Aktuální vydání

celé číslo

06

2020

Automatizace v potravinářství a farmacii

celé číslo

Mobilní robot zkouší myčky nádobí

Moderní domácí elektrospotřebiče z kategorie tzv. bílé techniky jsou složité přístroje s mnoha důmyslnými provozními a řídicími funkcemi. Aby mohl výrobce garantovat, že budou u zákazníka dlouhou dobu spolehlivě pracovat, musí je podrobit náročným dlouhodobým zkouškám v podmínkách co nejlépe vystihujících provoz u zákazníka. Myčky nádobí jsou např. zkoušeny s různými čisticími prostředky a při různé tvrdosti vody. Vždy je přitom třeba provést až několik set zkušebních cyklů, během nichž je nutné otevřít dvířka myčky, pokaždé ji naplnit novým znečištěným nádobím, přidat čisticí prostředek a znovu spustit zvolený mycí program. Doposud jsou tyto zkoušky velmi nákladné a časově náročné, protože zkoušené stroje jsou obsluhovány manuálně a postupně, v jednosměnném provozu zkušebny.

 
Odborníci Fraunhoferova ústavu pro výrobní techniku a automatizaci IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung) ve Stuttgartu nyní na zakázku konsorcia firem Bosch a Siemens Hausgeräte (BSH) vyvinuli nový mobilní robotický systém, který dokáže během dlouhodobé provozní zkoušky myčku nádobí sám kompletně obsluhovat (obr. 1). Automatizace provozních zkoušek odstraňuje většinu nezáživných rutinních pracovních úkonů zatím prováděných obsluhujícím personálem a výrazně zmenšuje jeho pracovní zatížení. Robot může pracovat bez přestávky 24 hodin denně, je tichý, bezpečný, snadno se obsluhuje a navíc umožňuje standardizovat podmínky při zkouškách. „Mobilní robot může spolehlivě obsluhovat postupně velký počet zařízení podrobovaných dlouhodobým zkouškám a lze jej snadno přizpůsobit novým potřebám ve zkušebně,“ zdůrazňuje Dipl. Ing. Theo Jacobs, vedoucí projektu a vědecký pracovník v oddělení robotických a asistenčních systémů IPA.
 

Intuitivní programování

Koncepci servisního robotu navrhli zkušení odborníci Fraunhoferova ústavu IPA. Robot se skládá především z mobilní základny, robotického manipulačního ramena (manipulátoru) a speciálně navržené senzoriky a řídicí elektroniky. Mobilní základna a robotické rameno jsou modifikované standardní výrobky značky Neobotix od dánské firmy Universal Robots ApS. Díky dobré souhře mobilní základny, manipulátoru a senzoriky i důmyslnému programu na bázi operačního systému ROS (Robot Operating System) může robot úplně převzít veškerou obsluhu zkoušených myček (obr. 2).
 
Robot je navržen tak, že ho mohou intuitivně naprogramovat a bezpečně obsluhovat pracovníci zkušebny bez speciální kvalifikace. „K naprogramování robotu stačí vzít jeho manipulační rameno jednoduše do ruky a vykonat s ním pohyby, které má dělat,“ říká Theo Jacobs (obr. 3). Alternativně lze ovšem pohyby ramena robotu nebo mobilní základny naprogramovat také příslušnými tlačítky na ovládacím panelu robotu. Stiskem tlačítka se do paměti robotu uloží počáteční či koncová poloha ramena, další kliknutí na grafické rozhraní určí, zda má být chapadlo na konci ramena otevřeno nebo zavřeno, popř. zda má být jen zjištěn stav příslušného senzoru. Programy zkoušek jsou znázorněny graficky, takže je může po krátkém zaškolení sestavit z naprogramovaných pohybů i laik. Všechny funkce robotu řídí počítač, který také určuje, které myčky mají být zkoušeny a které mají být ze zkoušek vyjmuty. Všechny údaje získané robotem při zkouškách jsou zaprotokolovány a uloženy v řídicím počítači, odkud si je může obsluha kdykoliv pohodlně vyvolat.
 

Bezpečná obsluha na prvním místě

Při navrhování robotu měli pracovníci vývoje na zřeteli na prvním místě bezpečnost uživatele, protože za provozu zde nejsou člověk a robot odděleni žádným bezpečnostním plotem. Chce-li obsluha vzít manipulační rameno robotu do ruky, musí nejprve stisknout ergonomicky umístěné dvoustupňové potvrzovací tlačítko. Jakmile pracovník tlačítko pustí, robot zůstane okamžitě stát. Během programování pohybů robotu tlačítky na jeho ovládacím panelu je prostor kolem robotu sledován čtyřmi laserovými skenery umístěnými v rozích mobilní základny. Přijde-li kdokoliv k robotu příliš blízko, všechny pohyby robotu se ihned zastaví. Celý bezpečnostní systém navrhla a včetně potřebných senzorů a laserových skenerů dodala firma Sick AG.
 

Široké možnosti použití robotu

Mobilní robotický systém vyvinutý ve Fraunhoferově ústavu IPA lze snadno přizpůsobit individuálním potřebám uživatele. Výrobci tudíž mohou s jeho pomocí automatizovat různé technologické procesy a postupy. Vedle úloh souvisejících se zabezpečením kvality produktů je možné roboty tohoto druhu velmi dobře použít také v oboru logistiky, k automatizaci montáže nebo při různých inspekčních úlohách.
[Mobiler Roboter testet Geschirrspüler im Dauerbetrieb. Pressemitteilung Fraunhofer IPA, červenec 2014.]
(Kab.)
 
Obr. 1. Autonomní robot pro obsluhu myček nádobí při dlouhodobých provozních zkouškách (foto: Fraunhofer IPA)
Obr. 2. Robot úplně přebírá veškerou obsluhu zkoušených zařízení: na snímku je zachycen při otevírání dvířek myčky nádobí (foto: Fraunhofer IPA)
Obr. 3. Při intuitivním programování stačí vzít rameno robotu do ruky a přístroji „ukázat“, co má udělat (foto: Fraunhofer IPA)