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Fähigkeitsbasierte Programmierung von Industrierobotern

Entwicklung konfigurierbarer Handhabungsaufgaben unter Verwendung von Behavior Trees und 6D-Posenschätzung
  • Manuel Belke

    Manuel Belke, M.Sc., geb. 1993, ist seit August 2020 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

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    , Theresia Groß

    Theresia Groß, M.Sc., geb. 1998, ist seit November 2024 Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

    , Oliver Petrovic

    Oliver Petrovic, M.Sc., geb. 1991, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Abteilungsleiter der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

    and Christian Brecher

    Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, geb. 1969, ist Universitätsprofessor der RWTH Aachen und Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen sowie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen. Er leitet den Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

Published/Copyright: May 21, 2025

Abstract

In KMU des produzierenden Gewerbes sind einfache Handhabungstätigkeiten zentral, weshalb ein hohes Automatisierungspotential vorliegt. Klassische Robotersysteme erfordern jedoch eine aufwendige Programmierung. Dieser Beitrag stellt einen fähigkeitsbasierten Ansatz zur Automatisierung von Handhabungsaufgaben vor, der eine intuitive, flexible und wiederverwendbare Programmierung ermöglicht. Modulare Roboterfähigkeiten wie Lokalisieren, Greifen und Platzieren können kombiniert und über eine grafische Benutzeroberfläche durch Werkende ohne Programmierfähigkeiten parametriert werden. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Erweiterbarkeit, flexible Anwendungsmöglichkeiten und eine einfache Integration neuer Objekte ohne zusätzliches Training durch eine Posenschätzung mit FoundationPose.

Abstract

Simple handling activities are central to SMEs in the manufacturing industry, which is why there is a high potential for automation. However, conventional robot systems require complex programming. This article presents a skill-based approach to the automation of handling tasks that enables intuitive, flexible and reusable programming. Modular robot capabilities such as localization, gripping and placement can be combined and parameterized via a graphical user interface by workers without programming skills. The results show high extensibility, flexible application possibilities and easy integration of new objects without additional training through pose estimation with FoundationPose.


Hinweis

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory-Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).



Tel.: +49 (0) 241 80-27458

Funding statement: Das IGF-Projekt 22715 N (SPrinteR) des Forschungsverbundes FVP wurde über die AiF im Rahmen des Förderprogramms „Industrielle Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

About the authors

Manuel Belke

Manuel Belke, M.Sc., geb. 1993, ist seit August 2020 Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

Theresia Groß

Theresia Groß, M.Sc., geb. 1998, ist seit November 2024 Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

Oliver Petrovic

Oliver Petrovic, M.Sc., geb. 1991, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Abteilungsleiter der Abteilung für Automatisierung und Steuerungstechnik am WZL der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, geb. 1969, ist Universitätsprofessor der RWTH Aachen und Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen sowie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen. Er leitet den Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen.

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Published Online: 2025-05-21
Published in Print: 2025-05-20

© 2025 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

Downloaded on 2.12.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/zwf-2025-1049/pdf
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