Mobilny i automatyczny system robota HelMo

Podczas gdy dzisiaj w przemyśle niejednokrotnie dyskutuje się o scenariuszach przyszłości, w firmie Stäubli przyszłość produkcji po cichu nabiera kształtu. W pilotażowym projekcie pracownicy fabryki wykonują swoje zadania ramię w ramię z mobilnym, autonomicznym robotem.

HelMo jest innowacyjnym, mobilnym systemem zrobotyzowanym, który został stworzony przez Stäubli Robotics. Może on poruszać się i nawigować w sposób autonomiczny oraz wykonywać swoje zadania w sposób całkowicie zautomatyzowany z dużą prędkością. HelMo może nawet współpracować z ludźmi.

Kiedy każdego ranka HelMo przystępuje do pracy w hali montażowej w Bayreuth, przypomina to nieco film science fiction. Mobilny robot kieruje się samodzielnie do swojego miejsca pracy, zwalnia lub zatrzymuje się w momencie, kiedy jego ludzcy koledzy znajdują się zbyt blisko, aby następnie kontynuować swoją drogę do celu. Wśród różnych zadań przypisanych do systemu są wymagające prace montażowe, które związane są z dużą precyzją. HelMo musi być do tego przygotowany.
W  praktyce procedura jest następująca: robot ustawia się samodzielnie dokładnie co do jednej dziesiątej milimetra na  miejscu za  pomocą trzech elementów pomiarowych na stałe zainstalowanych w  stacji roboczej. W tym momencie może rozpocząć się jego zmiana. Kiedy obserwuje się działania HelMo z bliska, szybko staje się oczywiste, dlaczego załoga chętnie przekazuje robotowi swoje zadania. Montaż styków elektrycznych w systemach multizłączy jest bardzo monotonny i żmudny. Każdy pojedynczy pin musi być dokładnie wsunięty do obudowy multizłącza. 
Są to zawsze te same ruchy: chwycenie pinu, precyzyjne umiejscowienie, docisk. Pin po pinie, złącze po złączu, godzina po godzinie. Przy tym monotonia pracy jest jedną kwestią, a drugą jest zwiększająca się liczba błędów w trakcie wydłu- żania się czasu pracy. HelMo zawsze działa idealnie, wykazując stałą precyzję przez cały czas.

Bardziej elastyczna produkcja dzięki uniwersalnej maszynie
Jeśli spojrzymy na ramię robota podczas montażu złączy, staje się jasne, o czym myśli Gerhard Geyer, kierownik projektu w Stäubli, kiedy mówi o asystencie. HelMo porusza się w miejscu pracy tak naturalnie jak każdy inny pracownik. Się- ga po obudowę złącza, która ma zostać złożona, i umieszcza ją w precyzyjny sposób w odpowiednim miejscu. Następnie sięga do regału po plastikowy pojemnik z pinami, podjeżdża do podajnika i wysypuje elementy na taśmę montażową, na której są one rozdzielane. Odbiera piny jeden po drugim, a następnie montuje je szybko i precyzyjnie w obudowie. Po zakończeniu montażu odkłada zmontowane złącze i rozpoczyna nowy proces montażu. O ile tym razem był to montaż wtyczek, jutro może być to grawerowanie laserowe albo jakiekolwiek inne zadanie, do którego robot może zostać wykorzystany. Nadrzędnym celem bieżącego projektu pilotażowego jest zintegrowanie HelMo w sposób produktywny i opłacalny w ramach istniejących procesów, a przy tym zebranie doświadczeń w celu wdrożenia późniejszych zastosowań seryjnych. Aby móc korzystać z HelMo w przyszłości w sposób jak najbardziej wszechstronny, musi mu zostać wytyczony kierunek. Zadanie to spoczywa na dziale konstrukcyjnym oraz logistycznym. Tylko wtedy można z powodzeniem wykorzystać przyszłościową strategię współpracy człowiek – robot – dokładnie w taki sposób, jak zrobiła to firma Stäubli w zakładzie produkcyjnym w Bayreuth.

Fot.: Stäubli

Helmo sprawdza się we wszystkich zadaniach
HelMo jest innowacyjnym, mobilnym systemem robota, który może poruszać się i nawigować w sposób autonomiczny. Przy tym kontroluje on stale swoje otoczenie dzięki trzem zintegrowanym skanerom laserowym. Robot może wykonywać swoje zadania w pełni automatycznie z maksymalną prędkością lub, w przypadku zaistnienia takiej potrzeby, współpracować ramię w ramię z człowiekiem.

HelMo bazuje na standardowym robocie TX2. Sześcioosiowy TX2touch 90L cechuje się maksymalnym obciążeniem 15 kg i zasięgiem 1200 mm. Maszyna ta została opracowana z myślą o bezpośredniej współpracy robota z człowiekiem. Aby sprostać wysokim technicznym wymaganiom bezpieczeństwa, ma ona wbudowany kompleksowy pakiet bezpieczeństwa wraz z systemem kontroli bezpieczeństwa CS9.

Inną wyróżniającą się cechą tego robota jest „elektroniczna skóra”. Ta wrażliwa na dotyk powierzchnia zapewnia natychmiastowe zatrzymanie się robota w przypadku bezpośredniego kontaktu z człowiekiem. Wszystkie funkcje zabezpieczające są certyfikowane i spełniają rygorystyczne wymagania dotyczące kategorii bezpieczeństwa SIL3-/PLe.

– "Mobilny robot ma budowę modułową i jest wyposażony w automatyczny system wymiany narzędzi. Dzięki temu HelMo jest bardzo uniwersalną maszyną, można go zastosować w dużej liczbie zadań, a robot może odciążać załogę w przypadku trudnych czy monotonnych czynności. Widzimy w nim w mniejszym stopniu robota, a bardziej asystenta, który w sposób elastyczny znajduje się zawsze w tym miejscu, gdzie jest potrzebny. Gdy HelMo stanie się w przyszłym roku standardowym produktem, chcielibyśmy oczywiście nadać mu najwyższy możliwy stopień elastyczności dla jak największego spektrum zadań. I powinien on, tak jak pozostałe produkty Stäubli, cechować się wysoką dostępnością oraz bezpieczeń- stwem. Z pewnością optymalnym warunkiem dla osiągnięcia tego celu jest testowanie go w realnym środowisku pracy, a najlepiej we własnej fabryce na linii produkcyjnej" – mówi Gerhard Geyer, kierownik projektu w firmie Stäubli. 


Źródło: Stäubli