FOS-Schülerprojekt: Roboter programmieren in der virtuellen Welt

Die Industrie entwickelt sich ständig weiter – besonders im Bereich Automatisierung und Robotik. Ein spannendes Beispiel ist die Firma ABB, ein führender Hersteller von Industrierobotern. Heute kann man Roboter nicht mehr nur klassisch über einen Bildschirm programmieren, sondern auch mithilfe von „Virtual Reality“ (VR). Das macht die Arbeit nicht nur moderner, sondern auch einfacher und sicherer.

Im Rahmen eines Schulprojekts an der Fachoberschule für Elektrotechnik haben wir, zwei Schüler der 12. Klasse, uns mit genau diesem Thema beschäftigt. Wir wollten folgende Fragen klären: Wie lässt sich ein Industrieroboter von ABB mithilfe einer VR-Brille programmieren? Welche Vorteile bietet diese Methode gegenüber klassischen Programmierverfahren?

Die Firma ABB stellt sogenannte Industrieroboter her, die in vielen Bereichen wie der Autoproduktion, Verpackung oder Montage eingesetzt werden. Diese Roboter arbeiten sehr genau und schnell. Damit sie genau wissen, was sie tun sollen, müssen sie zuerst programmiert werden.

Früher – und häufig auch heute noch – erfolgt(e) die Programmierung von Industrierobotern auf klassischem Weg: mit einem sogenannten „Teach-Pendant“, einer Art Fernbedienung mit Bildschirm, oder über spezielle Software wie „RobotStudio“. Dabei gibt man dem Roboter Bewegungsdaten und Koordinaten vor, also genaue Anweisungen, wie er sich im Raum bewegen soll. Diese Methode ist jedoch oft zeitaufwendig, erfordert technisches Fachwissen und bringt gewisse Risiken mit sich – vor allem, wenn der Roboter im realen Umfeld getestet werden muss.

Durch die Entwicklung von Virtual Reality ist inzwischen ein moderner und innovativer Weg entstanden, um Roboter zu programmieren. ABB bietet die Möglichkeit, Roboter in einer virtuellen Umgebung zu steuern – mithilfe einer VR-Brille, zum Beispiel der „Meta Quest“ oder „HTC Vive“. Eine VR-Brille ist ein Gerät, das man wie eine große Brille aufsetzt und das eine computergenerierte 3D-Welt anzeigt, in der man sich bewegen und mit virtuellen Objekten interagieren kann.

Die Programmierung mit VR funktioniert dabei in mehreren Schritten: Zuerst setzt man die VR-Brille auf und taucht in eine virtuelle Werkstatt oder Fabrik ein. Dort kann man den virtuellen Roboter sehen, mit den Controllern „anfassen“ und bewegen. Diese Bewegungen werden automatisch gespeichert und in ein Roboterprogramm umgewandelt. Anschließend lässt sich das Verhalten des Roboters direkt in der virtuellen Umgebung testen – ganz ohne Unfallgefahr. Wenn alles passt, wird das fertige Programm auf den echten ABB-Roboter übertragen.

Die Vorteile dieser Methode liegen auf der Hand: Sie ist sicher, da es keine Gefahr für Mensch oder Maschine gibt. Sie ist intuitiv, sodass auch Einsteiger schneller lernen können. Bewegungen lassen sich direkt vormachen, was den Prozess beschleunigt. Es kommt zu keinen Maschinenstillständen, weil alles virtuell abläuft. Außerdem können mehrere Personen gleichzeitig in der virtuellen Umgebung arbeiten, was die Teamarbeit verbessert.

Die Programmierung von ABB-Robotern mit VR-Brillen ist ein großer Schritt in Richtung Zukunft der Industrie. Sie macht die Arbeit mit Robotern sicherer, einfacher und moderner. Besonders für Ausbildung und Planung in der Industrie 4.0 bietet diese Technologie viele neue Möglichkeiten. Vielleicht wird es in Zukunft sogar möglich sein, Roboter komplett ohne Programmiercode zu steuern – allein durch Gesten und natürliche Bewegung in der virtuellen Realität.

(Projektbericht von Florian und Leo, Klasse: 12B FOS