Průmyslové roboty přesnější a s jednodušším programováním

Úvodní myšlenkou zavádění průmyslových robotů bylo osvobodit člověka od monotónní, někdy i nebezpečné práce a dopřát mu více volného času pro naplnění životních zájmů. Za vpravdě úspěšný věk s nadšením nasazovaných prvních skutečně funkčních průmyslových robotů, lze považovat už období kolem 80. let minulého století. Až do počátku 90. let se počet instalovaných robotů každé tři roky přibližně zdvojnásoboval, ale postupně z důvodu nasycení tradičních trhů kolem velkosériové výroby v automobilovém průmyslu přicházelo období stagnace. Netrvalo ale nijak dlouho a už na přelomu století se díky dokonalejším způsobům řízení i podstatně vyšší úrovni senzorů a systémů pro zpracování obrazu trh oživoval, roboty se dostávaly i do zcela nového prostředí a tento stav, s výchylkami v krizových ekonomických letech, trvá doposud. TRH ROBOTŮ SE VZPAMATOVAL Po technické stránce vývoj samotných robotů podstatně předstihuje schopnosti společnosti k optimálnímu využití jejich předností a jak se dnes naplňuje úvodní moto zavádění robotizace s nabídkou volného času, dovede si každý představit. Chyba není v robotech a celkové automatizaci výrobních procesů, ale v krizi ekonomických systémů, podléhajících společensky neefektivním postupům řešení. I to je jednou z příčin v poslední době opakujících se hospodářských krizí. Při té nedávné v roce 2009 poklesl obrat na trhu robotů a robotických systémů při roční výrobě kolem 60 000 těchto zařízení oproti předchozímu roku 2008 o celých 47 %. Po překonání tohoto negativního stavu se ale už v roce 2010 celosvětový prodej průmyslových robotů při počtu 118 337 téměř zdvojnásobil. Současné statistiky VDMA – německého oborového svazu výrobců strojů a zařízení – hovoří v celosvětovém měřítku o ročním nárůstu průmyslových robotů včetně asistenčních a servisních o hodnoty v dvouciferných číslech. A podle VDMA by se obdobný stav mohl udržet i nadále v příštích, nejistých letech. Při stagnaci ekonomiky v Evropě je důvodem částečného optimismu současná rostoucí americká poptávka po produktech průmyslového sektoru a stále zatím úspěšný, i když oproti minulým letům přece jen zpomalený, rozvoj v zemích jihovýchodní Asie a v Brazílii. NESKUTEČNÁ JE PŘESNOST ROBOTŮ Cest, jak léčit světovou ekonomiku, je jistě vícero, ta univerzální, s hledáním úspor, je vlastní celému programu automatizace, včetně nasazování robotů. Ty už dnes dosahují neskutečné přesnosti, potřebné i pro některé přímé obráběcí operace a programování, zvláště pak intuitivní. Přesnost se dostala až na úroveň využitelnou i pro malé výrobní série a provoz malých a středních podniků bez programátorských specialistů. A díky vyspělým senzorovým systémům dostává robot už i možnost vlastní autoregulace. Mitsubishi Electric ve spolupráci s Robotics Technology Leaders tak např. vyvinul v kombinaci se senzorovým systémem robot, který dokáže v reálném čase a v reakci na změny prostředí upravovat pohyb a dráhu svého ramena. Přitom senzory řízené ovládání v reálném čase nevyžaduje ani žádné složité programování. Avšak jako každou dražší a složitější investici, tak i nákup průmyslového robotu je třeba zvažovat jak z technických, tak ekonomických pohledů. Z dlouhodobé perspektivy se ale roboty pro svou univerzálnost, flexibilitu, rychlost a přesnost mohou stát pro podniky výraznou podporou při zabezpečování konkurenceschopnosti a nakonec i snižování vlastních výrobních nákladů při permanentním nárůstu hodnoty lidské práce. BEZPEČNÝ PROVOZ U VŠECH PROVOZNÍCH SYSTÉMŮ Udělat si přehled o současném stavu automatizace a robotiky, o různých systémech či vývoji rozdílných struktur sériové, paralelní i hybridní kinematiky nabízí v letošním roce při dvouleté periodicitě už 5. ročník specializovaného mezinárodního veletrhu AUTOMATICA 2012, který se koná v Mnichově od 22. do 25. května. Veletrhu v roce 2010 se zúčastnilo 708 vystavovatelů, a jak 7. února na tiskové konferenci v Praze informoval Norbert Bargmann, zástupce Mnichovských veletrhů z vedení společnosti, letošní stav přihlášek k únorovému datu dává vizi jejich dalšího nárůstu. Veletrh Automatica, i když zatím ne ještě s příliš dlouhou tradicí, si pro svou konkrétní náplň získal neobyčejnou popularitu. Předkládá nejčerstvější informace nejen z komerční nabídky, ale i z výzkumu, výsledky řešení nových projektů, a to jak zaměřených na výrobní, tak i obslužné procesy, servisní roboty, řídicí a ovládací prvky a senzory a jak je tomuto veletrhu už léta vlastní, technologie Green Automatisation tu má skutečně zelenou. Nabídka novinek je obrovská, jde o těžko jednorázově publikovatelné množství. Ale jednu věc mají všechny společnou. Tou je v první řadě nutnost zajištění bezpečného provozu u všech provozních systémů. Individuálních, hybridních a dnes už i celých robotizovaných provozů. ZAJÍMAVÝ POVLAK: UMĚLÁ KŮŽE U jednotlivých pracovišť to řada výrobců robotů řeší cestou propojení řídicího systému stroje se soustavou senzorů, které při překročení bezpečnostních mezí vydávají impuls pro zpomalení nebo zastavení chodu robotu. Hned několik vývojových pracovišť to řeší povrchovou úpravou částí systémů se sítí taktilních senzorů s citlivostí, která takovému povlaku přinesla název „umělá kůže“. Podstata řešení, vyvíjeného v Kalifornské univerzitě v Berkeley, Stanfordské univerzitě i Fraunhofer Institutu IFF z Magdeburku, je vždy stejná – síť dostatečně citlivých taktilních senzorů, umístěná v měkkém, většinou vodivém pěnovém materiálu, s elektronikou pro vyhodnocení situace a předání informace robotu, počítači nebo řídicímu centru. Umělou kůží může být pokryt třeba stojan či rameno robotu, ale může být vložena i do podlahy, kde slouží jako síť nášlapných senzorů. Velikost plochy sítě a ani její geometrický tvar nejsou nijak ohraničené. Citlivý povrch umělé kůže dokáže rozlišit také sílu dotyku. Provedení z IFF bylo užité např. u laboratorního asistenčního robotu LISA, který se stará o fyzické doplňování databáze laboratorních vzorků a při své práci spolupracuje s laboranty. Po konstrukční stránce je manipulační část robotu v provedení scara, s ramenem a stojanem opatřenými na povrchu právě uváděnou umělou kůží. Poměrně inteligentní systém řízení robotu tady dostává navíc informace z termokamery, která sleduje akční prostor ramena s chapadlem, a protože jde o mobilní robot, je tu i laserová navigace. Se spolupracujícím okolím se robot může domlouvat i hlasem, má velkou slovní zásobu a rozumí i větám. Při větší hustotě robotizovaných a kombinovaných pracovišť je ale už vhodnější celoplošný bezpečnostní systém, platný pro provoz v celé hale. Dva zajímavé návrhy řešení opět pocházející z ústavů Fraunhofer Gesellschaft: KAMERY ZACHYTÍ VEŠKERÉ DĚNÍ Jedním z nich je pod názvem „Sim4Save“ tzv. inteligentní monitorovací systém z Fraunhofer Institutu IDTM. V rámci projektu „BildRobo“ dostal za úkol pojmout do monitorování celou halu, včetně rozličných druhů pracovišť. K tomu se ve vybavení haly volí vhodný počet kamer, doplněný programem, který je schopný určité předvídavosti vzhledem k typu provozu. Kamery musejí zachycovat veškeré dění a prostory haly, nesmějí zůstávat žádné mrtvé úhly nebo rohy. Při překročení programem nastavených limitů vydává systém včasné varování, při krajním nebezpečí zazní nejen varovný tón, ale robot či jiné zařízení zpomalí svůj chod nebo se zastaví. Druhý systém na bázi projekce a snímání pochá zí z projektu „ViERforES“, řešeného ve Fraunhofer Institutu IFF a je složen z projektorů a kamer, umístěných na stropě nebo stěnách haly. Projektory zobrazují na ploše haly bezpečnostní linie, přes které člověk nesmí vstupovat. Pokud k jejich překročení dojde, je takový pohyb zachycen kamerou, která vydá i impuls pro omezení nebo zastavení pohybu robotu. K projekci bezpečnostních zón dochází modulovaným světlem, kdy nedochází k rušení jiným druhem světla, slunečním ozářením nebo opačně stínem nebo jinými vedlejšími světelnými efekty. I tady se dá způsob varování kombinovat s akustickými i optickými signály. Na závěr několik stručných věcných i organizačních informací, jak zazněly na uvedené tiskové konferenci. Během veletrhu AUTOMATICA 2012, ve dnech 21. a 22. května, se koná v Mezinárodním kongresovém centru kongres Robotik 2012. Po celou dobu veletrhu pak na mnichovském výstavišti paralelně probíhá i další veletrh, veletrh keramiky a práškové metalurgie Ceramitec 2012. O všech těchto akcích podá informace a řadu služeb i zajistí brněnská s. r. o. Expo-Consult+Service, která Mnichovské veletrhy v České republice zastupuje (www.expocs.cz). ???????????/jš/