Können Sie ROS bitte kurz erläutern?

Was uns auszeichnet, ist die nahtlose ROS-Integration des Roboters. Redaktion IEE

„Was uns auszeichnet, ist die nahtlose ROS-Integration des Roboters.“ Daniel Baković, Senior Manager für Steuerungstechnologie und Mechatronische Systeme in der Entwicklung bei Pilz Redaktion IEE

Daniel Baković: ROS ist ein Open-Source Robotic Framework mit vielen Funktionalitäten und einer guten Infrastruktur. Es ermöglicht uns eine einfache Integration von komplexer Sensorik, wie 3D-Kameras, Laserscannern uva. Was ROS auszeichnet ist die Modularität, denn Anwender können einzelne Komponenten sehr einfach austauschen. Wenn ich beispielsweise eine Applikation mit dem Pilz Manipulator realisiert habe und er – warum auch immer – nicht mehr passt, dann kann ich ihn einfach ersetzen und die Applikation bleibt die gleiche.

Welche Funktionen sind bereits in ROS abgebildet?

Daniel Baković: ROS war ursprünglich nicht für den industriellen Einsatz gedacht, deshalb waren industrielle Anwendungen auch nicht so leicht realisierbar. Wenn Sie etwa mit ROS versuchen, einen Kleber entlang einer Kante aufzutragen, wird es nicht von Haus aus funktionieren. ROS hat seine Stärken in dynamischen Umgebungen, beispielsweise beim Navigieren von FTS, Kollisionsvermeidung oder Greifen von Objekten. Wir möchten ROS aber auch im industriellen Umfeld einsetzen und haben daher drei Pakete realisiert, die wir nach und nach der ROS-Community als Open-Source-Software zur Verfügung stellen werden.

Damit unser Manipulatormodul in ROS visualisiert und bewegt werden kann, bieten wir mit dem Paket „pilz_robots“ das kinematische Modell des Manipulators und ein MoveIt!-Plugin für die inverse Kinematik an.

ROS im DETAIL

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Pilz

Weitere Informationen zu ROS finden Sie hier.

Das zweite Paket stellt Industrie-Fahrbefehle zur Verfügung. Wir haben die Bahnplanung erweitert, sodass wir auch Industrie-relevante Fahrbefehle, wie PTP (Point-To-Point), LIN (Linear), CIRC (Circular), REL (Relative) und BLEND (Blending) als MoveIt!-Plugins realisieren können. Mit diesem Paket kann der Anwender sehr einfach auf bereits bekannte Fahrbefehle aus der industriellen Robotik zurückgreifen.

Und das dritte Paket?

Daniel Baković: Um die Programmierung in ROS zu vereinfachen, haben wir eine Programmierschnittstelle (API) auf Basis der beliebten Programmiersprache Python bereitgestellt. Dadurch können Applikationen einfach mit Python realisiert werden.

In Zukunft planen wir die Integration von weiteren Pilz-Produkten in ROS. So soll der Anwender in der Lage sein, direkt von ROS aus mit unseren Steuerungen (PSS 4000 oder PNOZmulti), dem sicheren Kamerasystem SafetyEYE, der dynamischen Schaltmatte PSENmat oder dem Sicherheits-Laserscanner PSENscan zu kommunizieren.

Uns ist der Aspekt der Modularität wichtig.

Uns ist der Aspekt der Modularität wichtig. Redaktion IEE

Bernd Müller: Diese Anforderungen, also die gesamte Applikation in ROS umsetzen zu können, hören wir immer wieder in Kundengesprächen. Der Kunde muss dann keine Zeit aufwenden, sich dies selbst zu erarbeiten.

Für welche Applikationsszenarien reicht die Performance von ROS?

Daniel Baković: Mit unseren ROS Modulen können aus meiner Sicht alle Applikationen realisiert werden bei denen man keine harte Echtzeitanforderungen hat, angefangen von Pick-and-Place über Palettieren, Polieren bis hin zum Schweißen. Zudem hat ROS dort viele Vorteile, wo komplexe Sensorik benötigt wird oder wo man sich in dynamischer Umgebung befindet, die eine adaptive Bahnplanung erfordert. Mit ROS haben wir aktuell noch kein echtzeitfähiges System, was bisher nicht relevant ist, weil die meisten Applikationen im Service-Robotik-Bereich keine Echtzeit erfordern.

Warum setzen Sie auf ROS, obwohl es erst noch für die Industrie angepasst werden musste?

Daniel Baković: ROS gibt es ja schon seit 10 Jahren und wir fingen circa 2011 damit an, ROS zu verfolgen. Wir haben schnell erkannt, dass sehr viel Potenzial dahintersteckt. Ein Systemintegrator hat es mit dem Framework beispielsweise einfacher, Komponenten zu integrieren und Applikationen umzusetzen – unabhängig vom Komponentenhersteller. Zudem macht es uns das Leben leichter, wenn wir standardisierte Komponenten nutzen. Wir haben auch registriert, dass ROS immer mehr im industriellen Umfeld eingesetzt wird, aktuell noch vorwiegend in FTS.

Andere Roboterhersteller verwenden auch ROS?

Daniel Baković: Ja, aber wir verfolgen bei der Integration einen anderen Ansatz, der auf Offenheit setzt und sich dadurch von anderen Herstellern unterscheidet. Da wir CANopen zur Ansteuerung des Roboters nutzen, bieten wir ein offenes System. Das heißt, Sie benötigen nicht zwingend eine Pilz Steuerung, um den Roboter zu betreiben, denn Sie können dafür jeden ROS-PC nehmen. Bei vielen anderen müssen Sie die herstellerspezifische Steuerung verwenden, an der sich ROS andockt.

Sehen Sie auch Schwächen bei ROS?

Daniel Baković: ROS besteht aus vielen Paketen in unterschiedlicher Qualität. Das heißt, es existieren Pakte, die hohe Qualitätsstandards erfüllen, und es gibt auch Pakete, die nicht dokumentiert und ungetestet sind. Diese funktionieren zwar, erfüllen aber nicht unsere Qualitätsstandards. Diese Mischung macht es schwer, herauszufinden, welche Pakete ich für Applikationen zulasse, um meinen hohen Qualitätsstandard zu halten.

Wie ROS und Safety zusammenpassen

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