Jyrki Latokartano - Pohjois-Savo...Jyrki Latokartano TTY Kone- ja Tuotantotekniikan laitos Suomen Robotiikkayhdistys ry Takeoff! Seminaari 21.5.2015, Savonia, Kuopio Helppokäyttöistä

Jyrki Latokartano

TTY Kone- ja Tuotantotekniikan laitos

Suomen Robotiikkayhdistys ry

Takeoff! Seminaari 21.5.2015, Savonia, Kuopio

Helppokäyttöistä ja

joustavaa robotiikkaa

21.5.2015 Jyrki Latokartano - Takeoff!

• Robottiautomaation kehityssuuntia

• Ihmisen ja robotin yhteistyö

• Uutta teollisuusrobottitekniikkaa

• Robottien käytön tehostaminen

• Teollisuusrobotiikan tilanne Suomessa

• Suomen Robotiikkayhdistys ry

Jyrki Latokartano - Takeoff! 21.5.2015

Monirobottisolut Robotti-robotti-

yhteistyö

Ihminen-robotti

yhteistyö

Trendit robottijärjestelmien toimintaperiaatteissa


Ihmisen ja robotin yhteistyö tuotannossa, miksi?

Älykäs

Joustava

Anturina edullinen

Tehokas

Väsymätön

Voimakas

Tarkka

Älykkyys kallista


Ihmisen ja robotin yhteistyö,

turvajärjestelmien evoluutio

www.eu-robotics.net/cms/upload/.../Industrial_HRC_-_ERF2014.pdf

• Erotettu turvajärjestelmä

• Ei yhteistyötä

• Turvaohjaimet

• Rajoitettu yhteistyö

• Vaarattomat robotit

• Täydellinen yhteistyö







• Turvaohjaimet





Ihminen-robotti yhteistyön hyödyntäminen

Yhteistyö robotin kanssa

Avustava robotti

Intuitiivinen operointi Käyttöönoton, tuotantomuutosten

ja ylläpidon aikana

C Cooperative

Workcell


Ihminen-robotti yhteistyön mahdollisuuksia

• Mukautuva turvallisuus - joustavampi järjestelmä

• Yksinkertaisempi anturijärjestelmä

• Älykkäämpi tuotantosolu

• Vähemmän tuotantokatkoksia

• Edullisemmat yksikkökustannukset

• Ihminen-robotti yhteistyö vaatii aina riskianalyysin,

jossa otetaan huomioon koko robottijärjestelmä

(sovellus, turva-alueet, tarttuja/työkalu, robotti) !


Ihmisen ja robotin yhteistyö vaatii

turvakontrollerilla varustetun robotin


• Robotin aseman turvallisempi määrittäminen uusissa robottisovelluksissa perustuu robotin

toimintoja tarkkailevaan turvakontrolleriin ja ohjelmiin.

• Kahdentamalla niin ohjelmallisesti kuin komponentein robotin aseman tarkkailu ja

turvatoiminnot saavutetaan riittävä turvallisuustaso.

• Robotin asemaa säädellään ihmisen aseman perusteella

Ihmisen ja robotin yhteistyö vaatii

ihmisen havaitsevat turvalaitteet


• Robotin asemaa säädellään ihmisen aseman perusteella,

tarvitaan siis myös ihmisen paikan luotettavasti havaitseva

luokiteltu turvalaite, sovelluksesta riippuen esim:

• Painematto

• Laserskanneri

• Valoverho

• Turvakamera

• …

Ihmisen ja teollisuusrobotin yhteistyö

hitsaussolussa, Patra projektin yritys case (2008)


Kuvattu tarkemmin Suomen Robotiikkayhdistyksen kirjassa

’Vuorovaikutteisen Robotiikan Turvallisuus’

http://www.youtube.com/user/TampereUniTechTTE



Ihmisen ja teollisuusrobotin yhteistyö

kaarihitsaussolussa, demonstraatio

• Demosolussa teollisuusrobotti

palvelee manuaalihitsaajaa

• Robotti toimii joustavana

paikoittimena ja

kappaleenkäsittelijänä

• Työalueen valvonta

konenäköpohjaisella 3-D

turvalaitteella

• Todelliseen tuotanto-ongelmaan

perustuva solu konseptin ja

turvalaitteen testaamiseen

Video ladattavissa: http://www.pilz.co.uk/imperia/md/content/downloads/open/video_audio_animations/Pilz_SafetyEYE_TUT-CaseStudy_720x576_2008-06.wmv?redirected=true


Tuotteen manuaalinen valmistussolu

21.5.

2015

Valmistusaika noin 60 min, josta hitsausta n. 12min

Tuotteen paino yli 100 kg

Tarvitaan useita kääntelylaitteita ja kiinnittimiä

14 hitsiä, 8 hitsausasentoa tuotteelle

Kuvat: Souru Oy & Ropoottimiäs

Jyrki Latokartano - Takeoff!

Robotisoitu vaihtoehto

21.5.2015

Ropoottimias.latokartano.fi, www.souruoy.fi


Ihminen-robotti yhteistyön haasteet

• Turvallisuus

• Kommunikointi

• Kommunikointi

• Kommunikointi

• Käyttöliittymät

• Kuormittavuus

• Fyysinen

• Henkinen

• Muuta ?


Tekninen spesifikaatio ISO/TS 15066

– Safety of collaborative robots

• Ihmisen ja robotin yhteystyöalueen suunnittelu

• Yhteistyön turvallisuudenmäärittely

• Yhteistyötyypit ja -menetelmät

• Vaihtaminen “automaattiajon” ja yhteistyön välillä

• Ei vielä standardia



Tutkimusta muualla, tulevia trendejä

Muutokset

Ohjelmointi

Solun hinta

Anturointi

Kunnossapito

< kerta/päivä

“on-line”, lattiatasolla

~1*robotin hinta

100%

Työntekijä

< kerta/vuosi

“offline”

~4*robotin hinta

~5% asennuksista

Koulutettu henkilöstö

Photos: KUKA-Roboter GmbH, SMErobot

Teknisiä vaatimuksia lähitulevaisuudessa


Suurimmat innovaatiot:

1. Ihmisen kaltaisia ohjeita ymmärtävä robotti

2. Turvallinen ja tehokas ihmisen havainnoiva robotti

3. 3-päivässä käyttöönotettava robottisolu

• FP6 Integrated Project

• 2005 - 2009

• www.smerobot.org

SMErobot: Uusi robottiperhe


Intuitiivinen opettaminen

Uusia kommunikointivälineitä

Kädestä pitäen

Graafisuus

Puheohjaus

InTeach -ohjelmointiympäristö

Robotin opettamisen vaiheet

Liikeohjelma Robottiohjelma

Ohjelmointi

• Liikkeet kädestä pitäen • puheohjaus (liike,

prosessiparametrit) • Aktivointi napeilla

Jälkikäsittely

Graafinen optimointi: prosessi liikeparametrit

Tehtävän suoritus

Ei ihmiskontaktia


Tehokkuuden parantuminen testisolussa

Ohjelmointi KCP /6D-Mouse InTeach Tehokkuuden kasvu

Kokenut robottiohjelmoija 16 min 15 min 6%

Kokematon ohjelmoija 1 35 min 10 min 71%

Kokematon ohjelmoija 2 26 min 12 min 54%

Harjoittelija 40 min 17 min 58%

Ammattihitsari - 27 min -







• Turvaohjaimet





Alan uusinta tekniikkaa

Teollisuusrobotiikan kehitystrendejä

• “Uudet” kinemaattiset rakenteet

– 7-akselisuus, 2-kätiset robotit

• Uudet hyödyntämiskohteet

• Ihmisen ja robotin yhteistyö

• Anturoinnin ja älykkyyden lisääntyminen

• Helppokäyttöisyys


http://youtu.be/uuZ_Ov5rMUw

7-akselisen robotin tekniikkaa


7-akselisen robotin tekniikkaa

Johdot ja letkut kulkevat koko robotin läpi jalustasta ranteelle

Erilaisia läpivientimahdollisuuksia saatavilla


Kevytrakenteinen, helppokäyttöinen ja edullinen 6-akselinen

teollisuusrobotti

Paino vain 18 kg ja 28 kg

Kuorma 5 kg ja 10 kg

Helposti siirrettävissä

Ei välttämättä tarvetta aidoille

(jos ehdot täyttyvät)


Kaksikätiset robotit

• Pääasiassa ihminen-robotti yhteistyöhön

suunniteltu (teollisuus)robotti

• Kokoonpanosovelluksiin

• Ihmisen kaltainen koko/rakenne

• “sisäänrakennettu” turvallisuus


Ihmisen ja robotin yhteistyö


http://www.youtube.com/watch?v=05TAPNIqu8Y

http://www.youtube.com/watch?v=j7t_zmoAWio

http://www.youtube.com/watch?v=05TAPNIqu8Y



Robottien käytön tehostamisen keinoja

ohjelmointi

Robottien ohjelmointi

• Robottien ohjelmointia ei tule sekoittaa tietokoneen ohjelmointiin

• Robottien ohjelmointi onkin jossain määrin huono ja harhaanjohtava termi

varsinkin ICT näkökulmasta katsottuna

• Kaikilla robottimerkeillä on oma ‘ohjelmointikielensä’

• Robottien perusohjelmointi ei vaadi yrityisosaamista

• Robottien ohjelmoinnissa ohjelmoinnin nopeuttaminen on yksi kriittisimmistä

tehokkuuteen vaikuttavista vaiheista piensarjatuotannossa


Mallipohjainen etäohjelmointi

• Robottien mallipohjainen ohjelmointi (off-line) tarkoittaa robotin ohjelmointia

ilman tuotantorobottia, tuotannon ulkopuolisessa tietokoneessa käyttäen 3D

graafista käyttöliittymää ja robotin ja sen oheislaitteiden simulointimalleja sekä

hyödyntäen tuotteen suunnittelun 3D-muototietoa


Puoliautomaattinen hitsauksen ohjelmointi

Pemamek


Parametrisoitu ohjelmointi

pinnoitusleveys

aloituspiste

välimatka

pyyhkäisyj

en

lukumäärä


’Taluttamalla ohjelmointi,

uuden sukupolven teollisuusrobotit’

• Perustuu robotin turvaohjaimen ja voima-antureiden käyttöön

• Voima-anturi tunnistaa työkalun liikutteluun tarvittavan voiman ja robotti liikkuu yleensä yksi liikesuunta kerrallaan


Robottien käytön tehostamisen keinoja

Uutta tekniikkaa

• Toiminnot kuten normaalissa käsiohjaimessa

• Varmennettu langaton yhteys

• Voidaan ohjata useita robotteja,

• kuitenkin vain yhtä kerrallaan

• Sallittiin ISO 10218-1:2006 standardin myötä

Langaton käsiohjain


Taluttamalla ohjelmoitava robottisolu

21.5.20

15

Jyrki

Latokartano -

Takeoff!

Teollisen internetin mahdollisuudet ?

Ro

bo

tStu

dio

M

yR

ob

ot

Ro

bo

tStu

dio

On

line

To

uch

HM

I Pa

nel


Toimii Windows 8:ssa (PC-tietokoneissa ja

tableteissa)

Ladattavissa Windows-kaupasta

RobotStudio Online tuoteperhe:

Manage

Jog

Adjust

Tune

‘Robottiappsi’

21.5.20

15

Jyrki

Latokartano -

Takeoff!

Teollisuusrobotiikan tilanne Suomessa

Katsaus 2013 tilastoihin

Kasvu 2011-2012

Robottien sovelluskohteet Suomessa


Robottitiheys valmistavassa teollisuudessa maailmalla


Käytössä oleva robottikanta Suomessa arvioituna 12 vuoden käyttöiällä


21.5.2015

• Suomen Robotiikkayhdistys ry on (teollisuus)robotiikasta kiinnostuneiden yhdistys

• Yksityinen yleishyödyllinen yhteisö

• SRY, perustettu 1983, käynnissä 33. toimintavuosi

• Hieman alle 400 jäsentä

• Robotiikan edistämiseksi yhdistys – järjestää koulutusta ja tutustumismatkoja

– ylläpitää teollisuurobottitilastoja

– tekee julkaisuja,

– tekee yhteistyötä muiden maailmalla toimivien yhdistysten kanssa.

http://www.roboyhd.fi/


Robotiikkakirjat yhteensä 12€+postikulut

Tänään tilattuna tai

verkkokaupasta 24.5.2015 mennessä!


Jyrki Latokartano

[email protected]

+358407060122

Kiitos !


mailto:[email protected]

Jyrki Latokartano - Pohjois-Savo...Jyrki Latokartano TTY Kone- ja Tuotantotekniikan laitos Suomen Robotiikkayhdistys ry Takeoff! Seminaari 21.5.2015, Savonia, Kuopio Helppokäyttöistä

Documents