Bereits seit Jahrzehnten ist der Einsatz von Robotern in der Industrie etabliert, da die Robotersysteme zu einem leistungsfähigen und flexiblen Werkzeug geworden sind. Insbesondere in neuen Anwendungsbereichen wie flexiblen Fertigungssystemen kommt der effizienten Entwicklung von Robotersteuerungen eine immer stärkere Bedeutung zu. Diese Tendenz erfordert die Realisierung neuer Methoden zur herstellerunabhängigen und applikationsübergreifenden Programmierung von Roboteranwendungen. Entscheidend sind hierbei moderne Programmiersysteme als Entwicklungswerkzeuge. Gegenwärtig ist eine Vielzahl von zumeist herstellerspezifischen Roboterprogrammiersystemen auf Basis teilweise sehr unterschiedlicher Konzepte im Gebrauch, da sich existierende Standards im Bereich der Steuerungsentwicklung für Roboter bisher nicht durchsetzen konnten.

Darüber hinaus verfügen heutige Roboteranwendungen zunehmend über umfangreiche externe Aktorik und Sensorik und stellen somit komplexe Automatisierungslösungen dar,die nur im Rahmen eines systematischen Entwicklungsprozesses effizient beherrschbar sind.Rechentechnische Unterstützung sowie Methoden der Modellbildung und Simulation spielen dabei eine wichtige Rolle. In der Literatur wird in diesem Zusammenhang vom Rapid Control Prototyping (RCP) gesprochen. Gegenwärtig sind jedoch RCP-basierte Techniken noch nicht breit in der industriellen Robotik eingeführt.

Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, einen Beitrag zur stärkeren Etablierung von RCP-Techniken im Bereich der Steuerungsentwicklung von komplexen und flexiblen Roboteranwendungen zu leisten. Ausgangspunkt ist die Vorstellung der aktuellen Roboterprogrammiermethoden und deren Einordnung in einer für diese Arbeit geeignete Klassifikation. Es wird gezeigt, dass für den Bereich der komplexen Roboteranwendungen die Hauptklasse der Offline-Methoden eine dominierende Stellung einnehmen. Übliche Offline-Entwicklungsmethoden werden hinsichtlich der gegenwärtig verwendeten Entwurfs- und Inbetriebnahme-Methodik analysiert. Dabei wird deutlich, dass die Forderungen des RCP in der industriellen Robotik noch nicht erfüllt werden. Als Lösung wird der Simulation Based Control(SBC) Ansatz vorgestellt und dessen Verwendung auf dem Gebiet der Industrierobotik diskutiert. Es wird gezeigt, dass die vom SBC-Ansatz gestellten Anforderungen an die Entwicklungsplattform durch die RCP-Umgebung Matlab erfüllt werden können und somit eine durchgängige Entwicklung von komplexen Robotersteuerungen möglich ist.

Eine weitere Zielstellung der vorliegenden Arbeit besteht darin, einen Beitrag zur Realisierung von flexiblen aufgabenorientierten Robotersteuerungen zu leisten. Dabei wird aufgezeigt, wie in einen auf dem SBC-Ansatz basierenden Entwicklungsprozess eine aufgabenorientierte Roboterprogrammierung erfolgen kann. Als Ergebnis wird ein Konzept zur Realisierung einer flexiblen aufgabenorientierten Robotersteuerung vorgestellt und an einem konkreten Anwendungsproblem demonstriert.