A ketrecen túl: robottechnológia újragondolva

Az ipari robotokra hosszú idő óta barátságtalan, ketrecekben elzárt gépekként tekintünk. Hatalmas erejüket, sebességüket emberek közelében kordában kell tartani, továbbá a munkaterületüket is gondosan elkerítik.

Az elmúlt évek során azonban a robotok és emberek közti távolság egyre inkább lecsökken. A gyártósoron megjelennek az egyre barátságosabb robotok, és ezzel új munkafolyamatok is elterjednek, amelyek segítenek a költségek leszorításában, illetve a munkaerő-igényes iparágak hatékonyságának növelésében.

A "látás" alapvető fontosságú a komplex alkatrészekkel történő munka során. Fotó: theengineer.co.uk

Az egyik olyan szektor, amely ebből már most is sokat profitált, természetesen az autóipar. – Egy járműgyárban minden percben elkészül egy autó, és minden nap körülbelül ezer autó gördül le a sorról – mondta Adolfo Suarez Roos, az Airbus Group a francia nemzeti kutatási intézet ICARO projektjéért felelős robottechnológiai koordinátora és szakértője. A forgalom nagy, a robotok pedig segédkeznek a munkásoknak a repetitív folyamatokban.

Suarez reméli, hogy mindez hamarosan eléri a repülőgépipart is. Ám mivel ott a robottechnológia kevésbé elterjedt, meglehetősen különböző kihívásokkal kell szembenézni. – Az autóiparban a robotoknak 40 másodperce van, hogy elvégezzék a feladatukat, a teljes programozási folyamat pedig körülbelül egy hónapig tart. Az Airbusnál 1,5 repülőgép készül egy nap alatt, így olyan folyamatokról beszélünk, amelyek órákig is eltarthatnak. Mobil, együttműködő robotokra, valamint egyszerű és hatékony programozási módszerekre van szükségünk – hangsúlyozta Adolfo Suarez Roos.

A Cranfieldi Egyetemen található EPSRC intelligens automatizálási központ jelenleg azon dolgozik, hogy mindez megvalósítható legyen a repülőgépiparban is. A munka egyik nagyon fontos része, hogy feltárják, miként lehet a feladatokat úgy szétosztani az ipari robotok és a gépkezelők között, hogy mindkét fél esetében a lehető legnagyobb mértékben kihasználják a rendelkezésre álló készségeket. Amikor a gép és az ember hosszú ideig dolgozik együtt, a mérnökök arra próbálnak rájönni, hogy az emberek miként bővíthetik a robotok képességeit és fordítva.

A biztonság terén az egyetem egy viszonylag egyszerű rendszeren keresztül lézerszkennerek és 3D kamerák segítségével helyettesíti az automatizált ipari berendezések körül található fizikai korlátokat. A csapat elkészített egy demonstrációs cellát, amelyben a szerelést egy operátor, valamint egy ipari robot közösen végzi el. A lézer megkeresi az alkatrész felfogatási pontjait, egy gép pedig a megfelelő pozícióba helyezi azt, hogy a munkás elvégezhesse az elem felszerelését.

A munkás mozdulatait motion capture technológia segítségével digitalizálják, így az nem keresztezi a gépek mozgását. Fotó: theengineer.co.uk

– Az elmúlt 15 év során főként a robotok mozgására összpontosítottunk – emelte ki Christoph Borst, a Német Lég- és Űrkutatási Központ (DLR) robottechnológiai és mechatronikai intézetének automatizálásért és teleoperációért felelős vezetője. – Most viszont bevonjuk a munkásokat is, és egy interakciós nyelvet fejlesztünk ki – először azonban egyszerű paradigmákkal kell kezdenünk – tette hozzá a DLR szakembere. A Cranfieldhez és DLR-hez hasonló intézetek kutatásai számos esetben már elérték a gyártósort. Az Airbus Cádizban található Puerto Real üzemében például „kollaboratív” humanoid robotok segítségével bővítik az automatizált szerelési folyamatok körét repetitív feladatok esetében.

A Futurassy nevű projektet tavaly kezdték meg olyan folyamatok esetében, amelyeket más Airbus-gyáraknál is alkalmazhatnak majd.

Az Airbus által megvásárolt első robot a japán Kawada vállalattól érkezett a Puerto Real gyárba még a tavalyi évben, és azóta szerves része az A380 kormánylapátjának összeszerelési állomásának, ahol a szegecselést munkások és robotok együtt végzik el. A projekt sikeréhez kulcsfontosságú szempont a biztonság, illetve hogy meggyőződjenek arról, hogy az ember és robot közti korlátok produktív munkakapcsolatot tesznek lehetővé.

Az Airbus toulouse-i gyárában integrált robottechnológiát alkalmaznak az A350 gyártásához. Az RB3D által kifejlesztett robot váz (exoskeleton) segít a gyártósoron dolgozóknak a nehéz tárgyak emelésé során.

– Először egy biztonságos, könnyű, egykarú robotot alkalmaztunk, amely önállóan képes volt közlekedni a géptestben és megkönnyíteni a géptörzsben található konzolok beszerelési folyamatait – tájékoztatott Bernard Duprieu, az Airbus kutatási és technológiai részlegének munkatársa. Az Airbus hamarosan nagyobb szabadsággal rendelkező, kollaboratív robotokkal látja el a gyártósort, amelyek összetettebb folyamatok elvégzésére lesznek képesek nehezen elérhető helyeken, valamint beszerelésükhöz nem lesz szükség infrastrukturális változtatásokra.

Az Airbus a „Jövő gyára“ program során folyamatosan tanulmányozza az együttműködő robotok használatát a géptörzsben, ajtók, illetve ablakok esetében elvégzett vízállósági tesztek során. Ezek a folyamatok rendkívül megterhelőek az emberek számára.

A robot a teljes alkatrészt megvizsgálja, illetve hallgatja és rögzíti a szivárgást jelző zörejeket. Egy másik terület, ahol az automatizálás lehetőségeit vizsgálják a nagy precizitást igénylő helikopterlapátok bevonatának gyártása.

Phil Webb a Cranfieldi Egyetem professzora, aki több mint 20 éve dolgozik az automatizálás területén a repülőgépiparban.

Elmondása szerint a korábban elterjedt gyártási technikák miatt a ketrec nélküli, kollaboratív robotok bevezetése nagy kihívásnak néz elébe.

– A legnagyobb korlátozás továbbra is a termékszám–komplexitás problémája, amely gyakran megvétózza a terveink üzleti értelmét – hangsúlyozta Webb.

– Ez vezetett a kollaboratív folyamatok iránti megnövekedett érdeklődéshez, ám a reális alkalmazás érdekében, túl kell jutnunk a korlátozott erejű és sebességű robotokon és meg kell vizsgálnunk a nagy volumenű gyártásban használt ipari robotokkal kapcsolatos lehetőségeket.

Ehhez pedig meg kell szabadulnunk a jelenlegi „ketrecközpontú“ biztonsági megközelítéstől, és rugalmasabb módszereket kell találnunk kockázatok felismeréséhez, illetve kiküszöböléséhez. Az együttműködés levezénylése a munkavállaló szempontjából szintén kulcsfontosságú a siker szempontjából, mivel számos létező szabályt áthágunk az automatizálás újraértelmezése során – emelte ki a Cranfieldi Egyetem professzora.

Phil Webb szerint nincs kétség afelől, hogy az automatizálás a repülőgépipar területén jelentős növekedésen megy majd keresztül az elkövetkező néhány év során. Az észak-amerikai és európai gyártóközpontokra nehezedő nyomás a költségek terén hamarosan azt eredményezheti, hogy a vállalatoknak nem lesz más választásuk, nyitniuk kell a kollaboratív robottechnológia felé.

Via theengineer.co.uk