Fie în hala de producție, în sala curată sau în laborator: peste tot sunt utilizate acum roboți și alte componente de automatizare, care sprijină în principal activitățile repetitive, fizic solicitante sau periculoase. Însă, până când acestea sunt instalate, programate și configurate, trece adesea mult timp. Obiectivul principal este, prin urmare, „Automatizarea automatizării”. Aceasta înseamnă că configurarea și punerea în funcțiune cu instrumente adecvate se desfășoară mult mai automatizat decât până acum, ceea ce economisește timp și costuri.
Fraunhofer IPA a prezentat la Automatica din München o serie întreagă de soluții care, de asemenea, prin utilizarea tehnologiilor AI, simplifică și accelerează masiv planificarea, programarea și învățarea roboților, automatizând (parțial) aceste procese.
Un cadru software pentru toate mașinile și instalațiile
Cercetătorii conduși de David Breunig din echipa de cercetare IT-Architectures for Production de la Fraunhofer IPA au dezvoltat un cadru software prin care companiile își pot automatiza întreaga producție. Controlerele programabile (SPS), care până acum reglează funcționarea mașinilor și instalațiilor și care sunt instalate în număr mare în fabrici, ar putea deveni astfel inutile.
„Cine cumpără astăzi PLC-ul unui producător consacrat devine dependent de hardware-ul, mediul de dezvoltare și limbajul de programare al acestuia“, spune Breunig, „și exact asta vrem să schimbăm cu cadrul nostru software.“
Pentru a arăta cum funcționează această automatizare definită de software, Breunig și echipa sa au construit un demonstrator care ilustrează modul de funcționare și utilizare a cadrului. Vizitatorii pot experimenta acest lucru la Automatica.
Pe ecran, puteți cunoaște modulele individuale ale cadrelor software și puteți crea sau optimiza un proiect de automatizare.
Împreună cu o colegă și doi colegi, Breunig plănuiește să se lanseze pe cont propriu cu cadrul software. Start-up-ul lor, retavi GmbH, va începe oficial activitatea la sfârșitul anului. Manipulatori mobili inteligenți, flexibili în utilizare.
Roboții humanoizi atrag în prezent multă atenție în mass-media și vor juca, de asemenea, un rol important la Automatica. Conform unui studiu realizat de Fraunhofer IPA în cadrul centrului de avansare a IA „Sisteme învățate și robotică cognitivă”, multe companii au, totuși, un interes scăzut în ceea ce privește capacitatea roboților de a se deplasa ca un om.
În schimb, specialiștii chestionați văd cel mai mare potențial în capacitatea obiectelor humanoide de a prinde la fel de flexibil ca un om. Și tocmai aici se leagă o dezvoltare recentă a Fraunhofer IPA. Deoarece, din cauza numeroaselor grade de libertate ale unei mâini robotizate, nu este eficient să se programeze cuprinzător roboți pentru aceste procese de prindere. Pentru a aborda această problemă, Fraunhofer IPA cercetează abordări pentru învățarea rapidă și intuitivă a mișcărilor complexe de prindere și manipulare.
Procesele de prindere pot fi, de exemplu, învățate într-o simulare și cu ajutorul învățării prin întărire profunde. În centrul atenției nu se află doar controlul mâinilor robotului, ci în special instruirea și învățarea intuitivă a unor noi.
Aplicații pentru sisteme robotice complet flexibile - inclusiv platforme mobile multifuncționale cu mai multe brațe și prinderi. Pentru aceasta se utilizează metode moderne precum Învățarea prin Imitare și așa-numitele modele fundamentale. În acest proces, se folosesc instrucțiuni în limbaj natural, execuții teleoperate, precum și procese demonstrate de oameni pentru a transmite eficient abilitățile roboților.
Demonstratorul de la standul de expoziție oferă o perspectivă practică asupra unor aspecte selectate ale tehnologiei și arată, prin exemple, cum ideile centrale din cercetarea actuală pot fi transferate în aplicații. În plus, există oportunitatea de a afla mai multe despre provocările actualelor metode de învățare prin imitație și modele fundamentale, precum și despre modul în care o abordare hibridă poate închide lacunele existente, combinând abilitățile robotice dovedite și parametrizabile cu metode bazate pe învățare.
Robotica de manipulare și dozare a lichidelor flexibilă
Lipsa de personal calificat nu ocolește nici laboratoarele și instituțiile medicale. Personalul existent petrece o mare parte din timpul său de lucru zilnic cu sarcini monotone de rutină, care întârzie activitățile mai valoroase și generatoare de valoare. Prin urmare, soluțiile de automatizare sunt foarte solicitate în acest mediu. Totuși, un sistem „standard” este de obicei inadecvat, deoarece sarcinile și obiectele de gestionat sunt diverse.
Fraunhofer IPA dezvoltă, prin urmare, un kit software adaptabil pentru roboți de laborator care acționează autonom, care permite automatizarea eficientă a acestor lucrări de rutină. De exemplu, roboții ar trebui să fie capabili să colecteze bunuri de consum relevante pentru proces, să dozeze chimicale sau probe în mod autonom, să procure probe sensibile „just in time” din frigidere sau dulapuri de încălzire sau, pe termen lung, să efectueze experimente complet autonom. Pentru aceasta, robotul trebuie să stăpânească sarcini precum localizarea și prinderea diverselor recipiente, cântărirea precisă a diferitelor lichide și solide, deschiderea dulapurilor și ușilor și navigația autonomă.
La Automatica, Fraunhofer IPA prezintă stadiul actual de dezvoltare prin intermediul unui demonstrator care poate doza automat lichide de diferite vâscozități și le poate împărți în recipiente țintă definite.
Implementarea colaborării om-robot într-un mod semi-automatizat în condiții de siguranță.
Soluțiile moderne de automatizare trebuie să fie cât mai flexibile posibil datorită dimensiunilor reduse ale loturilor. Aceasta înseamnă însă că măsurile de siguranță trebuie să fie ajustate continuu. Baza pentru aceasta o constituie evaluarea riscurilor.
și certificarea CE - două procese care sunt în prezent încă foarte laborioase și necesită multă expertiză. Fraunhofer IPA a dezvoltat, prin urmare, instrumente atât pentru faza de planificare, cât și pentru faza de utilizare, care simplifică și accelerează proiectarea de siguranță.
Exponatul de târg „CARA” este un instrument pentru faza de planificare, care oferă un suport extins în proiectarea securității. Acesta ajută specialiștii cu o simulare 3D să implementeze toate măsurile de securitate necesare înainte de punerea în funcțiune a unei instalații în
șase pași pentru a planifica și a implementa. CARA ia în considerare parametrii precum pericolele potențiale, distanțele de siguranță și interacțiunea posibilă între om și mașină. Pericolele de coliziune și de prindere sunt identificate automat. Ulterior, instrumentul face sugestii pentru măsuri de reducere a riscurilor.
De asemenea, în faza de planificare, modelele de coliziune, care sunt determinate de un stand de testare automatizat dezvoltat de Fraunhofer IPA, ajută. Acestea abordează provocarea că forțele și presiunile maxime admisibile în cazul unor coliziuni pot limita vitezele și timpii de ciclu ai robotului, reducând astfel performanța sistemului. Totuși, forțele care apar în operare sunt greu de calculat matematic. Odată create, modelele de coliziune permit estimarea precisă a performanței chiar și în faza de planificare. CARA poate accesa aceste modele.
Programare intuitivă a robotului cu ajutorul unei noi interfețe de utilizator
În continuare, programarea roboților este adesea un punct critic atunci când vine vorba de o configurare sau adaptare eficientă a unei aplicații. Cum poate fi redusă expertiza necesară pentru aceasta și cum pot deveni roboții mai accesibili, arată o nouă interfață de utilizare pe exemplul unei aplicații simulate de demontare la standul de expoziție. Interfața de utilizare permite combinarea unor abilități individuale, adică a capacităților roboților, într-o sarcină completă. Pentru aceasta, sunt utilizate module de abilități din domeniul
Software „pitasc“ de la Fraunhofer IPA, care poate fi configurată și combinată specific pentru aplicații fără a necesita cunoștințe de programare.
Automatizare într-un mediu extrem de curat: 2ndSCIN și Tested Device
2ndSCIN este un înveliș de protecție brevetat, care pregătește roboții și alte componente de automatizare mobile pentru producția ultra-curată. Învelișul este realizat dintr-un textil permeabil, mobil și stratificat, care în
care imită modul de funcționare al pielii umane. Strat textil este echipat cu senzori care măsoară continuu parametrii precum concentrația de particule, contaminarea chimică, presiunea sau umiditatea.
Algoritmii bazati pe inteligență artificială analizează aceste date de senzor și permit, de exemplu, o întreținere predictivă. În funcție de aplicație, pot fi suprapuse două sau mai multe straturi textile, separate prin distanțiere.
În spațiile intermediare poate fi, de exemplu, aspirat sau evacuat aer. Astfel, pot fi îndepărtate particule care provin din mediu sau din componenta de automatizare. Introducerea gazelor speciale în spațiile intermediare ale sistemului permite, de exemplu, sterilizarea acestuia. Carcasa poate fi schimbată în aproximativ o oră și poate fi reutilizată după o decontaminare. "2ndSCIN este extrem de variabil în construcție, astfel încât putem implementa nevoi individuale. Astfel, abordăm multe cerințe pentru carcase de protecție adecvate purității pentru componentele de cameră curată, pe care produsele anterioare nu le îndeplinesc", explică Udo Gommel, șeful departamentului de producție critică la contaminare de la Fraunhofer IPA. El și echipa sa au prezentat 2ndSCIN la Automatica.
De ani de zile, Fraunhofer IPA oferă, de asemenea, proceduri pentru emisia de particule, degajare, ESD și alte cerințe. Pentru produsele investigate, se acordă marcajul de testare Tested Device, despre care vizitatorii târgului pot afla, de asemenea, la
Standul poate fi informat. Companiile primesc cu raportul de testare specific produsului și clientului o confirmare a purității și a adecvării pentru camere curate a echipamentelor, dispozitivelor sau materialelor consumabile. Investigațiile includ
mediile de producție camere curate atmosferice, camere curate uscate și condiții de vid.
Contact:
