgewertet. Als äußere Meßwertgeber werden sowohl solche verwendet, die direkten Kontakt mit dem Objekt haben (wie Kräfte, Momente und Berührungssensoren), als auch solche die berührungslos arbeiten (Fernsehkameras, Diodenarrays, Infrarot- und Ultraschallsensoren).

Die Steuerung des Roboters ist für die Überwachung des Ablaufes des Anwenderprogrammes verantwortlich, dabei müssen statische und dynamische Daten verarbeitet werden. Bei neuen Steuerkonzepten ist es üblich, die Aufgaben auf mehrere Mikroprozessoren zu verteilen, die sonst das Steuersystem Zeitproblem bekommt und zu groß und unübersichtlich wird. Über die Trajektorienplanung wird aus den Angaben des Programmierers die Bewegungsbahn des Effektors erzeugt. Die verwendeten Strategien zur Generierung de Bahnkurve hängen von den Fähigkeiten des verwendeten Steuersystems ab.

Für Montageaufgaben werden unterschiedliche Sensoren benötigt. Bild 2 zeigt eine Montagehand, die am Institut für Informatik III entwickelt wurde. Vor dem Ergreifen eines Teils muß dieses zuerst erkannt werden, daraufhin wird der Roboterarm im Eilgang zur Greifposition gebracht. Ein Näherungssensor meldet die Nähe des Objektes, die Steuerung schaltet dann auf langsame Positioniergeschwindigkeit um und weist den Effektor an, in Greifposition zu verharren. Daraufhin schließen sich die Finger, die mittels Infrarotsensoren die Lage des Objekte erkennen und den Greifvorgang überwachen. Der Greifdruck wird über einen Greifkraftsensor gesteuert, ebenfalls wird die Fingerposition des Effektors überprüft. Der taktile Sensor erkennt die Aufnahme des Objektes und sendet dem Rechner ein Fehlersignal zu, falls das Objekt aus den Fingern rutscht. In Montageposition wird die Fügeoperation unter Anleitung des Sichtsystems und mit Hilfe von Kraft- und Momentsensoren gesteuert.

Mikroprozessor-Steuerung

Viele beschriebene Sensoren haben einen eigenen Mikroprozessor, der die Meßdaten aufarbeitet und eventuell einfache Entscheidungen trifft. Das Sichtsystem erfordert umfangreiche Bildauswertoperationen und ist der komplexeste Sensor in der Steuerung. Gegenwärtig wird versucht, leistungsstarke und dennoch kostengünstige Sichtsysteme zu entwickeln, die für programmierbare Fertigungssysteme geeignet sind. Die Entwicklung von binären Erkennungssystemen für die Qualitätskontrolle, die Position- und Drehlagenerkennung von einfachen Teilen ist heute schon weit fortgeschritten. Hier gibt es eine Reihe von kostengünstigen Erkennungsverfahren, die Projektionen von Teilen identifizieren können. Alle diese Verfahren versuchen bestimmte Merkmale eines Werkstückes, wie Anzahl der Schnittpunkte der Objektperipherie mit Abtastlinien, Schwerpunkt, Umfang, kleinster und größter Durchmesser, Anzahl von Löchern oder Ecken zu ermitteln und aus dieser gewonnenen Information das Werkstück zu identifizieren. Bei einigen Systemen können markante Merkmale spezifiziert werden, nach denen gesucht werden soll, während andere, schnellere Systeme jedes Bild nach dem gleichen Verfahren auswerten. Die Merkmale eines Objektes müssen dem auswertenden Rechner bekannt sein, sie werden bei den verschieden entwickelten Verfahren durch unterschiedlich Einlernmethoden in den Rechner eingegeben. Die Erkennungssysteme verwenden entweder eine Fernseh- oder Photodiodenkamera.

Teileerkennung in Grauwerten

Ursprünglich wurde die Bildauswertung hauptsächlich mit Software durchgeführt. Diese Methode ist je doch sehr langsam und führte zu Entwicklung von hybriden Auswertsystemen, bei der ein Teil der Bildauswertung mit Software und ein Teil mit Hardware durchgeführt wird. Dabei wurden Systeme entwickelt, die Objekterkennung, Schwerpunkt- und Drehlagenbestimmung in 150 Millisekunden durchführen können.

Für die meisten industriellen Erkennungsprobleme ist jedoch die Auswertung von Grauwertbildern notwendig. Die binären Erkennungsverfahren eignen sich in der Regel nicht für detaillierte Aufgaben der Qualitätskontrolle und für das Erkennen von komplexen Teilen.

Es wurden bis heute, schon eine große Anzahl von Verfahren zur Auswertung von Grauwertbildern erforscht. Auf diesem Gebiet sind noch große Forschungsanstrengungen notwendig, um kostengünstige Verfahren zu entwickeln.

Eine besondere Eigenschaft des Roboters ist seine Programmierbarkeit.

Durch ein Anwenderprogramm kann er an seine Aufgabe angepaßt

werden. Während der verschiedenen Entwicklungsstadien des Roboters sind unterschiedliche Programmiermethoden entstanden. Je nach der Komplexität der Aufgabe lassen sich folgende Verfahren verwenden:

- manuelle Programmierung,

- Play-Back-Verfahren,

- Teach-in-Verfahren,

- textuelle Programmierung.

Zur Programmierung von komplexen Montageaufgaben und bei der Verwendung von Sichtsystemen oder anderen intelligenten Sensoren sind textuelle Programmierverfahren notwendig. Programmiersprachen werden mit sehr unterschiedlichen Fähigkeiten von verschiedenen Roboterherstellern angeboten, die spezifisch für ihre Geräte konzipiert sind. Die Lage von Objekten wird mit Hilfe von Frames Weltkoordinaten beschrieben. Anweisungen an den Roboter beziehen sich auf diese Weltkoordinaten. Die Umrechnung von Weltkoordinaten in Gelenkkoordinaten wird von der Systemsoftware durchgeführt.

Beim KAMAS-System, einer Entwicklung des Instituts für Informatik III, handelt es sich um eine aufgabenorientierte Programmierung, die AL (Assembly Language) als Zielsprache verwendet. Die Programmierung erfolgt mit Hilfe einer anwenderorientierten Sprache, die keine Informatikkenntnisse verlangt. Der eingegebene Text wird zunächst auf syntaktische Korrektheit untersucht und in ein Generiermodul, der AL-Anweisungen erzeugt, eingegeben. Gleichzeitig muß der Programmierer eine Objekt- und Arbeitsplatzbeschreibung anfertigen, die ein Geometrieprozessor verarbeitet und an ein Umweltmodell weiterleitet. Die Eingabe dieser Information kann auch direkt über eine Schnittstelle zu einem CAD-Arbeitsplatz erfolgen. Die Information des Umweltmodells wird zur Generierung von einzelnen Bewegungspunkten ausgewertet. Der Anwender kann zusätzliche Eingaben oder Änderungen im Dialog mit dem Rechner durchführen. Hier können auch Plausibilitätskontrollen durchgeführt werden. Der AL-Compiler erzeugt den Code für den AL-Interpreter, durch den der Roboter gesteuert wird. Dieser Code kann in ein Simulationsprogramm eingegeben werden, das die Roboterbewegungen berechnet und graphisch an einen Bildschirm weitergibt (Bild 3). Änderungen in der Handhabungsszene werden durch Sensoren erfaßt und über eine Sensordatenvorverarbeitung dem Umweltmodell und AL-Interpreter mitgeteilt. Dadurch lassen sich zum Beispiel Verschiebungen von Werkstücken automatisch korrigieren. Über ein Sichtsystem sind Kollisionsüberwachungen möglich.

Schnittstelle zu CAD

Aufbauend auf diesem Programmiersystem ist es möglich, dem Roboter ein begrenztes Entscheidungsvermögen zu verleihen. Hierfür ist es notwendig, ein Expertensystem zu konzipieren, das in der Lage ist, vorgegebene Montageanweisungen zu analysieren und aus gespeicherten Montagegrundfunktionen selbständig den besten Montageablauf zu wählen. Weiterhin kann ein solches System eine gewisse Lernfähigkeit besitzen und aus schon durchgeführten Montageabläufen adaptiv Erfahrung sammeln. Es wird möglich sein, mit mehreren Armen die Montage zu koordinieren und Kollisionsüberprüfungen durchzufahren. Solche Expertensysteme benötigen jedoch schnelle Rechner und große Speicher. Es ist zu erwarten, daß in der näheren Zukunft solche kostengünstigen Rechner entwickelt werden.