Emberek és robotok kéz a kézben

A robotok közelebb kerülnek az emberekhez, és még több feladatot vállalnak át tőlük

2018. április 30., hétfő, 06:00

Címkék: automatizálás cső csőhegesztés csőipar ipar 4.0 ipari robot KUKA Robotics robot robotika Tube

Csökkenő koncentráció és fáradtság? Soha többé! A robotok már a megjelenésüktől fogva az emberek megbízható és nélkülözhetetlen „munkatársainak” számítottak. Napjainkban egyre nagyobb mértékben veszik át a csövek hegesztésének, hajlításának, vágásának, elválasztásának, áthelyezésének és tárolásának nehéz munkáját. A mesterséges intelligenciának és a gépi tanulásnak köszönhetően rugalmas robotrendszerek hozhatók létre, amelyek végül teljes mértékben felváltják majd a csak ismétlődő feladatokat ellátni képes gépeket.

Beérünk reggel a munkahelyünkre, és az első dolgunk a tévé bekapcsolása. Első hallásra nem tűnik túl valószínűnek, de még akár valósággá is válhat. A Transfluid Maschinenbau kamerával vezérelt automata gyártócellájának – amit egy csőformázó rendszer szívében helyeztek el – képernyőjén megjelenő „villódzás” nem a legfrissebb híreket tartalmazza, hanem értékes adatokat az eddig megmunkált csövekről, az energiafogyasztásról, a CPK (folyamatképesség)-értékről stb.

Robotok nélkül nem megy

A csőmegmunkáló gyártósor szerves részét képezik a robotok. A kameraalapú vezérlés mellett a gyártósor szerszámtárat, négytengelyes anyagmozgató rendszert, két csőmegmunkáló kombigépet, egy hajlítógépet, egy letörő egységet, egy pontmátrixnyomtatót és két robotot tartalmaz.

A hajlítás elindítása előtt a cső egyik oldalát mindig egy csőformázó gép veszi kezelésbe, míg a másik oldalon a hajlítási folyamat után a csövet sorjamentesen levágják, majd úgyszintén megformázzák. Amennyiben szükséges, a robot ezt követően a csövet a sorjátlanító géphez emeli. Egy kamerán keresztül mindkét csővég vizuálisan megfigyelhető. Amennyiben sorjátlanításra nincs szükség, a robot a csövet a nyomtatóba helyezi, ahol az minden szükséges ponton megjelölhető – bármiféle befogórendszer használata nélkül.

100 százalékos minőség

Egy körasztalos formázórendszer alkalmazásával két cső egy peremmel össze is csatlakoztatható. A gyártási folyamat maximálisan folyamatbiztos, magas termelékenységű és dokumentált, 100 százalékos minőséget eredményez – mialatt a nagy képernyőn informatív „adás” szórakoztatja a gépkezelőket.

A robotok már bizonyították hasznosságukat a csőgyártásban. Külön kihangsúlyozható, hogy mivel ellenőrzött anyagkezelést biztosítanak, a robotok inkább a csőhajlításban ideális eszközök, míg a hosszú, egyenes csövek kezelésében kisebb jelentőségük van. Erre a célra alkalmasabbak a lineáris rendszerek. A robotok különösen a megmunkálás terén hódítanak, mert itt komplex mozgáskinematikára és nehéz alkatrészek mozgatására egyaránt szükség lehet.

Robotok hegesztő alkalmazásokban

A Polysoude és ügyfelei számára a robotok jól kiegészítik a hagyományos automatizálási megoldásokat. A robot lehetővé teszi, hogy a volfrámelektródás inert védőgázas ívhegesztés (TIG) során a hegesztőpisztolyt a csövek mentén vezessék végig akkor is, ha nagyon kevés hely áll rendelkezésre. A komplex mozgások pontossága és megismételhetősége kiváló minőségű hegesztési varratokat eredményez.

A robotok jellemzően nagyon elterjedtek a hegesztésben, de nem elsősorban a volfrámelektródás védőgázas ívhegesztésben. Ez utóbbi ugyanis szinte sohasem fordul elő keskenyrés-hegesztésnél vagy csőszerkezetek hegesztésénél. Ez főleg azon előírásoknak köszönhető, amelyek – a hagyományos automatizálási megoldásoktól eltérően – például árnyékolt zóna létrehozását írják elő, amelyhez a felhasználó nem férhet hozzá.

A robotok és a magfúzió

A megfelelő robot kiválasztásának alapvető kritériuma az elvárt pontosság, ami magának a TIG hegesztésnek is az alapja, hiszen még maximális terhelés mellett is 5-10 mm-es pontosságot kell tartani. Fontos továbbá, hogy a robot legyen könnyen programozható, és megfelelő szenzortechnikát tartalmazzon, különösen az intelligens nyomon követés céljából.

A robotok használatával történő TIG hegesztés a világ egyik legambiciózusabb projektjében, az úgynevezett ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor – Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor) kezdeményezésben is szerepet kapott. A projekt célja annak bizonyítása, hogy a nukleáris fúzió mint energiaforrás jelentős szén-dioxid-kibocsátás nélkül használható villamosenergia-termelésre. A tervezett Tokamaks magfúziós kamra megvalósítása 35 ország részvételével történik.

Különösen vastag falak összehegesztése

A Polysoude robotos hegesztőrendszere működik az olasz Simic cégnél is, ahol az ITER-be szánt radiális lemezek megmunkálásában vesz részt. A rozsdamentes acélból készült, 100 mm falvastagságú lemezek hegesztése rendkívüli kihívást jelentett. A munkálatok jelenleg Dél-Franciaországban zajlanak olyan szigorú előírások mellett, amelyek nagy fokú illesztési pontosságot és nulla hibaszámot írnak elő.

A rendkívül vastag alkatrészek hegesztésében a keskenyréses TIG hegesztés bizonyult a legjobb megoldásnak. A keskenyrésű hegesztőégőket, a robotokat és a hegesztőkocsikat a célobjektumnak megfelelő méretre és geometriára igazították. A keskenyréses TIG hegesztés még 400 mm falvastagság esetén is alkalmazható.

A csillagok útján

A megbízhatóság és a minőség természetesen kiemelt szerepet kap az ITER projektben. A tervek szerint a szupravezető mágnesekkel körülvett Tokamaks kamrában 100 millió fokos hőmérsékletre hevítik majd a deutériumot és a tríciumot (mindkettő hidrogénizotóp) a fúzió eléréséhez. A kamra a csillagok belsejében lezajló folyamatokat utánozza majd. A magfúzió teszi lehetővé a Nap és a többi csillag számára is az energiatermelést.

Az ITER projekttel szemben számos kritikát fogalmaztak meg, ami részben a mintegy 15 milliárd euróra becsült összköltségnek, részben az építkezés csúszásainak köszönhető. A projekt támogatói a magfúzió energetikában betöltött szerepét és kiemelkedő hatékonyságát emelik ki. A tervezett megoldás szén-dioxid-kibocsátás és radioaktív hulladék keletkezése nélkül lesz alkalmazható energiatermelésre. A robot segítségével létrejövő kamrában várhatóan 2025-ben ragyoghat fel az első hidrogénplazma.

Robotok a megmunkálásban

Néha a kombináció számít igazán. A Wafios által kifejlesztett Twister hajlítórendszer cső/tömlő kombinációkban is alkalmazható. A termelékenység növelése érdekében a Wafios a rendszert egy KUKA robottal kapcsolta össze.

A közelmúltig a robotoknál a hangsúly elsősorban olyan folyamatok kezelésére irányult, ahol a pontosság viszonylag kis fegyelmet kapott. Vagy a folyamatlánc tartalmazott egy olyan elemet – egy polírozótárcsát, csiszolófejet vagy sorjázókést –, ami korrigálta a pontatlanságokat, vagy a pontosság kérdése többé-kevésbé irreleváns volt. Az anyagmozgatást itt jellemzően még mindig emberek végzik. A növekvő költségprés, a szigorodó minőségi elvárások vagy az emberi erőforrások hiánya miatt azonban egyre nagyobb mértékben veszik át gépek ezeket a feladatokat is.

Kína a jövő piaca

Az általános ipari piac erős fellendülésben van, főként Németországon kívül. Elég egy pillantást vetni az elektronikai iparra, hogy meglássuk az automatizálás előtt álló növekedési lehetőségeket. Ez különösen igaz Ázsia esetében, ahol az általános iparra való összpontosítás növekvő internacionalizmussal jár együtt. Bár Európa változatlanul fontos piac marad a robotgyártók számára, a jövő nagy növekedési gócpontjai már Európán kívül találhatók. A Nemzetközi Robotikai Szövetség (IFR) előrejelzése szerint Ázsia, és azon belül is Kína számít majd az ipari robotok legnagyobb és leggyorsabban növekvő piacának.

Jó okunk van arra, hogy a kínai Közép-Birodalmat megkülönböztetett figyelemmel kísérjük. Kína már jelenleg is az ipari robotok legnagyobb piacának számít, és továbbra is rendkívül magas növekedési ütem jellemzi. A várakozások szerint a kínai piac éves forgalma három éven belül évi 160 000 darab ipari robotra emelkedik, ami a globális értékesítés közel 40 százalékát teszi majd ki.

Gigantikus csövek marása

A KUKA számára egyre vonzóbb terület a műanyag csövek piaca is. Az Eugen Riexinger által csövek gyártásához kifejlesztett teljesen integrált automata rendszer számos KUKA-egységet tartalmaz: egy KUKA 120 R2700 Extra HA robotot, egy KL 1500-3 T lineáris egységet, két KUKA MG 360 szervomotort a külső forgótengelyhez és a KUKA CNC-vezérlőt. Az automatizálási megoldás lehetővé teszi a gigantikus – akár 3,5 méter átmérőt is elérő – csövek precíz marását.

Ezeket a túlméretezett csöveket többek között gravitációs és gépi vízelvezetésben, föld alatti csatornákban, árvízvisszatartó medencékben, és kisnyomású alkalmazásokban használják. Mivel a rendszer akadálymentes, a robot a lineáris egységen közvetlenül a megfelelő műanyag csőre vezethető. A rugalmasan működtethető rendszer lerövidítette a gyártási időket, és így több mint 50 százalékkal növelte a felhasználó Asset International kapacitását.

Robotok – a jövő munkatársai

Nem kérdés, hogy a robotok használhatóságában még óriási potenciál rejtőzik. Bárhol, ahol a termékminőségre kihatással van az emberi munkaerő, joggal merül fel a robotok alkalmazhatósága. A robotok egyik legfontosabb felvevőpiaca és egyben a fejlesztések mozgatórugója az autóipar.

A lehetőségeknek még messze nem értünk a határára. Mindeddig a robotok jórészt ismétlődő feladatokat láttak el, ugyanolyan színvonalon és pontossággal. „A jövőben ezek a feladatok változni fognak, különösen a professzionális szolgáltató robotok esetében – jelentette ki Alexander Bay, a KUKA Roboter CNC/megmunkálás szegmens menedzsere. – Ha a robotok más területekre is be akarnak törni, akkor rugalmasabbnak kell lenniük, amiben a gépi tanulás lehet a segítségükre.”

Az ipar 4.0 része

A robotok egyre inkább az ipar 4.0 korszak szerves részét képezik. Rugalmas gyártóberendezésként képesek adatokat összegyűjteni, majd kicserélni azokat az informatikai rendszerekkel. Ennek eredményeképpen a gyártási rutinok még hatékonyabbá válnak, és a rendszerek képessé válnak gyorsan reagálni az egyes vevői igényekre.

Egy másik tendencia a programozás leegyszerűsödése, ami magában foglalja az online kapcsolatot a robotok számára, lehetővé téve a külső, például a CAD-rendszerekből származó adatok fogadását. A kisebb gyártó cégek számára nyilvánvalóan nagy kihívás a robotok alkalmazása – ami még mindig csak korlátozott mértékben lehetséges.

Ipari és magánfelhasználás

A KUKA nagy potenciált lát a 3C (számítógép-, fogyasztói elektronika és kommunikációs technológia), a logisztikai és a szolgáltató robotika területén. A robotika ezenkívül az ipari gyártás magasan szervezett környezetéből egyre inkább elmozdul a sokkal „kaotikusabb” magánszféra irányába is. Ennek az az oka, hogy a mesterséges intelligencia segíti a robotokat a kiszámíthatatlanságra és a változásra történő felkészülésben.

Mindazonáltal egy biztos: a robotok közelebb kerülnek az emberekhez, még több feladatot vállalnak át tőlük, és támogatják őket bizonyos nehéz munkák elvégzésében. Érdekes lenne látni, ahogy egy robot nagy pontossággal utánozza egy emberi lény mozgását a gyártási folyamatban anélkül, hogy programozni kellene. Talán már nem kell sokat várnunk rá.

www.Tube.de

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek