hirdetés
hirdetés

Mobil robotrendszerek

Amikor a robotok szabadon mozognak

Platformok mozognak autonóm módon a gyártócsarnokokban, és munkadarabokat szállítanak egyik géptől a másikig. Ez a megoldás már ma is realitás az ipar bizonyos ágazataiban. Ahol a darabok túl nehezek ahhoz, hogy emberi erővel mozgathatók legyenek, az úgynevezett autonóm irányítású járművek (AGV) veszik le a vállunkról a terhet. Ráadásul arról is gondoskodnak, hogy ne kelljen minden új műveletet a meglévő gyártósorokba integrálni.

hirdetés

A termékek egyre fokozódó testre szabása idején a nagyobb rugalmasság új lehetőségeinek kihasználása döntő versenyelőnyt jelent. A jövő sokoldalú, rugalmas gyárának szerves részét fogják képezni a mobil robotrendszerek, amelyek nem csupán szállítják, hanem meg is munkálják a munkadarabokat, és képesek közvetlenül együttműködni az emberekkel. Fokozatosan felváltják majd a régebbi generációs ipari robotokat, amelyek ugyanazokat a feladatokat látják el ismétlődően, miközben védett helyen, szilárdan a padlóhoz erősítve állnak.

Új, rugalmas koncepciók a jövő gyárában

Nagyobb fokú testre szabás, több termékvariáció, átváltás a merev tömegtermelésről a személyre szabott termékekre, amelyeket a vásárló maga konfigurálhat a digitális világban a számítógépe előtt ülve – és megrendelheti az interneten egy forgalmazótól vagy közvetlenül a gyártótól online. Mindezekhez radikális változásokra van szükség a gondolkodásban. Ugyanis az áruk előállításának a mainál jelentősen rugalmasabbá kell válnia az egyéni igényekre szabott termékek világában. Ennek megvalósítása érdekében új termelési koncepciókra lesz szükség, amelyek rendkívül sokoldalú gyártást tesznek lehetővé ipari méretekben, valamint hálózatok kialakítását a teljes feldolgozási folyamatban. A termelési logisztika alapvető változáson fog keresztülmenni. A robotok szabadon fognak mozogni a gyártó létesítményekben mobil platformokon, különféle feladatok széles skáláját elvégezve, miközben együttműködnek az emberekkel. A jövő gyártásának első megoldásai már meg is valósultak: a KUKA kifejlesztette például a mátrix gyártási koncepcióját. A mátrixrendszer automatikusan képes önmagát „menet közben” átalakítani a terméktípusok módosítása érdekében – várakozási idők és kiesett gyártási idő nélkül – például mobil platformok alkalmazásával.

Rendkívüli rugalmasságot kínál a mátrix gyártási koncepció
Rendkívüli rugalmasságot kínál a mátrix gyártási koncepció

A robotok „járni” tanulnak

A mobil robotrendszerek kulcsfontosságú szerepet játszanak ezekben a jövőbeli megoldásokban. Mégpedig joggal: hatalmas ugrást jelentenek az AGV-k evolúciójában. Egy áthelyezhető robottal összekapcsolva az autonóm mozgású platformok a jövőben nem csupán hagyományos szállítási feladatokat tudnak majd ellátni, hanem sokféle fel- és lerakodási, megmunkálási műveletet is, együtt dolgozva az emberekkel. Más szóval, a robotok „megtanulnak járni”, és rugalmasan közlekednek a különböző gyártási területek között a jövőben ahelyett, hogy mozdulatlanul állnának a biztonsági korlátok mögött. Innen kezdve már nem kell a munkadarabot a robothoz juttatni; a robot megy közvetlenül a munkadarabhoz, és azt azonnal meg is munkálja.

Ez az újfajta mobilitás lehetséges új alkalmazási területeket nyit meg a robotok számára számos iparágban, ahol a beruházási költségek például egyetlen gépnél történő felhasználásnál korábban túl magasak voltak. Ha azonban a robot mobil, és több azonos típusú gép között mozoghat, miközben mindegyiknél ugyanazt a feladatot látja el hatékonyan, a megtérülési idő jelentősen lerövidülhet. Az új mobilitás a robotokat életképes megoldássá teszi az olyan helyzetekben is, ahol az emberek különösen kedvezőtlen körülmények között dolgoznak, így levéve a terhet emberi kollégáik válláról. A repülőgépgyártásban például az AGV-k többtonnás komponenseket mozgatnak milliméteres pontossággal, miközben a robotok a szakképzett munkásokat segítik a nehéz vagy monoton feladatokban. Számos lehetőség adódik a fúrástól a szegecselésen, a rögzítésen, az emelésen és a pozicionáláson át a bevonatok, ragasztóanyagok és tömítések elhelyezéséig. Például egy mobil robotrendszer korrózióálló tömítést helyezhet a repülőgép külső burkolatára. A helyhez kötött robotok számára ezek a komponensek egyszerűen túl nagyok – a mobil robotok viszont rugalmasak, és változó sebességgel tudnak a komponensek mellett mozogni, illetve más feladatokra is felhasználhatók, például az anyagellátás biztosítására. A mobil robotrendszerek ezenkívül a tiszta helyiségekben is értékes szolgálatot tehetnek.

A mobil robotrendszerek az emberekkel együtt dolgozhatnak (forrás: KUKA)
A mobil robotrendszerek az emberekkel együtt dolgozhatnak (forrás: KUKA)

A robotok ott jelenthetnek előnyt, ahol érzékeny komponensek gyártása miatt a legnagyobb figyelmet kell fordítani a beltéri klímára, a tisztaságra és a gyártórendszer funkcionalitására, hiszen például nem okoznak szennyeződéseket. Mostanáig a használhatóságuk korlátozott volt a mobilitás hiánya miatt, és az embereknek kényelmetlen védőöltözetet kellett viselniük a speciális környezetben végzett munkájuk során. Mindez megváltozhat a jövőben.

Negyven prototípus használatban

A KUKA az elmúlt években mobil robotrendszerek számos prototípusát fejlesztette ki, amelyek közül mintegy negyven működik jelenleg próbaüzemben különböző iparágak vállalatainál. Több cég is felismerte az új mobilitás előnyeit, és a KUKA-hoz további érdeklődések érkeztek. A mobil robotrendszerek sorozatgyártása 2017 végén indult meg. Az erre a célra kifejlesztett KMR-sorozat (KUKA Mobil Robotika) mind a négy alapelemet ötvözi, amelyre egy mobil robotrendszernek szüksége van, hogy az előnyeit teljes egészében ki lehessen aknázni: * mobile platform, * intelligens navigációs szoftvercsomag, * rugalmas robot, * erőteljes, könnyen használható vezérlő.

Az ügyfelek a rendszer összes komponensét egyetlen forrásból kapják meg, amit jelenleg egyetlen másik robotgyártó sem tud biztosítani. A moduláris rendszer révén pedig a vásárló pontosan azt a rendszert választhatja ki, amelyre az igényeihez szüksége van.

Mindenekelőtt a mobil robotrendszerhez mobil platformra van szükség. A szükséges terhelhetőségtől függően ez lehet * KUKA omniMove mobil platform (KMP) több mint 3 tonnás terhelhetőséggel, * KMP 1500 maximum 1,5 tonna terhelhetőséggel vagy * KMP 200 0,2 tonnához.

A legnagyobb terhelhetőségű omniMove platformot a repülőgépparban is használják
A legnagyobb terhelhetőségű omniMove platformot a repülőgépparban is használják

Mindhárom megoldás a Mecanum keréken alapuló, speciálisan kifejlesztett KUKA omniMove hajtási technológiát alkalmazza. Ez teszi lehetővé, hogy a járművek omnidirekcionálisan (minden irányban) mozgathatók legyenek. A hordó alakú, külön görgőkkel ellátott kerekek egymástól függetlenül képesek mozogni. Így a KMP-k transzlációs és forgó mozgást tudnak végezni a legkisebb helyen is, álló helyzetből. Ezáltal gyorsan és kis helyigénnyel tudnak mozogni minden irányban.

Navigációs szoftver a biztonságos mozgáshoz

A mobil platformoknak intelligens navigációs szoftverre is szükségük van, hogy biztonságosan mozoghassanak. A KUKA.NavigationSolution az autonóm módon navigáló járművek ideális kiegészítője. Autonóm navigációt tesz lehetővé – az ütközések veszélye, illetve mesterséges jelölések szükségessége nélkül. A gyártó minden mobil robotrendszere rendelkezik biztonsági lézerszkennerekkel. Elsődleges funkciójuk, hogy a munkakörnyezetet feltérképezzék. A KUKA.NavigationSolution szoftver ehhez minden adatot a biztonsági lézerszkennerektől szerez be, majd segítségükkel elkészíti a környezete térképét a SLAM-módszer (egyidejű helymeghatározás és térképezés) alkalmazásával. Ezek a térképek szolgálnak az autonóm navigáció alapjául. A rendszer a környezetben bekövetkező változásokra is reagál, amelyek egy rugalmas logisztikai rendszerben gyakran előfordulnak.

Egyéni, vásárlóspecifikus megoldást kínál a KMR Quantec
Egyéni, vásárlóspecifikus megoldást kínál a KMR Quantec

A virtuális pályák használata révén lehetséges a platform mozgatása kizárólagosan a meghatározott útvonalakon. A gyártócsarnokokban a mobil robotok ezt a korszerű navigációs szoftvert alkalmazzák, hogy a padlón jelzésekre, indukciós hurkokra, mágnesekre egyáltalán ne legyen szükség. A biztonsági lézerszkennerek alkalmazása révén a mobil platformok közös útvonalakat, munkakörnyezetet használhatnak a kezelőkkel. Ha egy HRC-képes robotot telepítenek a platformra, a rendszer aktívan együtt tud működni a kezelővel.

Amikor az LBR iiwa „lábat növeszt”

Elméletileg minden KUKA robotot mobil platformra lehet telepíteni. Az LBR iiwa modellt jelenleg standard megoldásként kínálják a KMR-verziókban az ember-robot együttműködés (HRC) variációjaként. Egy moduláris rendszerben a KMR iiwa az érzékeny LBR iiwa kis súlyú robot erősségeit egyesíti a KMP 200 mobil platform előnyeivel. A KMR iiwa helytől független és kimagaslóan rugalmas – tökéletes alapot jelent az ipar 4.0 követelményeinek teljesítéséhez. Ehhez a rendszerhez a KUKA a robottechnológia, a mobil platformok és az ipari komponensek többféle kombinációját kínálja. Az LBR iiwa kis súlyú robot minden tengelyén elhelyezett, hét speciális nyomatékérzékelőnek köszönhetően a KMR iiwa rendszer rendkívül érzékeny a környezetére. Biztonságosan navigál, védőkorlátok nélkül – a külső érintés hatására azonnal megáll. A KMR iiwa pozicionálási pontossága ±3 mm még a legszűkebb helyeken is. A KUKA.NavigationSolution segítségével megbízhatóan mozog mindenféle tárgy körül, és az omnidirekcionális platform soha nem tapasztalt rugalmasságot biztosít. A KMR iiwa teljes egészében a KUKA fejlesztése: a robot, a platform, a vezérlő és a szoftver mind a vállalat sorozattermékein alapul, és működésük optimálisan összehangolt. A cég jelenleg a KMR Quantec egyéni, vásárlóspecifikus megoldáson dolgozik. A jövőben a KR Cypertech sorozat robotjait is mobil robotokként fogják megtervezni.

A jövő irányítása

Az innovatív KMR iiwa robotika alapját a KUKA Sunrise vezérlési technológia képezi, amelyet külön az LBR iiwa, a KUKA Sunrise Cabinet vezérlőhardver és a KUKA Sunrise.OS vezérlőszoftver számára fejlesztettek ki. A KUKA Sunrise Cabinet a biztonsági vezérlést, a robotvezérlést, a logikai vezérlést és a folyamatvezérlést egyesíti a teljes rendszerben. Interfészei, méretezhetősége, teljesítménye és nyitottsága azt jelenti, hogy gyakorlatilag végtelenek az automatizálási lehetőségek. A jövőben az is lehetséges lesz, hogy több kis súlyú robotot egyetlen vezérlővel irányítsunk.

Mobil robotika irányítása okoseszközre fejlesztett vezérlőszoftverrel
Mobil robotika irányítása okoseszközre fejlesztett vezérlőszoftverrel

Úttörő szerepet játszik

Ha a robotok 100 százalékos kihasználtságát szeretnénk biztosítani az iparban, és azt akarjuk, hogy költséghatékonyak legyenek a gyártás számára még kis tételméret esetében is, rugalmasabbá kell válniuk. Ezt a rugalmasságot most első ízben a mobil platform, az intelligens navigációs szoftver, egy HRC-képes robot és egy erőteljes vezérlő kombinálásával érhetjük el, mindezt a vásárló sajátos követelményeihez igazítva. A megoldás helyet takarít meg a gyártócsarnokokban, és segít megelőzni a munkahelyi baleseteket. Mindezek az előnyök a mobil robotrendszereket rendkívül vonzóvá teszik a jövő gyára számára. Mivel egy ilyen rendszert testre kell szabni a konkrét gyártási követelmények szerint, és minden alapvető komponensének egyetlen forrásból kellene érkeznie az optimális összehangolás érdekében, a KUKA úttörő szerepet játszik a gyártás ilyen újszerű rugalmasságában.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés