Im April 1982 steht ein junger Ingenieur im Keller des National Bureau of Standards (NBS), das sp\u00e4ter als National Institute of Standards and Technology (NIST) bekannt werden wird. Der Keller ist zu einem Schrottplatz mit ausrangierten Teilen und Ger\u00e4ten geworden, l\u00e4ngst vergessen von den meisten NBS-Mitarbeitern. Der junge Ingenieur ist jedoch nicht auf der Suche nach einem alten Teil, sondern nach Inspiration, um etwas v\u00f6llig Neues zu schaffen. Er hat eine revolution\u00e4re Idee f\u00fcr einen beweglichen Laser, der die Leistung von Robotern im Fertigungsprozess messen und kalibrieren kann, und er hat seinem Chef versprochen, dass er innerhalb von sechs Monaten ein funktionierendes Modell seines Entwurfs herstellen kann – mit nichts anderem als den Relikten, die jetzt vor ihm liegen. Wie wurde aus dieser scheinbar unm\u00f6glichen Aufgabe das erste Modell des Laser Tracker, der heute in den meisten Werkzeugmaschinenwerkst\u00e4tten der Welt zu finden ist?<\/p>\n\n\n\n
Der Name des jungen Ingenieurs ist Dr. Kam Lau und er hat das schon schon mal gemacht.<\/p>\n\n\n\n
Dr. Lau wurde in der s\u00fcdchinesischen K\u00fcstenstadt Macau geboren, als diese in den 1950er Jahren noch ein portugiesisches Territorium war. Als er acht Jahre alt war, zog die Familie nach Hongkong, wo er die Staatsb\u00fcrgerschaft erhielt und den Rest seiner Kindheit und seines fr\u00fchen Erwachsenenalters verbrachte. Als j\u00fcngstes von sieben Kindern, vier M\u00e4dchen und drei Jungen, lernte Dr. Lau von klein auf den Wert der Arbeit mit seinen H\u00e4nden.<\/p>\n\n\n\n
“Mein Vater war Tischler”, erinnert sich Dr. Lau. “Und er starb, als ich erst zehn Jahre alt war. Meine beiden Br\u00fcder wurden f\u00fcr mich zu Helden, als ich jung war. Ich beobachtete alle meine Geschwister und wie sie arbeiteten, und ich sch\u00e4tzte es, wie sie der Familie etwas zur\u00fcckgaben.”<\/p>\n\n\n\n
Was seine Geschwister mit nach Hause brachten, waren die Urspr\u00fcnge eines wissbegierigen Ingenieursgeistes. “Wir waren beileibe keine wohlhabende Familie”, erinnert sich Dr. Lau. “Aber ich hatte Gl\u00fcck. Ich konnte eine Ausbildung machen und musste mir keine Sorgen um das Essen machen, aber es gab nie Geld f\u00fcr Spielzeug. Also habe ich mein eigenes geschaffen.”<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr Dr. Lau bedeutete das Herstellen von eigenem Spielzeug alles, vom Zusammenbinden von Blechdosen bis hin zur Verwendung der Werkzeuge seines Vaters, um Pendeluhren und N\u00e4hmaschinen aus dem Haus auseinanderzunehmen und wieder zusammenzusetzen. “Die N\u00e4hmaschine meiner Mutter war eines meiner Lieblingsspielzeuge”, sagt Dr. Lau und lacht. Und diese Bastelei in der Kindheit entfachte ein lebenslanges Interesse am Bauen und Gestalten.<\/p>\n\n\n\n
In seiner Nachbarschaft gab es eine Schmiede, eine Gie\u00dferei und mehrere Bauh\u00f6fe. Der junge Dr. Lau stand nach der Schule stundenlang vor diesen Betrieben und beobachtete die Maschinen und Werkzeuge, mit denen sie Dinge von Grund auf herstellten. “Heute wei\u00df ich, dass ich Ingenieur werden wollte, aber damals war ich so jung, dass ich nicht wusste, was Ingenieurwesen ist”, erinnert sich Dr. Lau. “Ich wollte einfach nur bauen und kreieren und alle Werkzeuge benutzen, die ich hatte.”<\/p>\n\n\n\n
Dieses Interesse am Bauen f\u00fchrte Dr. Lau an die technische Hochschule in Hongkong, wo er seine ersten praktischen Erfahrungen beim Entwerfen, Bearbeiten und Messen seiner eigenen Teile sammelte. Hier erfuhr er zum ersten Mal, welche entscheidende Rolle die Genauigkeit bei der Pr\u00e4zisionsbearbeitung spielt.<\/p>\n\n\n\n
Aber w\u00e4hrend die technische Hochschule ihm die Augen f\u00fcr die Welt des Ingenieurwesens und der Fertigung \u00f6ffnete, war etwas anderes dabei, ihm die Augen f\u00fcr die Welt au\u00dferhalb Hongkongs zu \u00f6ffnen. “Ich erinnere mich noch an den ersten Moment, als ich in die Vereinigten Staaten kommen wollte”, erinnert sich Dr. Lau. “Ich habe einen Film mit James Stewart gesehen. Er spielte einen Professor, und er fuhr mit dem Fahrrad \u00fcber den Campus, und ich dachte ‘Mensch, das ist so sch\u00f6n.’ Es war dieser Moment, diese Szene, in der er mit dem Fahrrad f\u00e4hrt, die Stimmung, die Ruhe und die Geb\u00e4ude der Universit\u00e4t, die mir das Gef\u00fchl gaben, dass es ein Paradies ist.”<\/p>\n\n\n\n
Dr. Lau begann nach amerikanische Universit\u00e4ten zu recherchieren und landete schlie\u00dflich an der University of Madison-Wisconsin. “Ich hatte immer noch nicht viel Geld”, sagt Dr. Lau. “Aber ich wusste, dass es eine gute Schule war, und ich dachte, sie w\u00fcrden mir das beste Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis f\u00fcr meine Studiengeb\u00fchren bieten.” Nach einem Jahr auf dem Lake-Superior-Campus wechselte er auf den Hauptcampus in Madison, wo er bis zum Abschluss seiner Promotion im Jahr 1982 bleiben sollte. Als Teil einer Kooperation zwischen der Universit\u00e4t und NBS erstellte er ein gro\u00dfes Forschungsprojekt f\u00fcr mehr als ein Dutzend Studenten. Dieses Projekt brachte ihm im Januar 1982 eine Stelle als Forscher bei NBS ein.<\/p>\n\n\n\n
Anfangs wurde Dr. Lau in einem Team eingesetzt, das Software entwickelte. “Und das hat mir nichts ausgemacht”, sagt Dr. Lau. “Ich war gut mit Software, aber irgendwann kehrte ich zu meinen alten Gewohnheiten zur\u00fcck: Dinge zu entwerfen, zu bauen, etwas anfassen zu k\u00f6nnen.” Und seine T\u00fcftelei f\u00fchrte dazu, dass er eine L\u00fccke in der Fertigungsindustrie bemerkte und eine revolution\u00e4re Idee hatte.<\/p>\n\n\n\n
In den fr\u00fchen 80er Jahren war die Robotik die neue Idee, die alle Bereiche der Fertigungsindustrie erfasste. Die gro\u00dfen Unternehmen gr\u00fcndeten Abteilungen f\u00fcr Robotik, wobei GM sogar eine Partnerschaft mit Fanuc einging, um GMFanuc Robotics zu gr\u00fcnden, eine der ersten gro\u00dfen Robotik-Partnerschaften in den USA. Dennoch gab es erhebliche Probleme mit dieser ersten Welle der Automatisierung. “Sie waren nicht sehr gut in der Lage, schwere Teile zu heben”, erinnert sich Dr. Lau. “Die Bildverarbeitungssysteme waren nicht so agil und leistungsf\u00e4hig wie heute. Der Computer, der die Informationen erfasst und an die Steuerung \u00fcbertr\u00e4gt, war sehr teuer, und sie waren nicht sehr schnell.”<\/p>\n\n\n\n
Als Mitglied des Handelsministeriums wurde die NBS damit beauftragt, die F\u00e4higkeiten dieser Roboter zu kl\u00e4ren und zu definieren, was sie leisten k\u00f6nnen und was nicht. “So kam ich auf die Idee f\u00fcr das Laser Tracker System”, sagt Dr. Lau. “Die Idee ist, dass ich einen Laserstrahl auf den Roboter richten kann, um ihn zu verfolgen, und dann kann ich ihn in ein X,Y,Z-Gitter setzen und Neigung, Rotation und Drehung sehen, um 6 Freiheitsgrade f\u00fcr den Roboter zu sehen. Mit diesen Informationen kann ich erstens die F\u00e4higkeiten des Roboters klassifizieren, und zweitens kann ich diese Informationen in Echtzeit nutzen, um die Position des Roboters zu steuern, wodurch er pr\u00e4ziser wird.”<\/p>\n\n\n\n
Dr. Lau brachte seine ersten Entw\u00fcrfe zu seinem Chef und bat um die Erlaubnis, mit der Arbeit an einem Prototyp beginnen zu d\u00fcrfen. “Er sagte: ‘Kam, ich wei\u00df nicht, wie es funktionieren wird, aber probieren Sie es aus'”, erinnert sich Dr. Lau mit einem Lachen. “Ich sagte ihm, in sechs Monaten w\u00fcrde ich ihm einen Prototyp des Systems zeigen.”<\/p>\n\n\n\n
Womit wir wieder bei dem Keller w\u00e4ren. “Es war genau wie damals, als ich jung war”, sagt Dr. Lau. “Ich bin durch den Schrottplatz der NBS gegangen und habe versucht, Teile herauszusuchen. Ich nahm ein ausrangiertes Laserinterferometer, einen sehr alten Drehtisch, und das bildete sozusagen die Basis f\u00fcr mein Laser Tracker System.”<\/p>\n\n\n\n
Sechs Monate sp\u00e4ter auf den Tag genau, kehrte Dr. Lau in das B\u00fcro seines Chefs zur\u00fcck. Es war nach 18:30 Uhr, und die meisten waren schon nach Hause gegangen. Dr. Lau fragte seinen Chef, ob er in den Keller kommen k\u00f6nne, um zu sehen, woran er gearbeitet hatte. “Er hatte es vergessen; er hatte keine Ahnung, was ich da machte”, lacht Dr. Lau. “Er war schockiert, als ich ihm diesen sehr primitiven Tracker zeigte, der aus alten, weggeworfenen Bauteilen bestand. Aber ich konnte ihm anschaulich demonstrieren, wie sich das Laserinterferometer auf einem Drehtisch hin und her bewegt, um das sich seitlich bewegende optische Ziel zu erfassen.”<\/p>\n\n\n\n
Von da an ging alles sehr schnell. Zwei Tage sp\u00e4ter pr\u00e4sentierte er den Direktoren von NBS das erste Design des Laser Tracker. Und er war nicht mehr im Keller, sondern im Labor. Am n\u00e4chsten Tag pr\u00e4sentierte Dr. Lau das System vor Vertretern der Army, Navy und Air Force. Das NBS-Marketingteam kam, um Fotos zu machen und Geschichten \u00fcber den neuen Durchbruch zu ver\u00f6ffentlichen.<\/p>\n\n\n\n
“Das Interesse war sehr gro\u00df”, erinnert sich Dr. Lau. “Und pl\u00f6tzlich hatten wir eine Finanzierung. Ich hatte allein gearbeitet, und jetzt wurde mir die Leitung eines Teams von vier oder f\u00fcnf Leuten \u00fcbertragen, um den ersten Prototyp zu bauen. Ich konnte mich mit den Details des Designs befassen und Teile herstellen, anstatt Komponenten vom Schrottplatz zu verwenden.” Mit dieser Finanzierung kamen eine Menge neuer Probleme, die es zu l\u00f6sen galt, um den Tracker wiederholbar und in realen Fertigungssituationen einsetzbar zu machen. Aber Dr. Lau war nie besorgt.<\/p>\n\n\n\n
Er hat wieder sein eigenes Spielzeug hergestellt.<\/p>\n\n\n\n
LESEN SIE TEIL 3: Dr.Lau Q & A<\/a><\/p>\n\n\n\n
LESEN SIE TEIL 2: Die Geburt von API<\/a><\/p>\n\n\n\n