370 Ventil 22 /2016/ 5 ■ O sejmu Letošnji sejem Automatica je v 4 dneh obiskalo okrog 35 tisoč obi- skovalcev, ki so lahko v 12 razstavnih halah videli preko 825 razstavljavcev. Številke nazorno pričajo, da gre za enega najpomembnejših sejmov v Evropi na področju avtomatizacije, robotike in mehatronskih sklopov. Letošnja rdeča nit sejma je bila Opti- mize your production – optimizacija proizvodnih procesov z uporabo na- prednih pametnih naprav. Čeprav se o novih usmeritvah na omenjenem področju govori že nekaj let, je šele na letošnjem sejmu industrija 4.0 dobila pravi pomen. Razvoj robotike in njenih komponent, napredni me- rilni sistemi, algoritmi in komunika- cijskimi protokoli so pripomogli, da je omenjena industrija na poti upo- rabe v realnih aplikacijah. V Sloveniji lahko zasledimo podoben razvojni trend, usmerjen bolj v posamezne aplikativne procese, v Strategiji pa- metne specializacije. Po podrobnejši analizi je bilo mo- goče ugotoviti, da je sejem name- njen predvsem avtomobilski indu- striji, poleg tega pa se usmerja tudi na področja kemijske in prehramb- ne industrije, farmacije, kozmetike, medicine, lesarstva, predelave ma- terialov, še posebej v zadnjem času tudi informacijske in komunikacij- ske tehnologije. Na sejmu so predstavili kompo- nente in sisteme z že znanih po- dročij, kot so strega in montaža, robotika, strojni vid, pogonska in krmilna tehnika, programska orodja, senzorika, komponente za gradnjo strežnih in montažnih sis- temov kakor tudi transportne sis- teme z nekaj novitetami s področij naprednih polimernih materialov. Izpostavimo lahko dejstvo, da je vse večji poudarek na 3D-vizua- lizaciji avtomatiziranih robotskih celic in sistemov, kar pripomore k optimizaciji postavitev in procesov že v razvojni fazi postavljanja proi- zvodnih linij. Po ogledu sejma je mogoče izpo- staviti nekaj posebej poudarjenih tem: Slika 1. Utrinek s sejma Automatica 2016 (vir: Automatica) AUTOMATICA 2016 – 7. Mednarodni sejem za avtomatizacijo in mehatroniko Doc. dr. Marko Šimic, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, fakul- teta za strojništvo Marko ŠIMIC Povzetek: Sejem AUTOMATICA, ki poteka v Münchnu na dve leti in se je tokrat odvijal v času od 21. do 24. junija, predstavlja osrednji dogodek v Evropi na področju avtomatizacije, robotike in mehatronike. V zadnjih letih je čutiti močan porast avtomatizacije v industrijskih aplikacijah, o čemer pričajo tudi podatki o številu raz- stavljavcev, razporejenih v kar 12 dvoranah. Tokrat so inovacije avtomatiziranih sistemov usmerjene predvsem v optimizacijo proizvodnih procesov s pomočjo »pametnih« naprav, ki so ključne za prihajajočo industrijo 4.0. DOGODKI - POROČILA - VESTI 371 Ventil 22 /2016/ 5 • inovativne rešitve za aplikacije prihajajoče industrije 4.0, • optimizacija proizvodnje z upo- rabo strojnega vida, • inovativne rešitve na področju senzorike in pametnih kompo- nent, • napredna ergonomsko obliko- vana ročna montažna mesta v kombinaciji z roboti, • vizualizacija procesov v 3D-pro- storu, • napredni fleksibilni proizvodni sistemi za maloserijske izdelke, • zelena avtomatizacija in avtoma- tizacija, prijazna okolju, • trendi in inovacije na področju transportnih sistemov in zalo- govnikov, • trendi in inovacije v robotiki, • druga področja uporabe robo- tov. Sejem ni bil namenjen samo razsta- vi, temveč je želel s spremljajočimi dejavnostmi doseči še nekaj več. V ta namen so bile organizirane znan- stvene konference, forumi, tiskovne konference in drugi dogodki. Po- sebnost sejma je predstavljal »Start up world«, kjer so se nadobudni mladi ustvarjalci pod mentorstvom izkušenih industrijskih mojstrov preizkušali v razvojnih nalogah na področju avtomatizacije, robotike in mehatronike. ■ Optimizacija proizvodnih procesov – r deča nit A UT OMA TICE 2016 Letošnji sejem je predstavil tri glav- na področja, ki bi v bodoče lahko bistveno vplivala na izboljšanje proizvodnih procesov. Na podlagi strategije pametnih tovarn in in- dustrije 4.0 se poraja glavno vpra- šanje, kako proizvodne in poslov- ne procese kar najbolj učinkovito povezati zaradi zmanjšanja stro- škov in boljše stabilnosti procesov z manj zastoji. Ključnega pomena je pridobivanje pomembnih infor- macij in s tem spremljanje realne- ga stanja procesov in sistemov ter nadalje pravilno avtonomno odlo- čanje s pomočjo naprednih odlo- čitvenih algoritmov informacijskih sistemov. Opaziti je, da je uporaba strojnega vida na področju zaznavanja in mer- jenja objektov v največjem porastu. Ta tehnologija predstavlja enega od ključnih segmentov pri pridobivanju informacij. Pridobljeni podatki o lo- kacijah in trenutnem stanju kompo- nent in produktov so temelj za na- predne odločitvene algoritme, ki te podatke analizirajo in izvršijo opti- mizacijske korake ter tako adaptivno krmilijo proizvodni proces, vključu- joč avtomatizirane sisteme. Vizualizacija proizvodnih proce- sov v 3D-prostoru postaja vse bolj uporabna. Z razvojem napredne računalniške in programske opre- me je mogoč vpogled v realno pro- izvodno linijo v virtualnem svetu že v fazi snovanja nove tovarne ali procesa. Pri integriranih rešitvah je poudarek na senzorjih, ki ima- jo funkcijo zgodnjega odkrivanja napak v procesih in na izdelkih sa- mih. Rešitev za izboljšanje kakovo- sti komponent in učinkovitejšo rabo energije se kaže v razvoju pogonske tehnike in naprednih krmilnikov. Ve- lik poudarek je na ročnih montažnih mestih, ki izkoriščajo napredne teh- nologije vizualizacije ter izvajanja kontrole direktno med procesom montaže. Vse pogosteje zasledimo tudi interakcijo človek-robot za od- pravo človeškega faktorja in s tem vpliva na nadaljnje procese. Na področju robotike se kaže razvoj v smeri naprednih krmilnikov in po- gonov, ki omogočajo enostavnejše in bolj fleksibilno programiranje, spre- mljanje procesov in tudi optimizacijo na podlagi spremljanja podatkov v realnem času. Pomembna je varnost, ki jo dosežemo z uporabo senzorjev na robotih, robotskih rokah ali prije- malih, saj vse več robotov sodeluje s človekom na montažnih mestih. ■ Strojni vid kot eden ključnih segment ov sodobne proizvodnje Na sejmu je bil največji poudarek ravno na področju brezkontaktnih merilnih sistemov, ki vključuje sis- teme strojnega vida, naprave za skeniranje 3D-objektov in laserske sisteme. Strojni vid se uporablja predvsem pri spremljanju proizvo- dnih procesov v realnem času in sprotni korekciji v primeru odsto- panj od predvidenega stanja. Izpo- stavimo lahko nekaj primerov upo- rabe strojnega vida. Podjetje VMT je predstavilo sistem strojnega vida v procesu nanosa tesnilne mase z ro- botom. Namen uporabe kamere ni le v zaznavanju pravilnosti nanosa mase, temveč tudi v sledenju robot- ske roke trajektoriji reže (adaptivno krmiljenje). Sistem je na ta način visoko fleksibilen in ga je mogoče uporabiti za različne oblike objektov. Drugi pomemben segment stroj- nega vida predstavlja zaznavanje prisotnosti komponent na sestavih in merjenje posameznih delov. Pod- jetje Vision Tools je prikazalo visoko fleksibilen, samoprilagodljiv sistem, ki lahko nadomesti stacionarno me- rilno celico. Kamere in svetilna tele- sa so pritrjena na robotske roke, kar omogoča, da en sistem lahko upora- bimo za več različnih sestavov. Raz- lične kamere ali svetila so lahko do- dani kot zamenljive robotske roke. Podjetje FARO, vodilno na področju 3D-skeniranja objektov, je predsta- vilo nov skener visoke ločljivosti, ki omogoča natančen popis površin v le nekaj sekundah. Merilni sistem z več kamerami v kombinacij s teh- Slika 2. Kontrola procesa nanosa tesnilne mase z uporabo strojnega vida (vir: VMT) DOGODKI - POROČILA - VESTI 372 Ventil 22 /2016/ 5 nologijo modre svetlobe je tako primeren tudi za procese v realnem času. Še posebej je tehnologija pri- merna za digitalizacijo objektov pri tehnologiji povratnega inženiringa. Sejem je predstavil kar nekaj no- vosti na področju zaznaval kamer, leč in objektivov. Razvoj gre v smeri pametnih kamer z integrirano ele- ktroniko in algoritmi. Izpostavimo lahko podjetje InfraTec, ki je posta- vilo nove smernice na področju ter- mičnih kamer s produktom ImageR 10300. Predstavlja prvo termično kamero te vrste z visoko ločljivostjo in s samodejnim ostrenjem slike. ■ Int egr irane r ešitv e v proizvodnji Pomembno vlogo v prihajajoči indu- striji 4.0 bodo imela napredna ergo- nomsko oblikovana ročna montažna mesta. V primeru ročne montaže bodo omogočala optimalno prilago- ditev individualnim zahtevam delav- ca in procesa. Sistem strojnega vida bo delavca prepoznal (prepoznava- nje višine delavca, dosega rok itd.), ko ta vstopi v delovno območje, in v nekaj sekundah prilagodil montažno Slika 4. Skeniranje za digitalizacijo 3D-objektov (vir: Faro) DOGODKI - POROČILA - VESTI Slika 3. Zaznavanje in merjenje s strojnim vidom (vir: VisionTools) Slika 5. Nova radiometrična termična kamera (vir: InfraTec) Slika 6. Samoprilagodljivo ročno montažno mesto z naprednimi pri- pomočki (vir: Šimic) 373 Ventil 22 /2016/ 5 mesto. Prilagoditev ročnega mon- tažnega mesta se lahko izvede tudi preko identifikacijske kode delavca. Mesta so po novem opremljena z vrsto pripomočkov za zagotavljanje učinkovitejše montaže. Proces mon- taže nadziramo s pomočjo strojnega vida, ki prepoznava pravilnost vr- stnega reda sestavljanja, pravilnost sestava samega in nas v primeru nepravilnosti na to opozori in pre- dlaga nadaljnji ukrep. Informacije o montažnem procesu, sestavnih delih in sestavu so direktno dostopne in prikazane na dotičnih zaslonih ali pa s projekcijo na delovni mizi. Vrstni red operacij je podprt s signalnimi učinki na zalogovnikih. Velik poudarek je zaslediti tudi na področju vizualizacije in simulacije proizvodnih procesov. Pomemb- nost virtualnega prikaza se kaže predvsem v učinkoviti predstavitvi proizvodnje v fazi načrtovanja nove proizvodne linije ali procesa. Pod- jetje Visual Company je predstavi- lo napredno simulacijsko orodje za 3D-vizualizacijo in simulacijo proi- zvodnih avtomatiziranih procesov v kombinaciji z ročno montažo. Podjetje Cenit AG, ki je eno od vo- dilnih na področju simulacije robot- skih linij v avtomobilski industriji, je predstavilo simulacijsko orodje, s katerim lahko določimo optimalen položaj (layout) in potek operacij z realnimi proizvodnimi časi. ■ Robotika Na področju robotov je zaslediti trend povečevanja nosilnosti in hi- trosti ob ohranjanju pozicijske toč- nosti. Še vedno se robotski sistemi največ uporabljajo v avtomobilski industriji. Niso pa namenjeni le iz- vajanju operacij varjenja, kontrole in montaže, temveč tudi pozicionira- nju težkih baznih delov, pri katerem sodeluje več robotov, in prenosu sestavov iz ene proizvodne linije na drugo. Slika 8. Virtualni prikaz avtomatizirane strege in montaže (vir: Visual Company) Slika 9. Simulacija se najpogosteje uporablja v avtomobilski industriji (vir: Cenit AG). DOGODKI - POROČILA - VESTI Slika 7. Sodobno ročno montažno mesto v kombinaciji z robotom (vir: Šimic) 374 Ventil 22 /2016/ 5 Zaradi povečanja variantnosti iz- delkov so v maloserijskih proizvo- dnjah potrebni bolj fleksibilni av- tomatizirani sistemi na področju manipulacije in montaže. Podjetje Universal Robots je predstavilo model robota, ki ga zaradi majh- nosti, cenenosti in enostavnosti programiranja lahko uporabimo namesto klasičnih pnevmatičnih manipulatorjev kot strežne napra- ve v proizvodnih procesih. Pred- nosti se kažejo predvsem v veliki fleksibilnosti sistema in vgrajeni senzoriki. Podobno je podjetje Sta- ubli predstavilo kolaborativnega robota, namenjenega pomoči pri zagotavljanju pozicijske točnosti. Na področju mehanskih konstruk- cijskih rešitev lahko izpostavimo visoko precizna gonila podjetja NabTesco Precision Europe GmbH, ki se običajno uporabljajo v indu- strijskih robotih in robotskih pozi- cionerjih oz. preciznih obračalnih enotah. Razvoj gre predvsem v smeri zagotavljanja višje togosti in kompaktnosti gonil, ki dovoljujejo višje aksialne in radialne obreme- nitve, momente ob zagotavljanju visoke pozicijske točnosti (tudi pod 1 mikrometer). Hkrati kompleksne robotske aplikacije, kot je varjenje, zahtevajo adaptivno krmiljene, vi- soko dinamične pozicionerje, ki so zaradi naprednih pogonov tudi energijsko učinkovitejši. Vse več je poudarka na podro- čju razvoja inteligentnih robot- skih prijemal in rok. Za aktuatorje je možnih več vrst pogonov – od pnevmatskih mišic do koračnih in servoelektričnih motorjev. Ena od zahtev je približati funkcijo robot- ske roke človeški, druga zahteva se nanaša na varnost, ki jo mora za- gotavljati robotski sistem. V prvem primeru je podjetje Shadow Robot Company iz Londona predstavilo inteligentno robotsko roko, katere kinematika zagotavlja 20 prosto- stnih stanj in se zelo približa člove- ški kinematiki. Za doseganje dru- gega pogoja roka vsebuje senzorje za zaznavanje pozicije, sile, tempe- rature in dotika. Slednji omogoča Slika 10. Varjenje avtomobilskega ogrodja z robotsko celico (vir: Šimic) Slika 12. Precizni robotski pozicionerji v procesih varjenja (vir: Šimic) Slika 11. Ročno vodena robotska roka za pomoč pri montažnih ope- racijah (vir: Šimic) DOGODKI - POROČILA - VESTI 375 Ventil 22 /2016/ 5 celo zaznavanje vrste prijetega materiala s pomočjo nameščenih senzorjev dotika na konicah prstov. Vodenje robota s pomočjo interak- tivnih očal ali z uporabo inteligen- tne naprave, ki zaznava frekvenčni odziv možganov, ni več znanstvena fantastika, temveč postaja realnost. V tej fazi je uporaba omejena na enostavnejše aplikacije strege. Na sejmu je bilo predstavljenih več vrst avtonomno vodenih vozičk- ov in mobilnih robotov. Eni imajo funkcijo strege materiala, drugi so opremljeni z robotskimi rokami za izvajanje montaže na mestih, kjer je to potrebno. Predstavljena je bila vrsta načinov vodenja vozičk- ov, kot so tehnologije RFID in GPS. Še vedno se za vodenje najpogo- steje uporabljajo talne oznake (vi- dne črte, magnetna polja, …), ker so cenovno najugodnejše. V prihodnosti lahko pričakujemo vse več robotov v gostinstvu in gospodinjstvu za pomoč pri raz- ličnih opravilih, kot so: sortiranje, točenje, serviranje hrane in pijače itd. V gospodinjstvu je še posebej dobrodošla pomoč osebam s po- sebnimi potrebami in invalidom. Invalidski vozički z dodano robot- sko roko za pomoč pri opravilih so le ena od nadgradnje, postali so tudi bolj pametne naprave, ki jih je lažje upravljati. Slika 15. Avtonomno vodeni vozički v procesih strege in montaže (vir: Šimic) Slika 16. Prihodnost robotov se kaže tudi v gostinstvu (vir: Šimic) Slika 13. Inteligentne robotske roke, opremljene s sen- zorji za občutenje objektov (vir: Shadow Robot Company) Slika 14. Vodenje robotske roke s pomočjo interaktivnih očal (vir: Šimic) DOGODKI - POROČILA - VESTI