Dirbtinis intelektas palengvina robotų atliekamą surinkimo darbą

„Nauja valdymo sistema leidžia robotams valdyti formos, padėties, spalvų ir apšvietimo sąlygų skirtumus darbo vietoje.

 

 Gamintojai naudoja dirbtinį intelektą, kad pagerintų automatizuotą tikrinimą, sukurtų ekonomiškesnius gaminių dizainus ir analizuotų proceso duomenų srautus, kad išvengtų defektų. Dabar jie gali naudoti dirbtinį intelektą (Al), kad pagerintų roboto valdymą.

 

 Vokietijos startuolis Micropsi Industries GmbH pristatė MIRAI – naują valdymo sistemą, kuri leidžia robotams valdyti darbo erdvės formos, padėties, spalvų ir apšvietimo sąlygų skirtumus. Naudojant Al, MIRAI generuoja roboto judesius realiuoju laiku ir gali automatiškai reaguoti į tikslinio objekto judesius. MIRAI valdo pirmąjį ir paskutinį roboto kelio centimetrą, todėl nereikia tvirtai pritvirtinti dalių.

 

 MIRAI taip pat supaprastina roboto programavimo užduotį. Robotai, aprūpinti MIRAI, gali išmokti daugybę užduočių stebėdami, todėl juos galima lengvai apmokyti ir permokyti atlikti įvairius proceso etapus. Nereikia jokių programavimo ar AI žinių.

 

 Sistema susideda iš MIRAI valdiklio; šešių ašių robotas (tiekiamas FANUC [1] arba Universal Robots); jėgos ir sukimo momento jutiklis; galutinis efektorius; fotoaparatas (tiekiamas Micropsi Industries); ir žiedinis žibintas.

 

 MIRAI papildo įprastą roboto valdiklį, leidžiantį mašinai suvokti jos darbo aplinką. Naudodamiesi dirbtiniu intelektu, MIRAI palaikomi, robotai stebi žmogaus atliekamus veiksmus ir tuos veiksmus imituoja. Stebėjimai įrašomi fotoaparatu, pritvirtintu prie roboto riešo arba esančioje fiksuotoje padėtyje netoli darbo vietos. Norėdamas apmokyti robotą, žmogus atlieka ir įrašo pasikartojančius užduoties demonstravimus, rankiniu būdu vadovaudamas robotui už roboto riešo. Tada įrašai paverčiami regėjimu pagrįstą, realaus laiko roboto valdymo schemą.

 

 Ai ir automatinis atsukimas

 

 Gegužės mėnesį Micropsi Industries ir tvirtinimo specialistas DEPRAG paskelbė, kad bendradarbiauja, kad sukurtų robotizuotą sukimo sistemą, galinčią kompensuoti dalių padėties, tvirtinimo kampo ar gamybos tolerancijos pokyčius. Be nurodymų sukti varžtus su šešių ašių robotu gali būti sunku, gal net neįmanoma.

 

 „Džiaugiamės galėdami bendradarbiauti su tokiu tradiciniu gamintoju, kaip DEPRAG ir galėdami pasipelnyti iš jų didžiulės patirties varžtų sukimo technologijų srityje“, – sako Dominik Bosi, „Micropsi Industries“ vyriausiasis technologijų pareigūnas. „Bendradarbiavimas suteikia mūsų klientams patikimą ir pelningą automatizavimo sprendimą, kuris skatina mūsų tikslą supaprastinti prieigą prie automatizavimo."

 

 DEPRAG ir Micropsi sistema taip pat gali leisti robotui sumontuoti varžtus į mazgus, kai jie praeina pro konvejerį.

 

 Sistema tinka įvairių gaminių, įskaitant prietaisus, elektroniką, automobilių dalis ir žemės ūkio mašinas, surinkimui.

 

 Turbinų mentelių atnaujinimas

 

 Siemens Energy naudoja Micropsi technologiją, kad automatizuotų dujų turbinų mentelių atnaujinimo procesą.

 

 Po ketverių naudojimo metų mentelės turi būti iš naujo suformuotos ir padengtos nauja danga. Išilgai mentelių paviršiaus yra šimtai mažų skylučių, kurių kiekviena yra maždaug 2 milimetrų pločio. Šios angos buvo naudojamos oro aušinimui, anksčiau naudojant mentelę, kai temperatūra turbinoje įkaista taip, kad mentelės išsilydo be tokių priemonių, kaip oro aušinimas ir apsauginės dangos.

 

 Atnaujinimo procese šios skylės turi būti užtaisytos prieš paviršiaus apdorojimą. Tai apima litavimo pastos paskirstymą į kiekvieną skylę plona adata.

 

 Dozavimo užduotis kelia tris iššūkius. Pirma, mentelės skylių padėtis skiriasi dėl temperatūros deformacijos mentėje naudojimo metu. Antra, litavimo pastos dozavimas užima daug laiko. Užtaisant šimtus skylių, žmogui prireikia valandų, kad jas užpildytų. Galiausiai, mentelės yra skirtingų versijų ir pasižymi skirtingu nusidėvėjimo lygiu.

 

 Naudodamas MIRAI valdymo sistemą, šešių ašių robotas paskirsto litavimo pastą ant mentelių per dalį žmogaus laiko. AI dėka robotas kompensuoja skylės padėties, mentelės formos ir mentelės būklės pokyčius.

 

 MIRAI sistema perkelia robotą iš vienos skylės į kitą ir įkiša adatą į kiekvieną skylę. Įprastas roboto valdiklis tvarko litavimo pastos dozavimą ir kitas užduoties dalis. MIRAI varomo roboto apmokymas užtruko vos kelias dienas ir jį atliko Siemens inžinieriai.

 

 Geresnė mašinų priežiūra

 

 Automobilių dalių tiekėjas ZF Friedrichshafen mieste, Vokietijoje, norėjo automatizuoti staklių priežiūrą didelės apimties frezavimo stotyje, kurioje gaminamos krumpliaračiai. Šiuo atveju metaliniai žiedai paimami iš dėžės ir dedami ant konvejerio. Žiedas yra neapdorota dalis, kuri taps pavara vėlesniuose gamybos etapuose.

 

 Ši užduotis automatizavimui sukėlė daugybę iššūkių:

 

 Dėžės žiedai transportavimo metu pasislenka, todėl jų padėtis tampa nenuspėjama. Pristatytos ir atsuktos į robotą dėžės padėtis visomis kryptimis gali skirtis nuo 20 iki 30 milimetrų.

 

 Dėžutės forma gali skirtis. Kartais jo šonai nėra tiesūs. Jie gali būti spaudžiami į vidų, nuokrypis nuo 20 iki 30 milimetrų.

 

 Pavasarį ir rudenį į darbo vietą patenka tiesioginiai saulės spinduliai. Nors dėžės vidinės sienos yra padengtos kartoniniu popieriumi, trečdalis žiedų vis tiek yra tiesiogiai veikiami saulės spindulių.

 

 Dėžės viduje esanti burbulinė folija dengia kai kurias žiedų dalis.

 

 Žiedų paviršiuje gali būti alyvos ir rūdžių. Dėl to jų išvaizda skiriasi nuo regos sistemos įsimintos.

 

 Įprastas robotas – su regėjimo sistema arba be jos – turėtų sunkumų dėl tokių pokyčių. Ir net tada, kai būtų galima, sąranka turėtų būti pritaikyta konkrečiai užduočiai, o ne kitoms.

 

 Micropsi sukūrė greitesnę ir patikimesnę sistemą. Sistemą sudaro MIRAI rinkinys, įskaitant valdymo dėžutę ir kamerą; „Universal Robots UR1 Oe“ kobotas; „OnRobot“ jėgos ir sukimo momento jutiklis ir „Schunk“ griebtuvas.

 

 Metaliniai žiedai dėžėje pristatomi sluoksniuotose lovose. Dalys yra glaudžiai išdėstytos plokščiose pusėse. Per savo įprastą valdiklį UR robotas buvo užprogramuotas judėti virš atskirų žiedų dėžėje. Kai robotas yra virš žiedo, MIRAI sistema perima valdymą. Jis perkelia robotą prie artimiausio žiedo ir pastato griebtuvą į vietą. Tada pradinė roboto sistema vėl pradeda valdyti. Robotas paima žiedą, perkelia jį ant konvejerio ir uždeda ant juostos.

 

 Koboto mokymas atlikti savo proceso dalį užtruko tik keturias dienas.

 

 Kad regėjimo sistema galėtų matyti dalis statmenu kampu, Micropsi sukūrė tris griebtuvo žandikaulio plėtinius. Po to, kai buvo sumontuoti žandikaulio ilgintuvai, 3D atspausdinti plastikiniai pirštai buvo pritvirtinti prie prailginimo galų. Šie pirštai turi griovelius, kurie užtikrina geresnį guminių žiedų sukibimą.

 

 Įkurta 2014 m., „Micropsi“ būstinė yra Berlyne, o jos biuras JAV yra San Franciske. Norėdami gauti daugiau informacijos apie AI valdymo sistemas robotams, apsilankykite www.micropsi-industries.com. Norėdami gauti daugiau informacijos apie automatines varžtų sukimo sistemas, apsilankykite www.depragusa.com." [2]

 

 

1. „FANUC dažniausiai naudojamų robotų sąrašo kainossvyruoja nuo 25 000 dolerių už paprasčiausią, pigiausią M1iA, 4 ašių „vorą“ robotą,kurio talpa .5 kg, iki M2000/1200 6 ašių roboto, kurio talpa 1200 kg, viršija400 000 dolerių.“

 

2.  AI Facilitates Robotic Assembly. Sprovierei, John.  Assembly; Troy Vol. 66, Iss. 7,  (Jul 2023): 46-49.

AI Facilitates Robotic Assembly

"A new control system enables robots to handle variance in shape, position, color and light conditions in the work space.

Manufacturers are using artificial intelligence to improve automated inspection, generate more cost-effective product designs, and analyze reams of process data to prevent defects. Now, they can use Al to improve robot guidance.

German startup Micropsi Industries GmbH has introduced MIRAI, a new control system that enables robots to handle variance in shape, position, color and light conditions in the work space. Using Al, MIRAI generates robot movements in realtime and can respond automatically to movements of the target object. MIRAI takes control of the first and last centimeters of the robot's path, eliminating the need for rigid fixturing of parts.

MIRAI also simplifies the task of robot programming. Robots equipped with MIRAI are able to learn many tasks through observation, so they can easily be trained and retrained for various process steps. No knowledge of programming or AI is required.

The system consists of a MIRAI controller; a six-axis robot (supplied by FANUC [1] or Universal Robots); a force-torque sensor; an end effector; a camera (supplied by Micropsi Industries); and a ring-light.

MIRAI augments the robot s native controller, enabling the machine to perceive its work environment. Through AI, MIRAI-enabled robots observe actions performed by a person and then imitate those actions. Observations are recorded by a camera attached to the robot's wrist or situated at a fixed position proximate to the workspace. To train the robot, a person performs and records repeated demonstrations of a task by manually guiding the robot by the robot's wrist. The recordings are then transformed into a vision-based, real-time robot control schema.

Ai And Automatic Screwdriving

In May, Micropsi Industries and fastening specialist DEPRAG announced that they are cooperating to provide a robotic screwdriving system that can compensate for variations in part position, fastening angle or manufacturing tolerances. Without guidance, screwdriving with a six-axis robot can be difficult, if not impossible.

"We are pleased to be in cooperation with such a traditional manufacturer as DEPRAG and to be able to profit from their enormous wealth of experience in the field of screwdriving technology," says Dominik Bosi, chief technology officer of Micropsi Industries. "The cooperation provides our customers with a robust and profitable automation solution, advancing our goal to simplify access to automation."

The system from DEPRAG and Micropsi can also enable a robot to install screws in assemblies as they pass by on a conveyor.

The system is suitable for the assembly of a wide range of products, including appliances, electronics, automotive parts and agricultural machines.

Refurbishing Turbine Vanes

Siemens Energy is using Micropsi's technology to automate the process of refurbishing gas turbine vanes.

After four years of use, the vanes must be reshaped and resurfaced. Along the surface of the vanes are hundreds of tiny holes, each roughly 2 millimeters wide. These holes were used for air cooling during the vane's previous use, when temperatures in the turbine get so hot that the vanes would melt without measures like air cooling and protective coatings.

In the refurbishment process, these holes must be filled in before surface treatment. This involves dispensing solder paste into each hole with a thin needle.

The dispensing task poses three challenges. First, the hole positions on the vane vary because of temperature deformation in the vane during use. Second, dispensing the solder paste is time-consuming. With hundreds of holes to fill, it takes hours for a person to fill them all. Finally, the vanes come in different versions and exhibit different levels of wear.

Using the MIRAI control system, a six-axis robot dispenses the solder paste on the vanes in a fraction of the time of a person. Thanks to AI, the robot compensates for variations in hole position, vane shape, and vane condition.

The MIRAI system handles moving the robot from one hole to the another and inserting the needle into each hole. The robot's native controller handles the dispensing the soldering paste and other parts of task. Training the MIRAI-powered robot took only a few days and was done by Siemens engineers.

Better Machine Tending

Auto parts supplier ZF in Friedrichshafen, Germany, wanted to automate machine tending in a high-volume milling station where gears are manufactured. In this case, metal rings are picked from a crate and placed onto a conveyor. The ring is the raw part of what will become a gear during subsequent manufacturing steps.

This task posed multiple challenges for automation:

The rings in the crate shift during transportation, making their positions unpredictable.

The position of the crate, once delivered and facing the robot, can vary 20 to 30 millimeters in all directions.

The form of the crate can vary. Sometimes its sides are not straight. They can be pressed inward, with a deviation of 20 to 30 millimeters.

In the spring and autumn, the work space gets direct sunlight. Although a crate's inside walls are covered with carton paper, one-third of the rings are still directly exposed to sunlight.

Bubble foil on the inside of the crate covers some parts of the rings.

The surface of the rings can have oil and rust. This creates variance in their appearance to the vision system.

A conventional robot-with or without a vision system-would have difficulty with such variation. And, even then it could, the setup would have to be tailored for that specific task and no others.

Micropsi developed a faster and more reliable system. The system consists of a MIRAI kit, including the control box and the camera; a Universal Robots UR1 Oe cobot; an OnRobot force-torque sensor, and a Schunk gripper.

The metal rings in the crate arrive in layered beds. The parts are laid closely together on their flat sides. Via its native controller, the UR robot was programmed to move above individual rings in the crate. Once the robot is above a ring, the MIRAI system takes control. It moves the robot to the nearest ring and places the gripper in position. Next, the robot's native system reassumes control. The robot picks up the ring, moves it to the conveyor, and places it on the belt.

Training the cobot to carry out its part of the process took only four days.

To enable the vision system to view the parts from a perpendicular angle, Micropsi designed three gripper jaw extensions. After the jaw extensions were mounted, 3D-printed plastic fingers were fixed to the end of the extensions. These fingers have grooves that ensure a better grip on the gummy rings.

Founded in in 2014, Micropsi is headquartered in Berlin and has a U.S. office in San Francisco. For more information on AI control systems for robots, visit www.micropsi-industries.com. For more information on automatic screwdriving systems, visit www.depragusa.com." [2]

 

1. "List prices for FANUC's most common robots vary from $25,000 for the simplest, least expensive M1iA, 4 axis “spider” robot with . 5kg capacity to the M2000/1200 6 axis robot with 1200kg capacity topping out at over $400,000 list price."

2.  AI Facilitates Robotic Assembly. Sprovierei, John.  Assembly; Troy Vol. 66, Iss. 7,  (Jul 2023): 46-49.