V Liberci vyvíjejí univerzální robot na mytí fasád

Pozoruhodný robot na mytí skleněného opláštění výškových budov vyvíjí vědecký tým na katedře sklářských strojů a robotiky Fakulty strojní Technické univerzity v Liberci. Jde o mobilní plošinu označenou jako o MP1. Na vývoji robota s familiárním jménem Lezec spolupracuje katedra s firmou AGC Flat Glass Czech (dříve Glaverbel Czech), která výzkum na Fakultě strojní TUL významně podporuje již řadu let. Rádiově ovládaný robot MP1 se pohybuje směrem nahoru a dolů po vertikálních stěnách budovy nebo nakloněné rovině, a dokonce i po stropě. Dosahuje rychlosti 1 m/min, což odpovídá rychlosti, s jakou se pohybuje živý umývač oken. Na rozdíl od něj se však zatím prototyp pohybuje jen dopředu a dozadu. V další fázi vývoje se naučí uhýbat. Inteligentní pneumatika ve spojení s inteligentními elektropohony a řídicím systémem váží 35 kilogramů. Nohy i tělo má opatřené celkem čtyřiadvaceti aktivními přísavkami, které jsou rozmístěny tak, aby spoje skla nezpůsobily problém bezpečného pohybu robotu a jsou kontrolované inteligentním prvkem. Robot je proto schopen překonávat překážky na opláštění, například spojovací lišty a upevňovací prvky. Oproti používaným systémům umí zdolávat i stěny negativně odkloněné. V další fázi výzkumu bude k mobilní plošině připojena i technologie mytí. Na vývoji mycího agregátu katedra nyní pracuje a zkoumá několik postupů mytí. Klasicky to asi nepůjde. To že se při klasickém způsobu například při použití rotačního kartáče znečistí už umytý povrch, už umí liberečtí vědci ošetřit. Větším problém je různý koeficient tření na umytém a neumytém povrchu. Nabízí se určitý způsob zintenzivnění mokrého procesu lokální aplikací ultrazvuku popřípadě plazmatické vrstvy, jejímž cílem je zvýšit smáčivost (tak, aby kapky vody hydrofilně nestékaly, ale aby vytvořily tenkou vrstvu vodného roztoku na skle). Tím se minimalizuje množství tekutin potřebné k efektivnímu mytí. Pro mytí se má užívat minimum saponátů s kombinací úpravy povrchu skla plazmou, popř. ultrazvukem. Zcela odlišnou koncepcí je využití suchého ledu. Mobilní plošina MP1 může být využívána i k jiným účelům něž k mytí - například ke kontrole závad nebo v propagaci při vynášení a upevňování různých předmětů. Robot na mytí skleněných budov není ve světě žádnou novinkou. Běžně se používají, každý je ale jiný. Řešení automatického mytí skleněných plášťů budov podléhá architektonickému stylu budovy. Existují stovky řešení a každé vyžaduje specifické uspořádání robotu s minimálním množstvím obecných znaků. Systém by měl být aplikovatelný obecně na určitou třídu opláštění budov, kdy obkladové tabule nebudou souvislé a budou mít mezi sebou mezery. Nyní se kromě připojení technologické mycí části pracujeme na zlepšení vyváženosti systému a snížení jeho hmotnosti. Náklady na prezentovaný prototyp činí zhruba 300 000 korun a byly hrazeny z prostředků Fakulty strojní TUL, ze studentských projektů a z výzkumného záměru zaměřeného na problematiku chapadel průmyslových robotů. Celý projekt je ale podle děkana Fakulty strojní TUL Petra Loudy realizován především díky podpoře AGC Flat Glass a pokračovat bude i v příštích letech. „Při vývoji dalších prototypů bude značná část financovaná z průmyslového grantu, který realizuje katedra s největším výrobcem plochého skla v ČR teplickou firmou AGC Flat Glass Czech. Ta s naší fakultou spolupracuje už dvě desetiletí. Na základě podepsané smlouvy se společností AGC Flat Glass Czech a její dceřinou firmou AGC Automotive Czech nám poskytne firma zhruba 1,2 milionu korun na výzkumné úkoly. Každý rok se budou v nové dílčí smlouvě upřesňovat podmínky a objem finančních prostředků,“ upřesnil Louda. Dodal, že díky dohodě o spolupráci budou studenti a zaměstnanci TUL moci pokračovat v práci na úkolech, které firma využije ve svých provozech - to je především výzkum fyzikálních vlastností skla při výrobě, zavádění kontrolních mechanismů přímo do automatické výroby nebo robotické manipulace při výrobě skla. Podobným způsobem fakulta strojní spolupracuje se zhruba 50 průmyslovými podniky. Katedra sklářských strojů a robotiky FS TUL se zabývá robotikou 25 let. Výzkum katedry je zaměřen na sklářský průmysl – automatická výroba a technologické aspekty. V laboratoři mají vědečtí pracovníci k dispozici několik průmyslových robotů, které jsou v praxi využívány v širokém spektru manipulačních i technologických operací. Studenti si mohou v laboratoři vyzkoušet například velmi dobrou manévrovací schopnost multiúhlového robota KUKA KR 16, který je představitelem nejnovější generace robotů. Je doplněn sofwarem pro vytváření virtuálních výrobních procesů. Představiteli moderních účelových robotů jsou manipulátor s inteligentní pneumatikou a elektricky řízený montážní robot Turbo SCARA 450 se čtyřmi stupni volnosti doplněný pneumatickým chapadlem pro aplikace v automatické montáži. V laboratoři je také dvouosý laboratorní manipulátor, na jehož vývoji se podíleli studenti doktorského studia s konstruktéry katedry a firemními odborníky. Je to servořízený elektricky poháněný robot s lineárními pohyby pro dynamickou manipulaci se sklem. Nejnovějším přírůstkem v laboratoři je malý robot KUKA KR 3. Po zabudování do montážní buňky bude sloužit k simulaci automatické montáže a programování robotizovaných pracovišť Při řešení konkrétních úkolů těsně spolupracuje s průmyslovou praxí a vědecké týmy se významně podílejí na řešení výzkumných úkolů. Dlouhodobě se zaměřuje na chapadla s podtlakovým uchopováním používaná pro ploché sklo a na problematiku s manipulace s velkými přířezy. Podařilo se jí například eliminovat vibrace velkých skleněných tabulí Podle Františka Novotného se ale pozornost v 21. století stále více než na průmyslové roboty obrací na roboty servisní pro obsluhu a služby. Tomu se přizpůsobuje i výzkum na katedře sklářských strojů a robotiky Fakulty strojní Technické univerzity v Liberci. Jaroslava Kočárková Foto autorka