Decreasing batch sizes lead to an increasing demand for flexible automation systems in manufacturing industries. Robot cells are one solution for automating manufacturing tasks more flexibly. Besides the ongoing unifications in the hardware components, the controllers are still programmed application specifically and non-uniform. Only specialized experts can reconfigure and reprogram the controllers when process changes occur. To provide a more flexible control, this paper presents a new method for programming flexible skill-based controls for robot cells. In comparison to the common programming in logic controllers, operators independently adapt and expand the automated process sequence without modifying the controller code. For a high flexibility, the paper summarizes the software requirements in terms of an extensibility, flexible usability, configurability, and reusability of the control. Therefore, the skill-based control introduces a modularization of the assets in the control and parameterizable skills as abstract template class methodically. An orchestration system is used to call the skills with the corresponding parameter set and combine them into automated process sequences. A mobile flexible robot cell is used for the validation of the skill-based control architecture. Finally, the main benefits and limitations of the concept are discussed and future challenges of flexible skill-based controls for robot cells are provided.

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Kollaborative Robotik wird in der Regel als eine, den Anwender entlastende, Komponente in einem Mensch-Maschine-Szenario verstanden. Dabei wird in einer bisher nicht automatisierten Arbeitsumgebung eine Teilautomatisierung nachgerüstet. Für die Entwicklung derartiger Systeme ist neben dem Anwender und seinen Anforderungen auch eine hohe Passfähigkeit zu unterschiedlichen Bestandssystemen ausschlaggebend. Dieses Paper dokumentiert interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Industrie, angewandter Forschung und Technischem Design, um Kernanforderungen an Automatisierungslösungen für bestehende Werkzeugmaschinen zusammenzutragen. In einem industriellen Automatisierungsszenario entstand eine mobile Roboterzelle mit einem hängenden Roboter sowie einem Palettenspeicher zur Maschinenbeschickung. Vor- und Nachbearbeitungen sind in einheitlichen Fähigkeitsmodulen gekapselt. Maschine und Bauteile werden über ein intelligentes Bildverarbeitungssystem lokalisiert. Diese Referenzierung ermöglicht nach einmaligem Teachen das Nachführen der Roboterbewegungen bei einer Neukonfiguration. Ergänzt wird die Lösung durch ein schutzzaunloses Sicherheitskonzept und eine bedienerführende Benutzeroberfläche zur Fähigkeitskomposition. Mit der Automatisierungslösung können mittelständische Unternehmen bei Personalengpässen die Produktivität aufrechterhalten und Mitarbeiter von monotonen Tätigkeiten entlasten.