Novinky v oboru automatizace a mechatroniky
představí letos, po dvou letech,
opět mezinárodní veletrh AUTOMATICA
2010, pořádaný v Mnichově 8.- 11. června.
Od roku 2004 je to již jeho čtvrtý ročník,
letos jej doprovází 7. - 9. června světová
prestižní konference ISR/Robotik 2010
a už 41. mezinárodní symposium Robotics
2010. Pro velký úspěch před dvěma lety probíhá paralelně
9. -11. června na stejném výstavišti i jinak každoroční veletrh
Intersolar 2010 s technologiemi solární fotovoltaiky
a solární termie.
K automatizaci výrobních a obslužných
procesů není třeba mnoho dodávat.
Zájem o ní a také o zavádění průmyslových
robotů trvá při dnešní nemilosrdné
konkurenci u všech výrobců při snaze
o co nejnižší výrobní náklady a udržení
nebo zlepšení tržní pozice jak v době
konjunktury, tak i dobách krizových.
A netýká se to už jen velkých výrobců
se stabilním programem, ale i malých
a středních podniků, pro které byl právě
v minulém roce úspěšně dokončen
projekt EU, označený zkratkou SME
(Small and Medium-sized Enterprise)
na podporu jejich konkurenceschopnosti
zavedením vyššího stupně automatizace
výroby. Tady však roboty na
rozdíl od aplikací v sériové výrobě musí
být daleko flexibilnější a jejich obsluha
nesmí být náročná. Robot musí být
rychle přestavitelný pro různé pracovní
operace a případně i snadno přemístitelný
k různým výrobním strojům. Čas na
vlastní přestavění robotu musí být natolik
krátký, aby jeho nasazení bylo vůbec
ekonomické.
Úkol, kterého se od roku 2005 pod
patronací Fraunhoferova institutu IPA
zúčastnili přední výrobci robotické techniky
ABB, COMAU, Güdel, KUKA
a REIS, dokázal splnit tyto podmínky
jak pro aplikace s kloubovými roboty,
tak i s roboty na bázi paralelní kinematiky,
kterých se dnes stále více používá
pro jejich vyšší tuhost, dynamiku, rychlost
operací a přesnost pohybů a polohování.
Přínosem je i jejich nižší energetická
náročnost. Rozdíly v koncepci
obou takových skupin robotů spočívají
na odlišné kinematické struktuře hlavních
pohybů (vedle toho jsou i pohyby
zápěstí), kdy bylo obvyklé spíše volit
sériovou kinematickou strukturu otevřeného
řetězce rovinných rotačních
a translačních kinematických dvojic,
zatím co paralelní kinematika představuje
způsob, kdy jednotlivé prvky mechanismu
jsou řazené vedle sebe, paralelně.
Pracovní hlavice robotu je přitom umístěna
na desce, která je kloubově spojena
s rámem několika paralelními rameny
s proměnnou délkou. Pro definici polohy
plošiny jsou potřebné alespoň tři závěsy,
často se dnes používá řešení se čtyřmi
nebo šesti rameny. V každém ramenu
je většinou soustředěn celý individuální
pohybový mechanismus, obvykle lineární
motor, jeho řízení a regulace. Vzájemným
funkčním propojením činnosti jednotlivých
ramen se dosáhne výsledné orientace
plošiny a pohybu vůči manipulovanému
předmětu, robot může přímo pracovat
ale i jako obráběcí stroj, kdy je na desku
vyveden výstup vřetena stroje a ovládá se
poloha nástroje vůči obrobku.
Vedle tohoto základního schématu
jsou možné i odlišné další varianty
uspořádání kinematických struktur, kdy
může být v závěsu umístěn třeba i upínač
pro obrobek. S takovou myšlenkou
právě pro malé a střední podniky přišel
kupř. v poslední době i výrobce obráběcího
hexapodu RB 100 Guido Kübler
z Bobingenu, kde v závěsu může být
podle užité technologie umístěn jak
nástroj ve vysokorychlostním vřetenu,
tak i obrobek.
Z předních dalších výrobců průmyslových
robotů pracuje na robotech
s paralelní kinematikou např. japonský
výrobce Fanuc Robotics, který je vedle
řady robotů s paralelní kinematikou
M-3iA, určených pro rychlou manipulaci
při max. nosnosti 6 kg, i výrobcem
hexapodu F-200iB s nosností až
100 kg, vhodného pro náročnější průmyslový
provoz, jaký se vyskytuje např.
v kovárnách nebo slévárnách, např. pro
odřezávání nálitků a vtoků u odlitků.
V projektu EU řešily uplatnění paralelní
kinematiky u robotů firmy Güdel
a KUKA, které vypracovaly modulární
systém robotů s jednoduchou stavbou,
nevyžadující dodatečné justáže.
Projekt EU se zabývá samozřejmě
celou škálou úkolů, pro které je u malých
a středních podniků vhodný vyšší stupeň
automatizace. Koncepčně řeší i použití
stolního kloubového robotu jako třetí
pomocné ruky, kloubového robotu jako
asistenta v truhlárnách Reis Robotics
přispěl vývojem systému s kloubovým
robotem pro nanášení nátěrových hmot
apod. S průběžnými výsledky řešení
projektu bylo možné se seznámit už na
minulém veletrhu v roce 2008, závěrečné
práce úkolu budou představené letos
na veletrhu AUTOMATICA 2010.
AUTOMATICA 2010 nezůstává ale
jen u výsledků projektu EU, ale představí
novinky v automatizaci a robotizaci
v celé své škále - funkční systémy,
jejich části i jednotlivé prvky, prakticky
ve všech oborech, které jsou pro tyto
procesy vhodné. Do nomenklatury veletrhu
patří i polohovací systémy, pohony,
senzory, programové vybavení a vše, co
automatizace vyžaduje. Vedle automobilového
průmyslu, oborů klasického
strojírenství, dynamické výroby a montáže
prvků fotovoltaiky, tu své místo
najdou i roboty pro medicínu, stále více
užívané i pro náročné operace a letos je
kladen důraz na automatizaci a robotizaci
procesů v potravinářském průmyslu.
Ten má po určité nasycenosti automobilového
průmyslu postupně převzít roli
hlavního odběratele automatizačních
a robotických systémů a už dnes se tu
v řadě případů, většinou u konfekčních
a balicích linek ve velkosériové výrobě,
úspěšně uplatňují pro svou rychlost právě
roboty s paralelní kinematikou. Řada
výrobců vyvinula už i speciální roboty,
kloubové, scara nebo i s paralelní kinematikou,
odpovídající přísným hygienickým
podmínkám, s užitými materiály
odpovídajícími přísným hygienickým
normám a s klouby bez nevhodných
maziv. Fraunhoferovu institutu IPA
se podařilo dokonce zacelit mezeru
v doplňkových senzorech pro potravinářské
linky novým kapacitním senzorem,
který na základě sledování funkce
a aktivity vody v potravině doplňuje
dosavadní senzory pro ověřování trvanlivosti
potravin a zamezení manipulace
s jakostně závadným dílem.
Své tradiční místo má na veletrhu
i široká oblast servisních robotů, jak
robotů humanoidního typu pro individuální
potřebu, tak i asistenčních robotů
pro nejrůznější pracoviště, včetně robotů
přímo spolupracujích s člověkem. Oborový
svaz VDMA spolu s Fraunhoferovým
institutem IPA pořádá na veletrhu
Automatica už tradičně „inovační
průřez servisní robotikou“ s ukázkami
nových vývojových typů z celého světa.
Patří sem i roboty, které pomáhají při
obsluze pacientů trvale upoutaných na
lůžko, roboty informační i roboty speciální,
zaměřené na vykonávání jednoho
konkrétního úkolu. Jednou z posledních
takových novinek je komerčně dostupný
bezkolizní robot pro laboratoře LISA
z Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb
und automatisierung IFF (název robotu
je odvozený od Life Science Assistant),
který je poměrně jednoduchý, nepřesycený
nadbytečnými funkcemi a přitom
snadno aplikovatelný. Při vložených
informacích o daném prostředí samostatně
ovládá nejen svůj bezpečný
pohyb, ale jeho úchopové elementy jsou
natolik citlivé, aby dokázaly odpovídajícím
způsobem reagovat i na případnou
nepředvídatelnou situaci.
Robot LISA je zaměřen na časté
úkony v biologických laboratořích,
které se vyskytují při hodnocení velkého
množství vzorků. Spolupracuje
s ostatními laboranty, pro něž vykonává
monotónní laboratorní přípravné práce
při výběru a kompletaci potřebných prostředků.
Ty se při takových postupech
užívají, případně i při výběru tkáňových
struktur z určitého přesně označeného
místa laboratorní databáze. Po
konstrukční stránce je manipulační část
robotu v provedení scara, s ramenem
opatřeným strukturou povrchově citlivých
vodivých pěnových a textilních
materiálů a vyhodnocovací elektronikou.
Tím, že se u robotu zvažuje součinnost
s lidskou obsluhou, je akční prostor
ramena s chapadlem sledován termokamerou,
jejímž cílem je upozornit robot
na pohyb člověka v daném prostoru, byť
by šlo třeba jen o ruku lidského kolegy.
Pro orientaci v jinak známém prostředí
slouží robotu laserový navigační systém,
který mu dovoluje např. i samostatný
průchod dveřmi. Ovládání robotu je
hlasem, robot má velkou slovní zásobu
a rozumí i větám. V případě nejasností
se sám zeptá. Vedle vestavěného programu
dají se některé jednoduché úkony
robotu vkládat i dodatečně intuitivním
způsobem.
Tolik zatím základní informace
k veletrhu. Podrobnější údaje je možné
získat na www.automatica-munich.
com nebo u naší brněnské společnosti
Expo-Consult+Service (www.expocs.
cz) , která Mnichovské veletrhy v ČR
zastupuje. /jš/
