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Saarbrücken

Ein wichtiges Forschungsgebiet der Informatik ist die Robotik, wobei heute die Mikrorobotik immer mehr in den Vordergrund rückt. Viele Aufgaben, wie Planung und Steuerung, Sensordatenverarbeitung und Überwachung, Entwurf und Diagnose von Robotern, Kommunikation in Mehrrobotersystemen und Modellieren des Roboterverhaltens, können nur effizient mit verschiedenen Methoden der Informatik gelöst werden. Diese Probleme stehen in der Mikrorobotik bzw. der Mikrosystemtechnologie (MST) noch am Anfang ihrer aktiven Erforschung. Es ist aber heute bekannt, daß der Informatikanteil bei der Mikrosystementwicklung etwa 80% des gesamten Entwicklungsaufwandes ausmacht. Die langjährigen Erfahrungen bei der Entwicklung von Robotern dritter Generation haben bereits gezeigt, daß die Informatik besonders im Bereich wissensbasierter Montageplanung eine entscheidende Rolle spielt. Auch die Mikrorobotikforscher suchen heute nach entsprechenden Lösungen, da die angestrebte Industrialisierung der MST viele systemtechnische Probleme der Mikrosystemproduktion deutlich machte. Ein Mikrosystem besteht in der Regel aus verschiedenartigen (optischen, mechanischen oder elektrischen) mikroskopisch kleinen Komponenten; diese müssen in mehreren Montageschritten sehr genau positioniert, justiert und befestigt
werden, wobei die Positioniergenauigkeit in den meisten Fällen im nm-Bereich liegt. Die heute existierenden Mikromontagesysteme sind aufwendig und teuer, meist nur auf eine bestimmte Aufgabenart ausgelegt und, was besonders wichtig ist, beruhen auf der manuellen Geschicklichkeit des Operators; dies schränkt die Möglichkeiten der Produktion von Mikrosystemen drastisch ein.
Intelligente multifunktionale Mikromontage-"Tischstationen" mit stark miniaturisierten direkt angetriebenen Robotern bieten eine Lösung an, die die genannten Probleme überwinden soll. Die Entwicklung bzw. der Aufbau einer solchen Montagestation ist eine interdisziplinäre Aufgabe, wobei in erster Linie folgende Probleme zu lösen sind:
- Konzipieren einer Mikromontage-"Tischstation" und ihrer Steuerung;
- intelligente wissensbasierte Planung von Mikromontageabläufen;
- sensorbasierte Ausführung von Mikromontageabläufen;
- Entwicklung von flexiblen hochpräzisen Direktantriebsrobotern;
- verhaltensbasierte Echtzeitsteuerung der Roboter.
Der Vortrag schlägt Lösungen der genannten Probleme vor. Der Schwerpunkt der angestrebten Habilitation liegt dabei im Bereich der wissensbasierten Montageplanung in einer Mikromontagezelle, da dies für die
durchgehende Automatisierung eines Montageprozesses von entscheidener Bedeutung ist. Die Planungsebene der Stationssteuerung basiert auf einem neuen Verfahren für die automatische Erzeugung von Montagegraphen bzw. Bestimmung der optimalen Montagefolge. Eine "Vorwärts"-Suchprozedur über die Menge aller Montageoperationen bildet die Grundlage dieses Verfahrens. Es erspart einen extra Optimierungsschritt und, zum anderen, ermöglicht ein Echtzeit-Umplanen bei Störungen während der Planausführung, ohne dabei die vorhergehende Montagefolge neu planen zu müssen. Auf die Besonderheiten des entwickelten Planers wird im
Vortrag detailliert eingegangen.

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Einladung zum Kolloquium des Fachbereichs Informatik

Am Samstag, den 13. Juni 1998, spricht um 13:00 Uhr in Hörsaal 001, Gebäude 45

Herr Dr.-Ing. Sergej Fatikow
Institut für Prozeßrechentechnik, Automation und Robotik, Universität Karlsruhe
http://wwwipr.ira.uka.de/~fatikow

über das Thema:
001

Abstract:
Ein wichtiges Forschungsgebiet der Informatik ist die Robotik, wobei heute die Mikrorobotik immer mehr in den Vordergrund rückt. Viele Aufgaben, wie Planung und Steuerung, Sensordatenverarbeitung und Überwachung, Entwurf und Diagnose von Robotern, Kommunikation in Mehrrobotersystemen und Modellieren
des Roboterverhaltens, können nur effizient mit verschiedenen Methoden der Informatik gelöst werden. Diese Probleme stehen in der Mikrorobotik bzw. der Mikrosystemtechnologie (MST) noch am Anfang ihrer aktiven Erforschung. Es ist aber heute bekannt, daß der Informatikanteil bei der Mikrosystementwicklung etwa 80% des gesamten Entwicklungsaufwandes ausmacht.
Die langjährigen Erfahrungen bei der Entwicklung von Robotern dritter Generation haben bereits gezeigt, daß die Informatik besonders im Bereich wissensbasierter Montageplanung eine entscheidende Rolle spielt. Auch die Mikrorobotikforscher suchen heute nach entsprechenden Lösungen, da die angestrebte Industrialisierung der MST viele systemtechnische Probleme der Mikrosystemproduktion deutlich machte. Ein Mikrosystem besteht in der Regel aus verschiedenartigen (optischen, mechanischen oder elektrischen) mikroskopisch kleinen Komponenten; diese müssen in mehreren Montageschritten sehr genau positioniert, justiert und befestigt
werden, wobei die Positioniergenauigkeit in den meisten Fällen im nm-Bereich liegt. Die heute existierenden Mikromontagesysteme sind aufwendig und teuer, meist nur auf eine bestimmte Aufgabenart ausgelegt und, was besonders wichtig ist, beruhen auf der manuellen Geschicklichkeit des Operators; dies schränkt die Möglichkeiten der Produktion von Mikrosystemen drastisch ein.
Intelligente multifunktionale Mikromontage-"Tischstationen" mit stark miniaturisierten direkt angetriebenen Robotern bieten eine Lösung an, die die genannten Probleme überwinden soll. Die Entwicklung bzw. der Aufbau einer solchen Montagestation ist eine interdisziplinäre Aufgabe, wobei in erster Linie folgende Probleme zu lösen sind:
- Konzipieren einer Mikromontage-"Tischstation" und ihrer Steuerung;
- intelligente wissensbasierte Planung von Mikromontageabläufen;
- sensorbasierte Ausführung von Mikromontageabläufen;
- Entwicklung von flexiblen hochpräzisen Direktantriebsrobotern;
- verhaltensbasierte Echtzeitsteuerung der Roboter.
Der Vortrag schlägt Lösungen der genannten Probleme vor. Der Schwerpunkt der angestrebten Habilitation liegt dabei im Bereich der wissensbasierten Montageplanung in einer Mikromontagezelle, da dies für die
durchgehende Automatisierung eines Montageprozesses von entscheidener Bedeutung ist. Die Planungsebene der Stationssteuerung basiert auf einem neuen Verfahren für die automatische Erzeugung von Montagegraphen bzw. Bestimmung der optimalen Montagefolge. Eine "Vorwärts"-Suchprozedur über die Menge aller Montageoperationen bildet die Grundlage dieses Verfahrens. Es erspart einen extra Optimierungsschritt und, zum anderen, ermöglicht ein Echtzeit-Umplanen bei Störungen während der Planausführung, ohne dabei die vorhergehende Montagefolge neu planen zu müssen. Auf die Besonderheiten des entwickelten Planers wird im
Vortrag detailliert eingegangen.

Interessenten/innen sind zum Vortrag herzlich eingeladen.

Die Dozenten/innen des Fachbereichs Informatik

Die Kolloquiumsankündigungen können auch unter http://www.cs.uni-sb.de/kolloquien/ gelesen werden.