Wicht, Andreas and Franke, Tobias and Hahn, Alina and Håkansson, Nils and Kürbis, Christian and Smol, Robert and Hulin, Thomas and Eiband, Thomas and Lehner, Peter and Mühlbauer, Maximilian Sebastian and Nottensteiner, Korbinian and Pietschmann, Richard and Thaler, Bernhard and Thaler, Diana and Bosse, Jürgen (2025) Human-Centric Concept for a Reconfigurable Robotic System Enabling Low-Volume Assembly of Photonic and Quantum Modules. In: 2025 IEEE/SICE International Symposium on System Integration, SII 2025, pp. 1241-1246. 2025 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII), 2025-01-21 - 2025-01-24, Munich, Germany. doi: 10.1109/SII59315.2025.10870917. ISBN 979-833153161-4. ISSN 2474-2325.
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3MB |
Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10870917
Abstract
This paper presents a novel concept for a reconfigurable robotic system specifically designed to meet the demands of hybrid integration for miniaturized photonic and quantum System-in-Packages (SiPs). The proposed solution introduces a distinctive approach to ultra-high-resolution, multi-telerobotic assembly and inspection. By integrating key Industry 5.0 principles, it establishes a human-centric control framework that minimizes both physical and cognitive stress while ensuring the human operator remains in full control at all times. The robotic system features eight robots working simultaneously within a compact footprint of just 5x10 cm^2. A comprehensive digital twin framework constitutes a central element of the robotic system. It encompasses the robotic workcell, the SiP under assembly, and the components to be integrated, ensuring precise adherence to design specifications. Key functionalities include automated path planning in a multi-robotic environment, collision avoidance in a densely packed workcell, and virtual fixtures to guide teleoperation, enhancing the operator's control and interaction through advanced and intuitive human-machine interfaces (HMI). The proposed system meets the critical demands of ultra-high-resolution assembly for complex, high-value SiPs, providing high flexibility and ease of operation for small-batch manufacturing.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/212798/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Human-Centric Concept for a Reconfigurable Robotic System Enabling Low-Volume Assembly of Photonic and Quantum Modules | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 12 February 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | 2025 IEEE/SICE International Symposium on System Integration, SII 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/SII59315.2025.10870917 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1241-1246 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2474-2325 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 979-833153161-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | System-in-package;Service robots;Robot kinematics;Fixtures;System integration;Digital twins;Collision avoidance;Fifth Industrial Revolution;Assembly;Photonics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | 2025 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Munich, Germany | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Start Date: | 21 January 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event End Date: | 24 January 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R RO - Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Telerobotics, R - Synergy project Factory of the Future Extended | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Analysis and Control of Advanced Robotic Systems Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Cognitive Robotics Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Autonomy and Teleoperation Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Perception and Cognition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Hulin, Dr. Thomas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 20 Feb 2025 14:26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 20 Mar 2025 22:12 |
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