Munka kéz a kézben a robotokkal

Interjú prof. dr. Markus Glückkel, a SCHUNK innovációs vezetőjével

2018. október 24., szerda, 06:00

Címkék: automatizálás bionikus megfogó ipar 4.0 ipari robot kollaboratív robot megfogó robot robotika Schunk

A SCHUNK ötujjas SVH megfogó kezéhez hasonlóan a Co-act EGP-C megfogó is megkapta a DGUV (Német Törvényi Baleset-biztosítás) tanúsítványát az ember-robot együttműködésben alkalmazhatóságról. A SCHUNK innovációs vezetőjét kérdeztük az intelligens megfogástechnika jelenéről és jövőjéről.

Miért fontos az egyes komponensek tanúsítása, amikor valójában az egész automatizált rendszert kell tanúsítani a kollaboratív működésre?

Prof. dr. Markus Glück: Jelenleg számos felhasználó érdeklődik az ember-robot együttműködés iránt, bár eddig csupán néhány alkalmazást valósítottak meg gyártási környezetben. A téma viszonylag új az összes érintett fél számára, amely magában foglalja a robotok, a karvégi berendezések, a szenzorok gyártóit, a felhasználókat, valamint a DGUV-t. Tapasztalataink azt mutatják, hogy a tanúsításhoz vezető út néha nagy kihívást jelent, különösen az első alkalmazások esetében, amelyeknek még nem áll rendelkezésre kellő tapasztalat. Pontosan ez az, amivel foglalkozunk: támogatjuk a felhasználókat a SCHUNK Co-act csapat interdiszciplináris szakértelmével és a tanúsított alkatrészek által minimálisra csökkentjük a teljes rendszer tanúsításához szükséges erőfeszítéseket.

Prof. dr. Markus Glück, a SCHUNK innovációs vezetője (Forrás: SCHUNK)

Miért olyan bonyolult a tanúsítási folyamat?

Ahhoz, hogy a DGUV egy teljesen automatizált rendszert ember-robot együttműködésre alkalmasnak hitelesítsen, először biztosítani kell, hogy a gépkezelők ne sérüljenek meg semmiféle kontaktustól. Itt jönnek képbe a DIN EN ISO 10218-1/-2 és a DIN EN ISO/TS 15066 gépbiztonsági szabványok és a gépekről szóló irányelvek, amelyek előírják, hogy minden esetben figyelembe kell venni és értékelni kell az emberre leselkedő veszélyeket és a kapcsolódó kockázatokat. Ez azt jelenti, hogy nagyon fontos pontosan megvizsgálni az olyan tényezőket, mint például: milyen munkaterületek érintettek? Milyen kockázatok vannak? Hol kell a munkaterületet korlátozni a sérülések megelőzése érdekében? Ez csak akkor lehetséges, ha minden egyes alkalmazást egyedi szinten veszünk figyelembe összetevőkre, feladatokra, munkadarabokra és biztonsági rendszerekre lebontva. Mindez csupán idő és komoly odafigyelés kérdése.

Felmerültek-e biztonsági aggályok az ember-robot együttműködésben használt megfogókkal szemben?

Eddig nem tapasztaltunk semmilyen nagyobb aggodalmat a felhasználók körében az együttműködő alkalmazásokban használt megfogókkal szemben. Éppen ellenkezőleg, valójában sokkal jellemzőbb a kíváncsiság és a lelkesedés – különösen az intelligens rendszerek irányába, mint a Co-act JL1 megfogó. Az emberek játékosan állnak hozzá a rendszer használatához, intuitív módon kipróbálják annak működését és a biztonsági technológiák viselkedését. Kialakul bennük a bizalom, ami gyorsan feloldja az együttműködéstől való bármilyen félelmet.

Tapintóérzékelő rendszerekkel az ujjaiban a SCHUNK Co-act JL1 megfogó meg tudja határozni a munkadarabra ható abszolút szorítóerőt, így a törékeny tárgyak – például a képen látható izzó – nem szenvednek sérülést (Forrás: SCHUNK)

Miben rejlik a legnagyobb kihívás?

Az ember-robot együttműködés számos okból ugyanolyan bonyolult, mint maguk az emberek. A hagyományos rendszerektől eltérően a szabványoknak történő egyszerű megfelelés nem elegendő. Először is, a szabványok csak azt írják elő, hogy a gép vagy annak üzemeltetője ne okozzon súlyos sérülést vagy károkat. Ez azonban nem elegendő a mindennapi használat során. Képzeljük el, ahogy egy kollaboratív rendszer naponta százszor összeütközik a kezelőjével. A szabványoknak hiába felel meg, egy ilyen rendszer mégis teljesen elfogadhatatlan a gyártási környezetben. Ezért számít kulcsfontosságúnak, hogy a technikai összetevők helyett az emberek álljanak a gondolkozás középpontjában. A munkavállalónak meg kell bíznia a robotban. A megfogónak kell alkalmazkodnia az emberhez – nem pedig fordítva.

Egy ilyen megfogónak már szükségképpen a komplexitás határain kell mozognia?

A komplex rendszereknek manapság nem kell bonyolultnak lenniük. Vegyük példának az okostelefont: a beágyazott technológiákkal való interakció teljesen természetes módon jön létre a gyermekek számára legkésőbb a középiskolában: üzeneteket írnak, interneteznek, filmeket néznek, fényképeket készítenek az iskolai tablóra, videóra veszik a kísérleteket, utalásokat indítanak, a telefont használják számológépként, naptárként vagy órarendként. Mindezt úgy, hogy egyáltalán nem gondolkodnak el azon, hogyan működik az eszköz. Az új alkalmazásokat intuitív módon próbálják ki – különösen, ha először az osztálytársaik mutatják meg azokat – és ezzel gyakorlatilag már fel is vették azokat a megszokott alkalmazásgyűjteményükbe. Pontosan ezt a forgatókönyvet követtük a Co-act JL1 megfogó koncepciójában: lehet a komplexitás egyre magasabb fokú, a használat mégis a lehető legintuitívabb marad.

Csapatmunka az elektronikai iparban: a panelizáló berendezésben a SCHUNK Co-act EGP-C megfogóval felszerelt robotkar támogatja a gépkezelőt a betöltés során (Forrás: SCHUNK)

Le tudná írni egy kicsit részletesebben a Co-act JL1 megfogó biztonsági rendszerét?

A SCHUNK Co-act JL1 megfogóba épített szenzortechológia érzékeli, ha emberek közelednek, és megkönnyíti a helyzettől független reakciót az emberek és a robotok érintkezése nélkül. Három zónát különböztetünk meg egymástól: minden ujj és a ház egy-egy zónát alkotnak, és azt is észlelik, ha egy ember megközelíti a másik zónát. Ez lehetővé teszi például azt, hogy mindkét ujjban aktiválódjon az érzékelőrendszer a közelítő ember mozgási irányának meghatározására, ez az információ pedig már felhasználható a robot mozgásának azonnali módosításához. A megfogóba integrált, szabadon programozható vezérlők használatával a megfelelő reakciók előfeldolgozhatók, és jelként elküldhetők a PLC-nek. Például parancsot kaphat a sebesség 25, 50 vagy 75 százalékkal történő csökkentésére, vagy a robot leállítására. Még egy előre definiált kitérési stratégia is elindítható, ha egyértelmű a közelítés iránya. Minden reakciómechanizmus egyedileg definiálható, és a megfelelő alkalmazáshoz igazítható.

Milyen technológia áll mindezek mögött?

Technikailag párhuzamosan több rendszert használunk: először van egy kapacitív érzékelő, amely egy, a megfogó köré vont elektromos mező. Amint valami olyan lép be a mezőbe, ami nagy mennyiségű vizet tartalmaz – ilyen például az emberi kéz –, a szenzor ezt felismeri. Ez lehetővé teszi, hogy megkülönböztessük a komponensek és más megfogók mozgását az emberi ujjak, kezek vagy karok közelségétől. A munkaterület megfigyelésére kialakított megoldásokkal ellentétben, amelyek általában szélesebb területeket fednek le, a kapacitív szenzorrendszer lehetővé teszi a tárgyak egy 20 cm-es keskeny sugáron belüli azonnali érzékelését, így valóban a lehető legközelebb dolgozhatunk egy emberhez anélkül, hogy akár csak egyszer is hozzáérnénk. A második szint az erő- és nyomatékérzékelők, amelyeket a peremben helyeztünk el. Ezek regisztrálják a váratlan erőhatásokat. Detektálják az ütközéseket, és megállítják a robot mozgását. Ezenkívül további funkciók megvalósítását is lehetővé teszik, például meghatározhatjuk, hogy egy üveg tele van, vagy üres, illetve hogy miként fogjuk meg a munkadarabot. A tapintó szenzorrendszerek képviselik a harmadik szintet: az ember érintésérzékelésével összehasonlítva nemcsak a térben behatárolható egyes kontaktusokat éreznek, de a nagy méretű nyomáseloszlást is. A mintafelismerés intelligens algoritmusai révén a tárgyak azonosítása a megfogási folyamat során történik, és a megfogás a folyamat közben adaptálható. Ez azt jelenti, hogy a megfogási folyamat során felismerjük, hogy a tárgyat optimálisan fogtuk-e meg, vagy korrekciót kell-e végezni, például azért, mert a termék helyett egy emberi kezet sikerült megfogni.

A kapacitív érzékelőrendszerek segítségével a SCHUNK Co-act JL1 megfogó folyamatosan figyelemmel kíséri környezetét. Ha egy emberi kéz közeledik, a megfogó automatikusan biztonságos üzemmódba kapcsol (Forrás: SCHUNK)

Mire lesznek képesek a jövőben a Co-act JL1 megfogóhoz hasonló rendszerek?

Konkrétan két fő szempont van: segíteni az embereket, és képesnek lenni különféle munkadarabok és termékek kezelésére. A speciálisan kifejlesztett megfogási koncepciók segítségével az érzékeny SCHUNK Co-act JL1 megfogó valós időben alkalmazkodik a környezetéhez attól függően, hogy egy munkadarabot vagy egy emberi kezet fogott-e meg. Ehhez a megfogó egy decentralizált vezérlési architektúrát használ párhuzamosan futó diagnosztikai és biztonsági funkciókkal. Hosszú távon úgy véljük, hogy a megfogók – akár az emberi kezek – képesek lesznek függetlenül, hat szabadsági fokon manipulálni a termékek pozícióját és irányát. Ilyen képességek esetén már „a kézben” található kalibrációs technológiáról kell beszélnünk, ami rendkívül rugalmas, autonóm megfogási koncepciók megvalósítását teszi lehetővé.

www.schunk.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek