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Wie programmiert man Industrieroboter ohne Programmierkenntnisse?

 

Programmieren No Code

Einführung

Seit Jahrzehnten ist die industrielle Automatisierung ein komplexes Thema. Roboterautomation verspricht schon lange Produktivitäts- und Effizienzsteigerungen. Der Weg dorthin war aber alles andere als einfach.
Wenn Sie sich jemals gefragt haben, "Warum sind Roboter so teuer ?", oder sich die technischen Hürden der Automatisierung unüberwindbar angehört haben: Sie sind nicht allein. Die herkömmliche Programmierung von Robotern erforderte spezielles Fachwissen, langwierige Schulungen und erhebliche Vorabinvestitionen - dies machte die Automatisierung für viele kleine und mittlere Unternehmen schlicht unmöglich.
Aber die Landschaft der Industrierobotik verändert sich. Moderne Ansätze in der Robotik und Programmierung überwinden diese Hürden und machen die Automatisierung für Unternehmen jeder Größe zugänglich. Jetzt stellt sich nicht mehr die Frage, ob Automatisierung für Ihr Unternehmen möglich ist. Sondern wie schnell Sie sie umsetzen können.
Dieser Leitfaden befasst sich mit der Entwicklung der Roboterprogrammierung - von den komplexen, von Experten abhängigen Systemen der Vergangenheit zu den intuitiven, KI-gesteuerten Plattformen von heute, die jeder nutzen kann. Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit der richtigen Software und den richtigen Betriebssystemen die Automatisierung von einer komplexen Expertenaufgabe zu einem unkomplizierten, für jedes Unternehmen nutzbaren Prozess machen können.

Wie Roboterprogrammierung früher funktionierte

Die Ära der expertenabhängigen Automatisierung

Die traditionelle Roboterprogrammierung war bekanntermaßen sehr komplex und erforderte Fachwissen, das sich erst nach Jahren entwickeln konnte. Das Verständnis scheinbar einfacher Fragen - "Wie funktioniert eine SPS?" (speicherprogrammierbare Steuerung) - war erst der Anfang. Diese Systeme zu beherrschen erforderte Kenntnisse in mehreren Programmiersprachen, Steuerungstheorie und komplexer Systemintegration.
Während des Großteils der Ära der Industrierobotik bedeutete die Programmierung von Robotern das Schreiben langer Textcode-Blöcke. Die Ingenieure mussten jede Bewegung, jede Koordinate und jede Interaktion mit chirurgischer Präzision festlegen. Ein einziger falscher Befehl konnte zu kostspieligen Fehlern, beschädigten Anlagen und Produktionsverzögerungen führen.

Programmieren

Das SPS-Problem: Komplexität auf jeder Ebene

Die klassische SPS-Programmierung bildete jahrzehntelang das Rückgrat der industriellen Automatisierung. Diese Steuerungssysteme koordinierten Maschinen, Sensoren und Roboter über Produktionslinien hinweg; allerdings zu einem erheblichen Preis in Bezug auf Komplexität und Flexibilität. Selbst kleinere Anpassungen an automatisierten Prozessen erforderten den Einsatz von Spezialisten.

Wie lange dauert es, die SPS-Programmierung zu erlernen?

In der Regel mehrere Monate bis hin zu mehreren Jahren, abhängig von der Komplexität der beteiligten Systeme. Diese langen Zeiträume führen zu erheblichen Engpässen in der Produktion: Produktionsänderungen, die eigentlich nur Stunden dauern sollten, nehmen stattdessen Tage oder Wochen in Anspruch - da die Unternehmen auf das Eingreifen von Experten warten müssen. Unternehmen sind von einer geringen und auch noch schrumpfenden Zahl von SPS-Experten abhängig, die für ihre Dienste hohe Preise verlangen können. Für viele Unternehmen ist die Automatisierung aufgrund dieser Abhängigkeit wirtschaftlich nicht machbar.

 

Große Akteure

Als die Robotik nur den Großen vorbehalten war

 

Im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert war die Industrierobotik praktisch ausschließlich den großen Hersteller vorbehalten, allen voran der Automobilindustrie.
Diese Unternehmen verfügten über die nötigen Ressourcen, um:

  • eigene Teams von Roboterexperten zu beschäftigen
  • hunderttausende Euros in hochentwickelte Robotersysteme zu investieren
  • langwierige Implementierungszeiträume von Monaten oder Jahren in Kauf zu nehmen
  • die laufenden Kosten für spezielle Wartung und Neuprogrammierung zu stemmen

Darüber hinaus waren die großen Hersteller überzeugt davon, dass ein Produkt millionenfach produziert und verkauft werden würde. Hohe Vorabinvestitionen in die Automatisierung und die erforderlichen Ressourcen waren somit leichter zu rechtfertigen.

Für kleinere Unternehmen war die Situation schwieriger. Da sie nicht über eigenes Robotik-Know-how verfügten, mussten sie mit Systemintegratoren zusammenarbeiten - Spezialisten von Drittanbietern, die Automatisierungslösungen konzipieren, programmieren und installieren.

Obwohl Integratoren ihre zentrale Funktion erfüllten, brachte dieses Modell erhebliche Nachteile:
  • Hohe Kosten: Integrationsdienste erhöhten die Ausgaben für bereits kostspielige Robotersysteme erheblich.
  • Geringe Flexibilität: War ein System einmal programmiert und installiert, erforderten selbst kleine Änderungen häufig erneut den Einsatz des Integrators – verbunden mit zusätzlichen Kosten und Verzögerungen.
  • Wissensabhängigkeit: Die Unternehmen blieben für Fehlerbehebung, bei Updates und Anpassungen weiterhin von ihren Integratoren abhängig.
  • Begrenzte Skalierbarkeit: Sollte die Automatisierung auf neue Prozesse ausgeweitet werden, musste der teure und zeitaufwändige Integrationsprozess von vorne beginnen.

Dieses traditionelle Modell schloss viele kleine und mittlere Unternehmen von der Industrieautomation aus, obwohl die Produktionsvorteile von Robotern klar auf der Hand liegen.

 

Wie viel kosten Industrieroboter?


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Wie funktioniert Roboterautomatisierung heute?

Das Versprechen von einfacher Automatisierung

Egal ob auf Messen oder beim Scrollen durch Websites von Automatisierungsanbietern: Überall findet man heute dieselben Schlagwörter: "einfache Automatisierung", "einfache Robotik", "Plug-and-Play-Lösungen".
Der Markt hat eindeutig erkannt, dass hohe Komplexität ein großes Hindernis bei der Umsetzung von Automatisierungsprojekten sein kann. Dementsprechend versprechen viele Unternehmen, die Automatisierung von Robotern zu vereinfachen.
Doch es gibt einen Haken. Nicht alle Ansätze zur Vereinfachung sind gleich wirksam.

Welche Arten von Automatisierungslösungen gibt es?

Es gibt viele Möglichkeiten, wie Unternehmen vermeintlich leichte/einfache Automatisierung anbieten. Einige Anbieter bieten reine Softwarelösungen an, während andere ihre Software gemeinsam mit Hardware anbieten. Einige konzentrieren sich auf bestimmte Robotertypen, während andere versuchen, plattformunabhängig zu arbeiten.

 

Automatisierungslösungen

Was bedeutet Roboterautomatisierung nach heutigen Maßstäben wirklich?

Die Robotik hat sich weit über den Roboter selbst hinaus entwickelt. Heute umfasst sie ein komplettes Ökosystem aus Hardware, Software, Sensoren, Greifer, Sicherheitssysteme und Bedienoberflächen. Viele Lösungen, die Einfachheit versprechen, decken jedoch nur Teilbereiche dieses Ökosystems ab.

Was sind Cobots und vereinfachen sie die Automatisierung?

 

Kollaborative Roboter, oder auch Cobots genannt, werden immer beliebter: Sie versprechen eine scheinbar einfache Antwort für industrielle Automatisierung. Ein zentrales Verkaufsargument ist die manuelle Handführung - also das physische Führen des Roboterarms, um ihm einen Weg beizubringen, ganz ohne Programmierung.
Das klingt simpel. Und für bestimmte Anwendungen funktioniert es auch. Aber die Handführung eignet sich nicht für komplexe Prozesse. Das stellt die Hersteller vor weitere Herausforderungen, wie z. B. eine bedingte Logik, die Integration mit Bildverarbeitungssystemen oder die Koordinierung mehrerer Geräte. Was für einfache Aufgaben unkompliziert wirkt, stößt in realen Produktionsumgebungen schnell an seine Grenzen.
Ähnlich haben einige Anbieter große Summen auf KI in der Robotik gesetzt, insbesondere in den Bereichen Vision und Teileerkennung. Hochentwickelte Kameras und Algorithmen für maschinelles Lernen können heute Objekte mit beeindruckender Genauigkeit identifizieren und lokalisieren. Das löst ein relevantes Problem, aber nur einen Teil davon.
Sobald die Kamera ein Teil erkannt hat, müssen diese Informationen noch in den übergeordneten Prozess integriert werden. Der Roboter muss wissen, was er mit diesen Daten tun soll, wie er mit anderen Komponenten interagiert und wie er auf unerwartete Situationen reagiert. Ohne ein umfassendes Betriebssystem, das alles miteinander verbindet, tauscht man lediglich eine Form von Komplexität gegen eine andere aus.

Braucht man für moderne Automatisierungssysteme noch Robotik-Experten?

Viele moderne Lösungen sind weiterhin von Systemintegratoren abhängig, da die einzelnen Komponenten selten vollständig integriert sind. Vielleicht hat ein Unternehmen einen einfach zu bedienenden Roboter; doch die Anbindung an eine CNC-Maschine, das Einrichten der Sicherheitsprotokolle und das Programmieren des gesamten Workflows erfordern nach wie vor externe Expertise.
Durch eine fehlende Gesamtlösung finden sich Unternehmen oft in einer vertrauten Situation wieder: Sie sind von Spezialisten abhängig, müssen lange Implementierungszeiten in Kauf nehmen und haben mit fehlender Flexibilität zu kämpfen, sobald die Systeme in Betrieb sind. Die Technologie hat sich weiterentwickelt, aber die grundlegenden Hindernisse sind nicht verschwunden - sie haben sich nur verändert.

Einfach

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Was macht industrielle Automatisierung wirklich einfach?

Echte Vereinfachung in der Robotik kann nur durch einen ganzheitlichen Ansatz erreicht werden. Es reicht nicht aus, einen Aspekt zu vereinfachen, während andere weiterhin komplex bleiben.
Um diesen ganzheitlichen Ansatz in der Roboterautomatisierung zu verfolgen, benötigen Anwender:

Die meisten Anbieter versprechen  Einfachheit. Die eigentliche Frage, die Sie sich stellen sollten: Vereinfacht ein Anbieter den gesamten Automatisierungsprozess oder nur Teile davon?

 

Wie fruitcore robotics den gesamten Automatisierungsprozess vereinfacht

Wir haben früh erkannt, dass eine wirklich einfache Automatisierung mehr erfordert als nur einzelne Probleme zu lösen. Deshalb haben wir horstOS entwickelt - ein Betriebssystem, das Anwender durch jede Phase der Implementierung und Ausführung automatisierter Anwendungen führt.
Im Gegensatz zu Lösungen, die nur einzelne Aufgaben vereinfachen, während andere komplex bleiben, stellt unsere Roboter-Software eine vollständig integrierte Umgebung für den Automatisierungsprozess bereit. Vom ersten Projektsetup bis zur täglichen Produktionskontrolle arbeiten Anwender innerhalb einer einzigen, einheitlichen Benutzeroberfläche.


Die drei Phasen der vereinfachten Robotik-Automatisierung

horstOS teilt die Automatisierung in drei logische Phasen auf, die jeweils durch spezialisierte Tools und Schnittstellen unterstützt werden:

 

 

Phase 1: Project Setup

 

Bei der Einrichtung konfiguriert der Anwender alle Systemkomponenten - Roboter, Greifer, Sensoren, Kameras und andere Peripheriegeräte - über eine zentrale Verwaltungsoberfläche. Die Software bietet eine herstellerunabhängige Integration, d. h. Komponenten verschiedener Hersteller lassen sich nahtlos integrieren. Eine Autovervollständigungsfunktion und vordefinierte Standards beschleunigen die Konfiguration, Dadurch können Integrationsprobleme, die bei herkömmlichen Systemen auftreten, vermieden werden.


 

Phase 2: Program Generation

 

Bei der Programmerstellung kann der Anwender auf die grafische Oberfläche und die realistische 3D-Simulation der Umgebung von horstOS zugreifen. Benutzer können komplette Roboterprogramme für einfache Anwendungen in nur 15 Minuten erstellen. Die 3D-Umgebung zeigt einen digitalen Zwilling der Produktionsanlage: So können Bediener potenzielle Kollisionen erkennnen und Wege optimieren, bevor die physische Hardware in Betrieb genommen wird. Die Programme lassen sich mühelos zwischen Desktop-PC und Roboter übertragen, so dass Machbarkeitsstudien bereits in einer frühen Phase der Projektplanung durchgeführt werden können.

 

Phase 3: Process Control

 

Sobald die Programme laufen, kann die Prozesssteuerungsansicht so angepasst werden, dass nur die für bestimmte Bediener und Prozesse relevanten Funktionen angezeigt werden. Dies vereinfacht die Bedienung, indem unnötige Komplexität ausgeblendet wird. Außerdem hilft es dabei Bedienerfehler zu vermeiden, indem der Zugriff auf kritische Systemparameter eingeschränkt wird.


Was ist grafische Programmierung und wie ersetzt es das klassische Programmieren?

Die traditionelle Roboterprogrammierung erforderte umfassende Kenntnisse spezialisierter Programmiersprachen und deren Syntax. horstOS verändert das grundlegend durch sein grafisches, benutzerfreundliches Betriebssystem.
Bei der No-Code-Programmierung erstellen Anwender Roboterprogramme, indem sie Aktionen aus intuitiven, visuellen Menüs auswählen, statt Zeile für Zeile Code zu schreiben. Jedes Programmmodul wird über Schritt-für-Schritt-Assistenten hinzugefügt, die den Nutzer durch die erforderlichen Einstellungen führen. Es ist nicht nötig, Befehle auswendig zu lernen, Programmiersprachen zu beherrschen oder Syntaxfehler zu beheben.
Diese grafische Programmierumgebung enthält speziell entwickelte Funktionsbausteine für gängige industrielle Anwendungen: Palettierung, Pick-and-Place-Operationen, Maschinenbeschickung und mehr. Diese Bausteine verkürzen die Programmierzeit drastisch und minimieren gleichzeitig das Fehlerpotenzial.
Für Anwender, die erweitere Fähigkeiten benötigen, unterstützt horstOS auch die textuelle Programmierung. Aber auch hier können viele Befehle über geführte Assistenten hinzugefügt werden, ganz ohne manuelles Coden.

AI Copilot

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Was ist ein AI Copilot und wie unterstützt er die Automatisierung?

Moderne, KI-gestützte  Programmierfähigkeiten sind in horstOS über den AI Copilot integriert.
Der KI-Copilot ersetzt nicht den menschlichen Bediener, sondern fungiert als Echtzeit-Assistent und ist in jeder Phase des Automatisierungsprozesses verfügbar. Er kann:

  • Fragen zu Systemfähigkeiten und Programmieroptionen beantworten
  • Programmmodule und Funktionen auf der Grundlage von Beschreibungen in natürlicher Sprache generieren
  • Bestehende Programme auf Effizienz und Sicherheit optimieren
  • kontextabhängige Hilfe leisten, ohne den Arbeitsablauf zu unterbrechen
  • Potenzielle Fehler frühzeitig erkennen und Korrekturen vorschlagen

Das ist Automatisierung mit KI in ihrer praktischsten Form - künstliche Intelligenz, die die menschlichen Fähigkeiten ergänzt, nicht ersetzt. Besonders wertvoll ist die KI-Unterstützung bei der SPS- bzw. Logikprogrammierung , da sie dem Nutzer bei der Konfiguration der Prozesslogik helfen kann, ohne dass er tiefgreifende Kenntnisse der traditionellen SPS-Programmierung benötigt.

 

Keine separaten SPSen mehr nötig


Eine der bedeutendsten Innovationen von horstOS ist die Fähigkeit, komplette Anwendungen zu steuern, ohne dass dafür separate speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) erforderlich sind. Alle Prozessbeteiligten (Roboter, Förderer, Sensoren, Aktoren) können zentral über das Betriebssystem des Roboters gesteuert werden.
Für Arbeitsplätze und eigenständige Prozesse entfallen damit sowohl die Komplexität als auch die Kosten traditioneller SPS-Systeme. Gleichzeitig wird kein spezielles SPS-Programmierwissen mehr benötigt, da alles über dieselbe intuitive Benutzeroberfläche läuft.
Wenn Prozesse dennoch parallele Abläufe erfordern - wie z.B. die Abfrage einer Kamera nach der nächsten Teileposition, während der Roboter noch in Bewegung ist - erledigt horstOS dies über die Funktion parallele Prozesse. Mehrere Vorgänge können gleichzeitig ausgeführt werden, was die Zykluszeiten reduziert, ohne die Komplexität der traditionellen SPS-Koordination.

Wie reduziert eine Simulationssoftware das Automatisierungsrisiko?

Die Simulationsumgebung in horstOS ist ein weiteres, zentrales Leistungsmerkmal. Anders als bei Wettewerbern, die für die Simulation und die Produktion unterschiedliche Software verwenden, bietet fruitcore robotics in beiden Umgebungen identische Funktionen.
Diese browserbasierte Robotik-Simulationssoftware ermöglicht Unternehmen:

  • umfassende Machbarkeitsstudien durchzuführen, bevor sie in Hardware investieren
  • Anwendungen vollständig offline vorzukonfigurieren, um Produktionsausfälle während der Installation zu minimieren
  • Programme zu optimieren und anzupassen, während die Produktionssysteme weiterlaufen
  • Projekte sofort mit Experten von fruitcore robotics zu teilen; zur Fehlerbehebung und fundierte Beratung

Die Simulation umfasst eine umfangreiche Komponentenbibliothek mit rund 200 vorkonfigurierten Elementen, jeweils inklusive 3D-Modellen, Dokumentation und ggf. vordefinierten Funktionen und Schnittstellenspezifikationen. So können benutzerdefinierte Setups schnell erstellt und getestet werden.

Kodierfähigkeiten

Brauchen Sie Programmierkenntnisse für die Roboterprogrammierung?

Die kurze Antwort lautet: nein. Die grafische Programmierung von horstOS deckt den Großteil aller Anwendungen ab, ganz ohne Programmieren. Gleichzeitig erkennt das System, dass es Situationen gibt, in denen die Präzision und Flexibilität von textuellem Code erforderlich ist. Beide Ansätze funktionieren nahtlos in derselben Umgebung.
Textuelle Funktionen können erstellt und in grafische Programme eingebettet werden. Für Szenarien, die komplexe bedingte Logik oder Rechenoperationen erfordern, können vollständig textbasierte Programme entwickelt werden. Dabei stehen auch hier die Schritt-für-Schritt-Assistenten zur Verfügung, um die Eingabe von Befehlen auch im Textmodus zu unterstützen.
Dieser hybride Ansatz bedeutet, dass Benutzer niemals an Leistungsgrenzen stoßen. Einfache Anwendungen bleiben einfach und komplexe Anforderungen bleiben realisierbar, ohne in eine völlig andere Programmierumgebung wechseln zu müssen.

 

 

Wie halten wir unsere Roboterautomatisierungssysteme auf dem neuesten Stand?

Software zur Automatisierung von Roboterprozessen verliert schnell an Wert, wenn sie nach dem Kauf nicht weiterentwickelt wird. Entscheidend ist, dass horstOS von kontinuierlichen Over-the-Air-Updates als Teil des Servicepakets von fruitcore robotics profitiert.
Neue Funktionen, Leistungsverbesserungen und Fehlerbehebungen werden automatisch bereitgestellt. Der AI Copilot profitiert fortlaufend von Weiterentwicklungen der zugrunde liegenden Modelle. Sicherheitspatches werden bereitgestellt, ohne dass manuell eingegriffen werden muss.
Dieser serviceorientierte Ansatz stellt sicher, dass Automatisierungssysteme im Laufe der Zeit verbessert werden und nicht veralten. Gleichzeitig ermöglicht der Ansatz eine langfristige Partnerschaft mit unseren Kunden: Wir bieten Support und Schulungen vom ersten Konzept bis zum jahrelangen Produktionsbetrieb.

Warum Transparenz in KI-gestützter Automatisierung entscheidend ist

Eine benutzerfreundliche Oberfläche, kombiniert mit nahtloser Konnektivität und einem einheitlichem Zugriff auf alle Prozesskomponenten, bildet die Grundlage für einen reibungslos KI-getriebenen Betrieb. horstOS setzt genau hier an und macht jedes Systemelement über intuitive Oberflächen sichtbar und steuerbar.
Was echter KI-Integration jedoch ihren Wert verleiht und sie von problematischen Implementierungen abhebt, ist die Transparenz.
KI-Integration in industriellen Anwendungen sollte die Bediener stärken und sie nicht verwirren. Wenn KI Entscheidungen trifft oder Aktionen durchführt, müssen die Bediener sehen und verstehen können, was passiert - warum das System einen bestimmten Weg wählt, wie es auf Sensoreingaben reagiert und welche Logik seinen Entscheidungen zugrunde liegt.
Ohne diese Transparenz wird Automatisierung binär. Entweder sie funktioniert oder sie funktioniert eben nicht. Anwender bleiben dann machtlos, Fehler zu identifizieren oder Verbesserungen vorzunehmen. Echte KI-Integration bedeutet, Menschen Einblicke zu geben, nicht ihre Kompetenz zu ersetzen.
horstOS erreicht dies durch eine klare Visualisierung von Datenflüssen, nachvollziehbare Entscheidungsprozesse und die Möglichkeit, KI-gestützte Programmlogik ebenso Schritt für Schritt zu durchlaufen wie manuell erstellte Abläufe.
So lässt sich unserer Meinung nach KI sinnvoll in Software integrieren. Die Kontrolle bleibt beim Anwender, während die KI ihn unterstützt statt ersetzt. Und je weiter KI-Funktionen wachsen, desto stärker wird das Fachwissen der Bediener erweitert, anstatt sie zu ersetzen. Dadurch werden die Systeme sowohl leistungsfähiger als auch vertrauenswürdiger.

Machen Sie Ihre Produktion effizienter mit intelligenter Automatisierung

Die Entwicklung von komplexen, von Experten abhängigen Systemen hin zu intuitiven, KI-gestützten Plattformen ermöglicht es heute weit mehr Menschen und Unternehmen, von industrieller Automatisierung und Robotik zu profitieren.
KMUs müssen heute nicht mehr zwischen den Vorteilen der Automatisierung begrenzten Budgets abwägen. Plattformen wie horstOS machen industrielle Robotik mittlerweile für Unternehmen jeder Größe zugänglich.

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Ganz gleich, ob Sie die ersten Schritte in Richtung Automatisierung gehen oder bestehende Systeme modernisieren möchten, messbare Ergebnisse sind heute schnell erreichbar.
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