Czy to w hali produkcyjnej, w pomieszczeniu czystym czy w laboratorium: wszędzie obecnie stosowane są roboty i inne komponenty automatyzacji, które wspierają głównie w powtarzalnych, fizycznie wyczerpujących lub niebezpiecznych zadaniach. Jednak zanim zostaną zainstalowane, zaprogramowane i skonfigurowane, często mija jeszcze dużo czasu. Dlatego głównym celem jest „Automatyzacja automatyzacji”. Oznacza to, że konfiguracja i uruchamianie z odpowiednimi narzędziami przebiega znacznie bardziej automatycznie niż dotychczas, co oszczędza czas i koszty.
Instytut Fraunhofera IPA zaprezentował na Automatica w Monachium szereg rozwiązań, które przy wykorzystaniu technologii AI znacznie upraszczają i przyspieszają planowanie, programowanie i szkolenie robotów, automatyzując te procesy (częściowo).
Framework oprogramowania dla wszystkich maszyn i urządzeń
Naukowcy pod kierownictwem Davida Breuniga z zespołu badawczego IT-Architektury dla produkcji w Fraunhofer IPA opracowali ramy oprogramowania, które umożliwiają firmom automatyzację całej produkcji. Programowalne sterowniki logiczne (SPS), które dotychczas regulowały działanie maszyn i urządzeń oraz były masowo instalowane w fabrykach, mogą stać się zbędne.
„Kto dzisiaj kupuje SPS od uznanego producenta, uzależnia się od jego sprzętu, środowiska programistycznego i języka programowania“, mówi Breunig, „i dokładnie to chcemy zmienić naszym frameworkiem oprogramowania.“
Aby pokazać, jak działa ta zdefiniowana przez oprogramowanie automatyzacja, Breunig i jego zespół zbudowali demonstrator, który ilustruje działanie i wykorzystanie frameworka. Odwiedzający mogą z niego skorzystać na Automatica.
na ekranie poznać poszczególne moduły frameworka oprogramowania i samodzielnie stworzyć lub zoptymalizować projekt automatyzacji.
Wraz z koleżanką i dwoma kolegami Breunig planuje założyć własną firmę opartą na frameworku oprogramowania. Ich start-up, retavi GmbH, oficjalnie rozpocznie działalność pod koniec roku. Elastycznie wykorzystywane inteligentne mobilne manipulatory
Humanoidalne roboty cieszą się obecnie dużym zainteresowaniem w mediach i również na Automatica odegrają dużą rolę. Zgodnie z badaniem Fraunhofer IPA w ramach Centrum Postępu AI „Systemy uczące się i robotyka kognitywna”, wiele firm ma jednak niewielkie zainteresowanie tym, aby roboty mogły poruszać się jak człowiek.
Zamiast tego ankietowani eksperci dostrzegają największy potencjał w tym, że humanoidalne obiekty powinny być w stanie chwytać przedmioty w sposób równie elastyczny jak człowiek. I właśnie tutaj nawiązuje do tego aktualny rozwój Fraunhofer IPA. Ze względu na wiele stopni swobody w robocie, nie jest efektywne programowanie robotów do tych procesów chwytania w sposób kompleksowy. Aby temu zaradzić, Fraunhofer IPA bada podejścia do szybkiego i intuicyjnego uczenia się złożonych ruchów chwytania i manipulacji.
Procesy chwytania mogą być na przykład nauczane w symulacji z wykorzystaniem głębokiego uczenia przez wzmacnianie. W centrum uwagi znajduje się nie tylko sterowanie robotycznymi rękami, ale szczególnie intuicyjne instruowanie i uczenie nowych.
Zastosowania dla w pełni elastycznych systemów robotycznych – w tym mobilnych platform wielozadaniowych z wieloma ramionami i chwytakami. W tym celu stosowane są nowoczesne metody, takie jak uczenie przez naśladowanie oraz tzw. modele bazowe. Wykorzystuje się przy tym naturalne instrukcje językowe, teleoperowane wykonania oraz procesy demonstrowane przez ludzi, aby efektywnie przekazywać umiejętności robotów.
Demonstruator na stoisku targowym przekazuje praktyczny wgląd w wybrane aspekty technologii i pokazuje, jak centralne pomysły z aktualnych badań można przenieść na zastosowanie. Ponadto istnieje okazja, aby dowiedzieć się więcej o wyzwaniach aktualnych metod uczenia przez naśladowanie i modeli podstawowych, a także o tym, jak hybrydowe podejście może celowo wypełnić istniejące luki, łącząc sprawdzone, parametryzowalne umiejętności robotów z metodami opartymi na uczeniu.
Elastyczna robotyka przemysłowa do obsługi i dozowania cieczy
Dominujący niedobór wykwalifikowanej siły roboczej nie omija również laboratoriów i placówek medycznych. Dostępny personel spędza dużą część swojego codziennego czasu pracy na monotonnych zadaniach rutynowych, które opóźniają bardziej wartościowe, generujące wartość działania. W związku z tym rozwiązania automatyzacyjne w tym środowisku są bardzo poszukiwane. System "z półki" jest jednak zazwyczaj nieodpowiedni, ponieważ zadania i obiekty do obsługi są różnorodne.
Fraunhofer IPA opracowuje zatem elastyczny zestaw oprogramowania dla autonomicznych robotów laboratoryjnych, który umożliwia efektywną automatyzację takich rutynowych prac. Na przykład, roboty mają być w stanie zbierać istotne dla procesu materiały eksploatacyjne, samodzielnie dozować chemikalia lub próbki, pozyskiwać wrażliwe próbki "just in time" z chłodziarek lub pieców grzewczych, a w perspektywie całkowicie samodzielnie przeprowadzać eksperymenty. W tym celu robot musi opanować zadania takie jak lokalizowanie i chwytanie różnorodnych pojemników, precyzyjne ważenie różnych cieczy i substancji stałych, otwieranie szafek i drzwi oraz autonomiczną nawigację.
Na Automatica instytut Fraunhofer IPA prezentuje aktualny stan rozwoju na podstawie demonstratora, który automatycznie dozować i dzielić płyny o różnych lepkościach do określonych pojemników docelowych.
Bezpieczna współpraca człowieka z robotem w sposób częściowo zautomatyzowany.
Nowoczesne rozwiązania automatyzacyjne powinny być jak najbardziej elastyczne ze względu na małe serie produkcyjne. Oznacza to jednak, że środki bezpieczeństwa muszą być ciągle dostosowywane. Podstawą tego są oceny ryzyka.
i oznakowanie CE – dwa procesy, które obecnie są nadal bardzo czasochłonne i wymagają dużej wiedzy eksperckiej. Dlatego Fraunhofer IPA opracowało narzędzia zarówno dla fazy planowania, jak i użytkowania, które upraszczają i przyspieszają projektowanie bezpieczeństwa.
Ekspozycja targowa „CARA” to narzędzie wspierające fazę planowania, które w znacznym stopniu pomaga w projektowaniu bezpieczeństwa. Umożliwia specjalistom za pomocą symulacji 3D wprowadzenie wszystkich niezbędnych środków bezpieczeństwa jeszcze przed uruchomieniem instalacji.
sześciu krokach do zaplanowania i wdrożenia. CARA uwzględnia przy tym parametry takie jak potencjalne zagrożenia, odległości bezpieczeństwa oraz możliwą interakcję między człowiekiem a maszyną. Niebezpieczeństwa kolizji i przytrzaśnięcia są automatycznie identyfikowane. Następnie narzędzie proponuje działania mające na celu zmniejszenie ryzyka.
Również w fazie planowania modele kolizji, które są określane na zautomatyzowanej platformie testowej opracowanej przez Fraunhofer IPA, pomagają w rozwiązaniu wyzwania, że maksymalnie dozwolone siły i ciśnienia w przypadku ewentualnych kolizji mogą ograniczać prędkości i czasy taktowania robota, co może obniżać wydajność systemu. Siły występujące w trakcie pracy są jednak trudne do obliczenia matematycznie. Po ich utworzeniu modele kolizji umożliwiają precyzyjne oszacowanie wydajności już w fazie planowania. CARA może korzystać z tych modeli.
Intuicyjne programowanie robotów za pomocą nowego interfejsu użytkownika
Wciąż programowanie robotów często stanowi wąskie gardło, gdy chodzi o efektywne uruchomienie lub przystosowanie aplikacji. Jak można zredukować potrzebną wiedzę fachową i jak roboty mogą stać się bardziej dostępne, pokazuje nowy interfejs użytkownika na przykładzie symulowanej aplikacji demontażowej na stoisku wystawowym. Interfejs użytkownika umożliwia łączenie poszczególnych umiejętności, czyli zdolności robotów, w pełne zadanie. W tym celu wykorzystuje się moduły umiejętności z...
Oprogramowanie »pitasc« z Fraunhofer IPA, które można konfigurować i łączyć w sposób specyficzny dla aplikacji bez znajomości programowania.
Automatyzacja w ultra-czystym środowisku: 2ndSCIN i Tested Device
2ndSCIN to opatentowana osłona, która przygotowuje roboty i inne ruchome komponenty automatyzacji do ultraczystej produkcji. Osłona składa się z przepuszczalnego, ruchomego i wielowarstwowego materiału tekstylnego, który w
jest wzorowana na funkcjonowaniu ludzkiej skóry. Warstwa tekstylna jest wyposażona w czujniki, które nieprzerwanie mierzą parametry takie jak stężenie cząstek, zanieczyszczenie chemiczne, ciśnienie czy wilgotność.
Algorytmy oparte na sztucznej inteligencji analizują te dane z czujników i umożliwiają na przykład przewidywalne utrzymanie. W zależności od zastosowania, mogą być nałożone dwie lub więcej warstw tekstylnych, oddzielonych przegrodami.
W przestrzeniach międzyelementowych można na przykład zasysać lub odprowadzać powietrze. Dzięki temu można usunąć cząstki pochodzące z otoczenia lub z komponentu automatyzacji. Wprowadzenie gazów specjalnych do przestrzeni między systemem umożliwia na przykład jego sterylizację. Osłonę można wymienić w około godzinę i po dekontaminacji można ją ponownie wykorzystać. „2ndSCIN jest niezwykle elastyczny w budowie, co pozwala nam na realizację indywidualnych potrzeb. W ten sposób odpowiadamy na wiele wymagań dotyczących osłon ochronnych odpowiednich do czystości dla komponentów w pomieszczeniach czystych, które dotychczasowe produkty nie spełniają” - wyjaśnia Udo Gommel, kierownik działu produkcji krytycznej na zanieczyszczenia w Fraunhofer IPA. On i jego zespół zaprezentowali 2ndSCIN na targach Automatica.
Od wielu lat Fraunhofer IPA oferuje również metody dotyczące emisji cząstek, odgazowania, ESD i innych wymagań. Badanym produktom przyznawany jest znak jakości Tested Device, o którym goście targowi mogą się również dowiedzieć.
Firmy mogą się informować. Dzięki produkt- i klientowspecyficznemu protokołowi badań przedsiębiorstwa otrzymują potwierdzenie czystości i przydatności do pomieszczeń czystych swoich urządzeń, sprzętu lub materiałów eksploatacyjnych. Badania obejmują
Środowiska produkcyjne: atmosferyczne pomieszczenia czyste, suche pomieszczenia czyste i warunki próżniowe.
Kontakt:
