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Sicherheits- und Navigationssystem für mobile robotergeführte Einrichtungen

Prof. Dr. Arthur Deutschländer, Fachbereich Maschinenbau

EFRE-Fördermaßnahme „Förderung von Forschungskompetenzen an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen“ 2014/15

Die beantragten Komponenten sollen zur Verbesserung der Navigation und Optimierung eines mobilen Robotersystems genutzt werden. Der Zeitraum der dafür notwendigen Arbeiten wird auf drei Jahre geschätzt.

Im Fachgebiet Förder-, Handhabungs- und Montagetechnik des Fachbereichs Maschinenbau der Fachhochschule Stralsund konzentrierten sich die Forschungs- sowie Entwicklungsarbeiten in den letzten Jahren auf die Materialflussautomation in Reinräumen.

In enger Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Halbleiterbranche konnte ein Beitrag geleistet werden, erste Reinraumroboter für Be- und Entladeprozesse an Fertigungsanlagen im Werk von Infineon Technologies Dresden (IFD) erfolgreich einzuführen. Die derzeitigen Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung von Mobilen-Robotergeführten-Systemen. Der Trend in diesem Bereich der Automation zeigt, dass mobile Robotersysteme für Förder-, Handhabungs- und Service-Aufgaben erforderlich werden. Sie müssen in Arbeitsumfeld mit engen Platzverhältnissen und den hier tätigen Arbeitspersonen sicher navigieren, damit Unfallgefährdungen und Kollisionen sicher ausgeschlossen werden können.

Derzeitige mobile Roboterplattformen wie sie z. B. von der Firma Adept angeboten werden, sind nur begrenzt im angestrebten Arbeitsumfeld anwendbar und stellen nur eine Basis für die spätere Anwendung dar. Die autonome Navigation und die Hinderniserkennung sowie das Berechnen von Ausweichstrecken dieser Systeme wird durch verschiedene Verfahren der Indoor-Lokalisierung durchgeführt. Untersuchungen mit gegebenen Rahmenbedingungen sollen zeigen, welches Verfahren für den Einsatz in Reinräumen am geeignetsten ist. Die Interaktion zwischen Menschen und Roboter ist ein zentrales Thema bei frei verfahrenden Systemen. Hierbei stehen zum einen die Sicherheit des Menschen und zum anderen die Vermittlung von Informationen im Vordergrund. Für die Vermittlung von Informationen soll anhand von noch zu ermittelnder Arbeitsszenarien der Kommunikationsbedarf und die dazugehörigen Kommunikationsstrukturen untersucht werden. Die sicherheitsspezifischen Anforderungen an mobile autonome Robotersysteme werden ebenfalls Teil der Untersuchung sein.

Mit diesem Projekt soll die Zusammenarbeit mit namhaften Vertretern der Halbleiterindustrie weiter ausgebaut werden. Es ist vorgesehen, weitere Forschungs- und Industrievorhaben auf dem vorgenannten Gebiet durchzuführen. Mit dem weiteren Ausbau der fachlichen Kompetenz auf dem Gebiet der Materialflussautomatisierung in Reinräumen der höchsten Klasse werden die Möglichkeiten für die Beschaffung von Drittmitteln wesentlich verbessert.

Der beantragte SICK Laserscanner soll zur Verbesserung der Navigation und Optimierung eines mobilen Reinraum-Robotersystems genutzt werden. Anwendungen auf den Gebieten der Bio-/Medizintechnik (GMP A) und auch der Halbleiterproduktion (ISO 3) erfordern höchste Genauigkeit bei der Positionierung, welche aktuell nicht gewährleistet werden kann.

Während die zukünftigen Forschungsaktivitäten für die Materialflussautomation in der Halbleitertechnik genau spezifiziert sind, bestehen demgegenüber in der Bio-/Medizintechnik mit Laborbetrieb, Kleinserien und mittleren Serien große Defizite. Eine systematische Betrachtung und parallele Forschungsausrichtung der vorgenannten Branchen wird Synergieeffekte für die Erforschung von fortschrittlichen reinraumgeeigneten, automatisierten Materialflusseinrichtungen erschließen. 

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