Lageregelseminar

Austausch zwischen Forschung und Industrie über Innovationen aus der Welt der Antriebssysteme und Antriebsregelung.
Freuen Sie sich auf die zweitägige Veranstaltung am 16. und 17. September 2025.

Austausch zwischen Forschung und Industrie

Nach 2021 und 2023 findet auch im Jahr 2025 eine weitere Auflage des Lagreregelseminars am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) statt.
Im Rahmen der zweitägigen Veranstaltung geben unsere Referenten aus Industrie und Forschung einen spannenden Überblick über aktuelle Forschungsergebnisse und Entwicklungen aus den Bereichen der Robotik, Antriebs- und Maschinentechnik. Hierfür werden anwendungsnahe und praxisorientierte Veruchsergebnisse vorgestellt und diskutiert.
Industrie- und Seilrobotik

Welche innovativen Methoden existieren, um die Genauigkeit und Dynamik von Robotern zu steigern?
Wie kann der Automatisierungsgrad von Produktionsprozessen durch die Robotik erhöht werden?

Antriebs- und Maschinentechnik

Mittels welcher konstruktiver, regelungstechnischer und aktorischer Methoden können hochleistungsfähige Antriebssysteme entwickelt und dadurch die Produktivität und Bearbeitungsqualität von Werkzeugmaschinen verbessert werden?

Industrie-Experten

Tauschen Sie sich mit anderen Experten der Branche aus und erweitern Sie Ihr persönliches Netzwerk.

Programm

vorläufig
Alexander Verl
Institutsleitung, ISW

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl
erwarb 1991 den Dipl.-Ing. der Elektrotechnik von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. 1997 promovierte er zum Dr.-Ing. im Bereich Regelungstechnik am Institut für Robotik und Mechatronik (DLR), Oberpfaffenhofen und wurde 2005 zum ordentlichen Professor (Univ.-Prof. W3) an der Universität Stuttgart ernannt. Derzeit ist er ordentlicher Professor und Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) an der Universität Stuttgart.

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl
Institutsleitung, ISW

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl

Dr.-Ing. Alexandra Ast
Domänenarchitektin Virtuelle Produkte, TRUMPF Deutschland

Dr.-Ing. Alexandra Ast

Die dynamischen Eigenschaften einer Werkzeugmaschine werden durch das Zusammenspiel der mechanischen Struktur mit den Antriebssträngen und der Regelung maßgeblich beeinflusst. Systematische Analysen dieser Eigenschaften durch die sogenannte Mechatronische Simulation werden bei TRUMPF in der Entwicklung im Bereich Werkzeugmaschinen seit Jahren erfolgreich eingesetzt, um Entwicklungszeit, -kosten und -risiko zu reduzieren. In diesem Vortrag präsentieren wir unser Vorgehen, aktuelle Beispiele und neuste Entwicklungen, wie z.B. den Nutzen von HPC-Ansätzen.

Dr.-Ing. Alexandra Ast arbeitet als Domänenarchitektin für Virtuelle Produkte im Bereich R&D bei der Firma TRUMPF Werkzeugmaschinen in Ditzingen. Sie studierte Technische Kybernetik an der Universität Stuttgart und Mechanical Engineering an der University of Wisconsin, Madison, (USA). In ihrer Promotion am ITM der Universität Stuttgart beschäftigte sie sich mit Regelungskonzepten für Werkzeugmaschinen mit Parallelkinematik. Seit 2008 ist sie in der Entwicklung des Geschäftsbereichs Werkzeugmaschinen von TRUMPF beschäftigt, wo sie die Mechatronische Simulation als entwicklungsbegleitende Simulationsmethode etablierte. Seit 2022 ist sie als Domänenarchitektin fachlich übergreifend für alle Simulationsmethoden in der Entwicklung verantwortlich.

11:30 - 12:00

Zexu Zhou
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Mechatronische Systeme und Prozesse``

Zexu Zhou
Es ist zwar richtig, dass der Engineering-Prozess so gestaltet werden sollte, dass er absolut sicher ist, aber da das maschinelle Lernen und der Einsatz von Robotern im realen Leben in den letzten Jahren zunehmen, konnten die meisten Gefahren in der Planungsphase nicht berücksichtigt werden. Die Frage, wie Kollisionen vermieden und die Manipulation des Roboters so gering wie möglich gehalten werden kann, wird auf Regler-Ebene behandelt. Zu diesem Zweck wurde eine „Control Barrier Function” eingeführt, die einen Sicherheitsparameter des Systems darstellt und anzeigt, wann die Steuerungsaktion geändert werden sollte. Dadurch kann der Roboter Kollisionen reibungslos vermeiden und die Sicherheit individuell anpassen. So kann beispielsweise verhindert werden, dass das von zwei Robotern gehaltene Kabel überdehnt wird.

12:35 - 13:10

13:10 - 14:50

14:50 - 15:35

15:35 - 16:10

tba

16:10 - 16:40

Christian Bauer
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Antriebssysteme und -regelung``, ISW

Christian Bauer
Industrieroboter weisen im Vergleich zu Werkzeugmaschinen eine geringere Absolut- und Bahngenauigkeit auf, weshalb ihr Einsatz für Bearbeitungsaufgaben nur beschränkt möglich ist. Getriebeübertragungsfehler, eine der wesentlichen Fehlerquellen, sollen mithilfe eines sensorlosen Modellierungsansatzes auf Basis eines zustandsabhängigen Fourierreihenmodells kompensiert werden. Um temperaturabhängige Einflüsse abzubilden, wird zudem ein Verfahren zur Schätzung der Schmiermitteltemperatur vorgestellt.

17:15 - 17:50

tba

Alexander Verl
Institutsleitung, ISW
Elisabeth Schärtl
LINKED Partnerprogramm, autonox Robotics

Von der Mechanik bis zur Regelung: Wie offene Robotik Prozesse neu definiert
Die steuerungsunabhängigen Robotermechaniken von autonox Robotics ermöglichen die direkte Integration in verschiedenste Steuerungsarchitekturen – ohne proprietäre Schnittstellen. So lassen sich Dynamik, Taktzeiten und Bewegungsabläufe gezielt optimieren – bis hin zur Feinabstimmung auf Antriebs- und Regelungsebene. Die Entkopplung von Mechanik und Steuerung schafft modulare, hochgradig anpassbare Robotiklösungen mit maximaler Interoperabilität. Praxisbeispiele zeigen Vorteile und Herausforderungen offener Robotiksysteme in praxisnahen Anwendungen.

Elisabeth Schärtl
Elisabeth Schärtl ist Expertin für Robotik, Automation und Geschäftsentwicklung. Nach ihrem Maschinenbaustudium an der TU München und einem MBA der Universitäten Augsburg und Pittsburgh war sie über ein Jahrzehnt in einem führenden Automatisierungsunternehmen tätig – zunächst im Bereich Sondermaschinenbau, später in der Innovationsentwicklung. Sie leitete die Automatisierung und strategische Geschäftsentwicklung in einem deutschen KI-Start-up und ist heute bei autonox Robotics für das Partnerprogramm LINKED Robotics verantwortlich. Als Mitglied des Vorstands von euRobotics aisbl engagiert sie sich für die Stärkung des europäischen Robotik-Ökosystems und die Verbindung von (KI-getriebener) Software mit Robotik.

Marcel Dzubba
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Antriebssysteme und -regelung``

Marcel Dzubba
Industrieroboter sind meist kostengünstiger als Werkzeugmaschinen und bieten größere Arbeitsräume. Aufgrund der seriellen Kinematik sowie Nachgiebigkeiten in Antrieb und Struktur ist ihre Positioniergenauigkeit jedoch begrenzt. Üblicherweise wird dies durch lineare Modelle kompensiert. Untersuchungen mittels Lasertracker zeigen jedoch, dass diese insbesondere bei großen Robotern nicht ausreichen. Zur Steigerung der Genauigkeit wurde daher ein elastokinematisches Vorsteuermodell entwickelt, das zusätzliche Nichtlinearitäten wie posenabhängige Reibung und den Einfluss des Gewichtsausgleichs berücksichtigt. Das Verfahren eignet sich insbesondere für quasistatische Anwendungen wie Handling, Qualitätssicherung und einfache Bearbeitungsaufgaben mit geringen Prozesskräften.

10:25 - 10:55

Johannes Clar
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Mechatronische Systeme und Prozesse``

Johannes Clar
Der modulare Aufbau paralleler Seilroboter bietet eine einzigartige Möglichkeit zur Rekonfiguration der Robotergeometrie. Damit lassen sich Kollisionen mit Seilen vermeiden und der Energieverbrauch und sowie die Steifigkeit an die aktuelle Aufgabe anpassen.
Um diese Vorteile auch spontan während des Betriebs nutzen zu können, müssen die Geometrieänderungen automatisiert und ohne Vorplanung stattfinden. Hierfür wird eine echtzeitfähige Strategie zur Rekonfigurationsplanung auf Basis eines Geometrie-Kraft-Lösungsraums vorgestellt.

11:30 - 12:05

tba

tba
Parallele Seilroboter kombinieren die Steifigkeit und Dynamik konventioneller paralleler Roboter mit der Reichweite und Traglast serieller Roboter. Durch den Einsatz von Seilen als antreibende Elemente ergibt sich ein leistungsfähiges, automatisierbares Robotersystem, das modular und flexibel in unterschiedlichsten Bereichen, wie beispielsweise der Handhabungstechnik, Bau- und Lagerlogistik sowie Unterhaltungstechnik, eingesetzt werden kann.
Im Vortrag werden die Herausforderungen und Lösungen bei der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb von Seilrobotern aufgezeigt und erläutert. Weiterhin wird beschrieben wie ein Seilroboter mit industriellen Komponenten aufgebaut und mit standardisierten NC-Programmen bewegt werden kann. Ein wichtiger Baustein hierfür sind echtzeitfähige Softwarekomponenten, die zur Steuerungslaufzeit ausgeführt werden. Diese werden am Beispiel der am Institut aufgebauten Seilroboter beschrieben. Zusätzlich erhalten Sie Einblicke in die Forschungsarbeiten des Instituts, welche die In-Betrieb-Rekonfiguration, die Antriebstechnik bewegter Seile und neuartige hybride Strukturen zur Realisierung einer endlosen Rotationsachse umfassen.

12:05 - 13:25

13:25 - 14:10

Lukas Zeh
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Antriebssysteme und -regelung``

Lukas Zeh
Die Manipulation deformierbarer linearer Objekte (DLOs), wie Kabeln, ist aufgrund ihrer nichtlinearen Dynamik und vieler Freiheitsgrade eine Herausforderung in der Automatisierung. Es wird ein KI-basierter Ansatz präsentiert, welcher die datengetriebene Modellierung der Kabeldynamik mit einer modellprädiktiven Regelung zur gezielten Formsteuerung kombiniert .
Ein bidirektionales Long-Short-Term-Memory (biLSTM) Netzwerk wird mit synthetischen Daten aus der Simulationsumgebung MuJoCo trainiert, in der ein 50 cm langes Kabel durch 50 Kapseln dargestellt und zufällig deformiert wird. Das Netzwerk sagt die Kapselgeschwindigkeiten der nächsten Zeitschritte voraus.
Für die Regelung kommt ein stochastischer Model-Predictive-Path-Integral (MPPI) Regler zum Einsatz, der zufällige Trajektorien generiert, bewertet und die optimale Bewegungsstrategie ableitet.
Die Methode wurde in der Simulation und auf einem Franka Emika Panda Roboter getestet. Eine Intel Realsense Tiefenkamera erfasst dabei die aktuelle Kabelgeometrie. Experimente mit verschiedenen Kabeln und Einzeladern zeigen sowohl in der virtuellen als auch realen Umgebung robuste und präzise Formmanipulationen.

14:45 - 15:15

Haijia Xu
Wissenschaftlicher Mitarbeiter ``Mechatronische Systeme und Prozesse``

Haijia Xu
Bei komplexen CNC-Bearbeitungsprozessen stellen mehrachsige Werkzeugmaschinen hohe Anforderungen an die Vorschubplanung und Bahnverfolgung. Dabei stoßen klassische Steuerungen hinsichtlich Dynamik und Genauigkeit zunehmend an ihre Grenzen. In dieser Präsentation wird ein optimierungsbasierter Ansatz vorgestellt, der rückbegrenzte Bahnplanung mit modellbasierter Fehlerkompensation kombiniert. Durch modellgestützte Dynamikplanung und Vorsteuerung, die auf physikalischen und datengetriebenen Modellen basiert, lassen sich sowohl die Bearbeitungszeit als auch die Konturfehler aus Sicht der CNC deutlich reduzieren.

Chris Schöberlein
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, TU Chemnitz

Chris Schöberlein, M.Sc.
Es wird ein modulares Verfahren zur Ermittlung zeitvarianter, extern einwirkender Lasten an elektromechanischen Achsen unter ausschließlicher Verwendung steuerungsinterner Signale präsentiert. Grundlage bildet die Trennung des Motordrehmomentsignals des Servomotors in einen lastbezogenen sowie betriebs- und bewegungsbedingte Anteile. Unter Verwendung neu bzw. weiterentwickelter Korrekturmodule werden sämtliche Drehmomentanteile modelliert und subtrahiert, die nicht der externen Last zuzuordnen sind. Die Identifikation der zugrundeliegenden Modelle erfolgt automatisiert und ohne zusätzliche Messtechnik oder Anregungsquellen. An einem neu konzipierten einachsigen Antriebsversuchsstand, welcher einerseits typische Bewegungssituationen elektromechanischer Achsen abbilden und andererseits beliebige artifizielle Lastfälle emulieren kann, werden die einzelnen Verfahrensbestandteile systematisch erarbeitet und experimentell untersucht. Der Funktionsnachweis wird anhand eines repräsentativen Prüfwerkstücks an einem Vertikal-Fräs-Bearbeitungszentrum erbracht.

Kurzbiografie:
Chris Schöberlein wurde am 30.05.1987 in Plauen/Vogtland geboren. Nach dem Abitur folgte eine Berufsausbildung zum staatlich geprüften Kraftfahrzeugmechatroniker mit dem Schwerpunkt Personenkraftwagentechnik. Dem schloss sich ein Studium im Fach Mikrotechnik/Mechatronik an der Technischen Universität Chemnitz mit der Vertiefungsrichtung Antriebs- und Bewegungstechnik an. Die Abschlussarbeit mit dem Titel „Konzept und beispielhafte Implementierung einer nichtinvasiven Identifikationsroutine an Werkzeugmaschinen wurde mit dem Studienpreis der SWE-EURODRIVE-Stiftung für hervorragende Abschlussarbeiten prämiert. Seit Juni 2016 ist Chris Schöberlein wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsabteilung Steuerungs- und Regelungstechnik an der Professur Produktionssysteme und -prozesse an der TU Chemnitz. Seine Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Entwicklung antriebsbasierter Identifikations- und Überwachungsmethoden für elektromechanische Achsen. Er ist verheiratet und hat zwei Kinder.

Tickets und Preise

Zwei Tage
1080 840
bis 01.08.2025
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Ein Tag
960 720
bis 01.08.2025
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Veranstaltungsort

Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)
Seminarraum 5.055, 5. OG
Seidenstr. 36
70174 Stuttgart

T: +49  711 685-82769
E: lrs@isw.uni-stuttgart.de
W: www.isw.uni-stuttgart.de

Anfahrt

Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen liegt im Stadtzentrum in der Nähe des Hauptbahnhofs.

Aus Richtung München oder Karlsruhe A8, Ausfahrt 52b Stuttgart-Degerloch. Der B27 folgen in Richtung Stuttgart Zentrum. Ab Charlottenplatz weiter auf der Schlossstraße bis Berliner Platz, dann rechts in die Seidenstraße abbiegen.

Ab Stuttgart-Hauptbahnhof mit dem Bus 42 (Richtung Erwin-Schoettle-Platz) bis Haltestelle Rosenberg-/Seidenstraße oder vom Rotebühlplatz/Stadtmitte mit der U4 (Richtung Hölderlinplatz) oder mit dem Bus 43 (Richtung Killesberg) bis Haltestelle Rosenberg-/Seidenstraße.

Ab Stuttgart-Flughafen mit der S2 (Richtung Schorndorf) oder S3 (Richtung Backnang) bis Haltestelle Rotebühlplatz/Stadtmitte, dann Stadtbahn Linie U4 (Richtung Hölderlinplatz) oder mit dem Bus 43 (Richtung Killesberg) bis Haltestelle Rosenberg-/Seidenstraße.

Galerie

Bilder und Eindrücke aus der Forschung
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Veranstalter

FISW Forschungs- und Ingenieurgesellschaft für Steuerungstechnik GmbH

Kriegsbergstraße 34
70174 Stuttgart

Bestellungen und Rechnungen bitte an diese Adresse richten.

Organisation

Auskunft und Anmeldung

Lukas Zeh

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Institut für Steuerungstechnik (ISW)
Seidenstr. 36
70174 Stuttgart
Germany

Zexu Zhou

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Institut für Steuerungstechnik (ISW)
Seidenstr. 36
70174 Stuttgart
Germany

Xenia Günther

Organisation

Institut für Steuerungstechnik (ISW)
Seidenstr. 36
70174 Stuttgart
Germany

Ingrid Albright

Assistenz d. Geschäftsleitung

FISW Forschungs- und Ingenieurgesellschaft für Steuerungstechnik GmbH
Kriegsbergstr. 34
70174 Stuttgart