Sparrer, Erik
[Verfasser:in]
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Manske, Eberhard
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Weiß, Mathias
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Hausotte, Tino
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft]
Ein holistisches Konzept zur Entwicklung einer innovativen, umfassenden und multisensoriellen Steuerung für Nanopositionier- und Nanomessmaschinen
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Medientyp:
E-Book;
Hochschulschrift
Titel:
Ein holistisches Konzept zur Entwicklung einer innovativen, umfassenden und multisensoriellen Steuerung für Nanopositionier- und Nanomessmaschinen
Anmerkungen:
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=26999
Systemvoraussetzungen: Acrobat reader
Beschreibung:
Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zur Verknüpfung von etablierten Sensor-Aktor-Lösungen der Nanometrologie mit Interaktionskonzepten aus dem Gebiet der makroskopischen Koordinatenmesstechnik. Viele Teilaspekte beider Disziplinen weisen methodische Analogien auf und legen die synergetische Nutzung einzelner Ansätze der Koodinatenmesstechnik im Rahmen nanometrologischer Anwendungen nahe. Durch eine mehrschichtige Abstraktion wird die transparente Steuerung von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen ermöglicht, wodurch neuartige und zukunftsweisende Bedienkonzepte für die Nanometrologie entstehen. Insbesondere soll die Frage beantwortet werden, ob und wie die Ansätze zur Steuerung makroskopischer Messsysteme für die Nutzung mit dem funktionell ähnlichen, nanometrologischen System Nanopositionier- und Nanomessmaschinen auf Basis der allgemein anerkannten Steuerungsschnittstelle Inspection plus plus for Dimensional Measurement Equipment (I++DME) ermöglicht werden können.Die grundlegenden Steuerungsansätze und Verfahrensweisen zur Steuerung bzw. Messung von und mit makroskopischen bzw. nanometrologischen Systemen werden vorgestellt und erörtert. Insbesondere werden dabei die Bedeutung und Funktion der Steuerungsschnittstelle I++DME sowie einer Erweiterung für optische Sensoren, der Optical Sensor Interface Standard (OSIS), behandelt. Anschließend wird die Eignung der Schnittstellen für den Betrieb von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen umfassend auf funktionaler und informationstechnischer Ebene untersucht. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird ein frei skalierbares, auf mehrstufige Schnittstellenschichten gestütztes Konzept für eine Steuerungssoftware für Nanopositionier- und Nanomessmaschinen, zusätzliche messtechnische Apparaturen sowie taktile und optische Sensoren entworfen. Alle Aspekte zur Integration von Teilsystemen werden umfassend analysiert und modular in das Lösungskonzept eingebunden. Das so entstandene innovative holistische Konzept zur transparenten Steuerung von nanometrologischen multisensoriellen Messungen mit Nanopositionier- und Nanomessmaschinen wird im weiteren Verlauf der Arbeit sukzessive ausgebaut und zu einem funktionstüchtigen Demonstrator integriert. Mit umfangreichen Analysen werden das Laufzeitverhalten, sowie die messtechnischen Eigenschaften der entstandenen Schnittstellensoftware ermittelt und mit metrologischen Experimenten bewertet. Einen zentralen Aspekt stellt die Interoperabilität und Unabhängigkeit der implementierten Steuerung von Anwendersoftware dar. Zur Demonstration der erfolgreichen Abstraktion des Systems Nanopositionier- und Nanomessmaschine als generisches Messsystem, werden verschiedene kommerzielle Steuerungsprogramme für makroskopische Koordinatenmessgeräte mit dem Demonstrator erprobt. Die im Verlauf dieser Experimente gewonnenen Erkenntnisse über den Arbeitsablauf zum Durchführen einer Messung und die Eignung der Programme für anometrologische Anwendungen werden abschließend zusammengefasst und diskutiert.