A mobil tisztaszobákról és személyre szabott strandpapucsokról

Mit CAPE® haben Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA ein mobiles, zeltähnliches Reinraumssystem entwickelt, das sich in weniger als einer Stunde aufbauen lässt. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / A CAPE® egy mobil, sátorszerű tisztatér-rendszer, amelyet a Fraunhofer IPA tudósai fejlesztettek ki, és kevesebb mint egy óra alatt összeszerelhető. (© Fraunhofer IPA/Fotó: Rainer Bez)

A részben automatizált összeszerelési segéd rendszer, a MonSiKo intelligens algoritmusoknak és erőteljes 3D-s érzékelőknek köszönhetően felismeri, hogy éppen melyik munkafolyamat zajlik, és hibák esetén közbeavatkozik. (© Fraunhofer IPA/Fotó: Rainer Bez) / Due to its smart algorithms and powerful 3D sensors, this partially automated assembly assistant system is able to recognize which step of the procedure is under completion and intervene when an error occurs. (© Fraunhofer IPA/Photo: Rainer Bez)

A SeRoNet projektben egy online közvetítő platform jön létre, ahol alkatrészgyártók és rendszerintegrátorok fejlesztenek ki megoldásokat. (© Ulmi Alkalmazott Tudományok Egyeteme / Fotó: Dennis Stampfer) / A SeRoNet projekt egy online közvetítő platformból áll, ahol alkatrészgyártók és rendszerintegrátorok fejlesztenek ki megoldásokat. (© Ulmi Alkalmazott Tudományok Egyeteme / Fotó: Dennis Stampfer)

Egy félig automatizált összeszerelő munkahelyen saját készítésű műanyag elefánt vagy személyre szabott strandpapucs készítése robot segítségével: A Fraunhofer Gyártástechnika és Automatizálás Intézete (IPA) idén a Hannover Messe különböző standjain mutatja be kiállítási anyagait.

Összesen öt standon, három különböző vásárteremben találhatók a Fraunhofer IPA kiállítási anyagai a Hannover Messe-en. Mindegyik választ ad a nagy kérdésekre, amelyeket a társadalmi nagy trend, a „Mass Personalization”, azaz az egyedi termékek tömeges gyártása vet fel: Hogyan tudnak a vállalatok egyre kisebb szériákban és egyre nagyobb változatosságban költséghatékonyan gyártani? Hogyan lehet a gyártást rövid idő alatt átállítani? Hogyan lehet elkerülni a hibákat és a géphibákat? Hogyan működhet hatékonyan az ember és a gép közötti együttműködés?

Szállítható tisztatér

A CAPE® segítségével a Fraunhofer IPA tudósai egy mobil, sátorszerű tisztatér rendszert fejlesztettek ki, amely kevesebb mint egy óra alatt felállítható beltéri és időjárásálló kültéri helyszíneken egyaránt. A CAPE® védi az érzékeny termékeket a gyártási folyamat során, de a keresztkontaminációk elkerülése érdekében is. Emellett a berendezéseket és termékeket a burkolat alatt sterilizálni lehet. Az „On Demand tisztatér” lehetővé teszi a gyártóknak, akiknek fertőzésmentes gyártásra van szükségük, de nem igényelnek folyamatos steril környezetet, hogy mobil, keresztkontamináció-mentes gyártási környezetet kapjanak, amely ISO 1-től 9-es osztályig tisztasági szinteket biztosít.

A könnyűsúlyú alkalmazási lehetőségek sokrétűek: alkalmas chipgyártásra, orvostechnikára, élelmiszeriparra vagy műhold-összeszerelésre. Az autóipar is profitál a kompakt „On Demand tisztatér”-ből, például akkumulátorcellák vagy üzemanyagcellák gyártásában.

„A CAPE® még válságövezetekben is alkalmazható, például hogy tiszta és steril környezetet biztosítson, ha helyben nincs műtő,” mondja Udo Gommel, a Fraunhofer IPA tiszta- és mikrogyártási osztályának vezetője.

Kéz a kézben a robot segítségével: így lesz belőle cipő

A tömegtermelés tegnapja: az ipar már évek óta egyre kisebb szériákban gyárt, miközben nagyobb változatosságot kínál. Ennek eredménye a „Mass Personalization”, azaz a személyre szabott termékek tömeges gyártása. A folyamatosan fejlődő szenzoroknak köszönhetően a humán-robot együttműködés is egyre inkább megjelenik a gyárakban: az ember és a gép kéz a kézben dolgozik, mindkettő erősségeit kihasználva.

A Hannover Messe-en a Reutlingen-i Ipar 4.0 Központ, amely a Fraunhofer IPA és IAO intézetek, valamint a Reutlingen-i Egyetem ESB Business School együttműködése, egy kiállítással mutatja be mindkét trendet: a stand látogatói egy kollaboratív robottal együtt készíthetnek személyre szabott strandpapucsokat. Egy konfigurátoron keresztül a résztvevők összeállítják a különböző alkatrészeket saját preferenciáik szerint, megadják lábméretüket, majd kéz a kézben a robottal készítik el a strandpapucsokat.

Félig automatizált összeszerelő segédberendezés

Az összeszerelés során még ma is sok feladatot manuálisan végeznek a technikai vagy gazdasági okok miatt. Az alkalmazott munkások támogatására és a hibák elkerülése érdekében a Fraunhofer IPA négy ipari partnerével közösen kifejlesztett egy „Adaptív összeszerelő segéd- és interakciós rendszert 3D-s jelenetanalízissel és intuitív ember-gép kommunikációval” (MonSiKo).

Ez a félig automatizált összeszerelő rendszer intelligens algoritmusoknak és erőteljes 3D-s szenzoroknak köszönhetően felismeri, melyik munkafolyamat zajlik éppen, és hibák esetén közbelép. Ha a munkás rossz alkatrészt fog meg, piros fény világít. „Ezzel az ember megőrzi az irányítást,” mondja Christian Jauch, a Fraunhofer IPA kép- és jelfeldolgozó osztályának munkatársa. „Ha módosítani szeretné a munkafolyamatot, az segédberendezés nem akadályozza meg ebben.” Egy érintőképernyőn keresztül a munkás részletes útmutatást kap; egy csúsztatással megtekintheti a következő lépést. Ezáltal könnyebben elsajátíthatók az új folyamatok is. Alternatívaként a MonSiKo hangutasításokat is ért, például „Folytatás” vagy „Kész”, és a kijelzőn beszédüzenetként jeleníti meg az információkat.

Az érdeklődők kipróbálhatják a MonSiKo-t a Hannover Messe egyik demonstrátorán. Irányítás mellett összeraknak egy kis műanyag elefántot, amely három különböző alkatrészből áll. Ezeket ultrahangos hegesztéssel összeragasztják, majd egy robotkar a elefántot egy akusztikus érzékelőhöz vezeti és megrázza. Ha nem hallható koppanás, akkor minden helyesen összeállt és meghegesztették.

SeRoNet – a Szervizrobot Hálózat

Az ipari szervizrobotikai megoldások hatékonyabb és gyorsabb piacra vitelének célja a SeRoNet konzorcium projekt. Ennek keretében egy online közvetítő platform jön létre, ahol alkatrészgyártók és rendszerintegrátorok megoldásokat fejleszthetnek és kínálhatnak a végfelhasználók problémáira. A platform lehetővé teszi, hogy minden résztvevő együttműködjön, és az ipar 4.0 szellemében egységes interfészeket kínálva a hardver és szoftver összekapcsolásával alkalmazás-specifikus robotrendszereket valósítsanak meg iterációk nélkül.

Hogyan néz ki ez a kooperatív fejlesztés a SeRoNet értelmében, és milyen könnyen lehet a jövőben a moduláris építőelemekből összeállítani és módosítani a teljes megoldásokat a SeRoNet eszközeivel, azt a SeRoNet egy egyszerűsített logisztikai feladaton mutatja be a Hannover Messe-en. A fő kiállítási tárgyak a komponens- és rendszerfejlesztő szoftvereszközök, valamint a SeRoNet közvetítő platform, amelyen keresztül a jövőben a szolgáltató robotmegoldások szállítói és felhasználói közösen határozhatják meg és valósíthatják meg a projekteket. A látogatók élőben kipróbálhatják a szoftvereszközöket és a platformot két terminálon, és megélhetik az alkalmazás-specifikus komponensek összeszerelését a kész rendszerekhez.

Az egy platform működése azon múlik, hogy sok résztvevő használja. Ezért a SeRoNet a nyáron nyilvános felhívást tervez, amelyben érdeklődők támogatást kaphatnak a platformon való részvételhez. A komponensgyártóknak ez új értékesítési lehetőséget kínál, a rendszerintegrátorok ügyfeleket szereznek szolgáltatásaikhoz, az végfelhasználók pedig kész robotmegoldásokat kapnak. A projekt három pilot-demonstrátort valósít meg a SeRoNet technológiákkal: egy gyógyszeripari kiszállító robotot, egy okos szállítószéket kórházak számára, amely az ápolási eszközöket igény szerint szállítja, valamint egy rugalmas összeszerelő sort, ahol moduláris robotok segítségével rugalmasan lehet automatizált és manuális tevékenységeket kombinálni.

RoboPORT – a Szervizrobotok „Co-Creation” platformja

A RoboPORT egy interdiszciplináris fejlesztőplatform, amely lehetővé teszi a szervizrobotika közösségi fejlesztését. A platform célja, hogy a magán- és kereskedelmi fejlesztők számára közösen innovációkat hozzon létre, és ezeket hatékonyan prototípusokká alakítsa. A vállalatok különösen arra használhatják a platformot, hogy a közösség ötleteket generáljon robotalkalmazásokhoz, és koncepcionális megoldásokat, egészen a prototípusig, fejlesszenek és validáljanak. A RoboPORT egy tehetségpoolt kínál, amely azonnal projektalapú mérnöki folyamatokra áll rendelkezésre. A Hannover Messe-en két példát mutat be az open-source projektekre, amelyek a platform segítségével valósultak meg: az egyik a mobil robotplatform „rob@work [mini]”, a másik a humanoid robot „Roboy”.

A RoboPORT platformon keresztül a szervizrobotikai projektek végigjárhatják a tervezési és fejlesztési folyamatot. A közösségi fejlesztés és co-creation révén minden projekt számára elérhetőek az ötletek, technológiák és szakértők, így felgyorsítva a robotikai innovációk fejlesztését. 2020-ra egy web-alapú platformot terveznek létrehozni robotikai projektekhez fejlesztőeszközökkel, open-source robotikai könyvtárral és projektmenedzsment eszközökkel, ahol minden résztvevő közösen dolgozhat.

Fraunhofer Smart Maintenance Kezdeményezés

Innovatív termékek, hatékony folyamatok és zökkenőmentes gyártási folyamatok összetett rendszerekben a növekvő ügyféligényekre adott válaszok. Kulcsszerepet játszik ebben a karbantartás, amely a hálózatba kötött gépek, szenzorok és mesterséges intelligencia segítségével felismeri a hibákat még azok kialakulása előtt, így elkerülve a költséges meghibásodásokat.

A kutatás-átadás érdekében az IPA és nyolc további intézet tavaly elindította a Fraunhofer Smart Maintenance kezdeményezést. Terveznek műhelymunkákat és közös kutatási projekteket. A Fraunhofer Gyártási Szövetség standjánál a kezdeményezés bemutatkozik. Egy kvízjátékkal a kutatók játékosan ismertetik meg a látogatókat a Smart Maintenance témájával.