Superheroji u proizvodnji automobila: Škoda pokazala kakve sve vrste robota koristi

Robotika i umjetna inteligencija pojmovi su koji su sve češći, pa čudi da čovječanstvo još uvijek nije došlo do jedinstvene definicije što je zapravo robot. 'Mislim na industrijske robote, koji su moj svakodnevni kruh. Budući da je riječ robot pomalo slična riječi slatko – svi znamo što je to, ali kad bi svatko od nas napisao svoju definiciju, definicije ne bi bile potpuno iste,' kaže Jan Čejka iz Škodinog tima za planiranje zavarivanja i električne opreme, koji će biti vodič u svijet robotike u ovome tekstu.

Nije pretjerano opisati ove strojeve kao superheroje. Mogu raditi bez prestanka, ne umaraju se i imaju nadljudske sposobnosti: lako podnose terete teške i do pola tone. Također su daleko precizniji od ljudi. Oni mogu izvoditi linearne pokrete u ravnoj liniji s neusporedivo većom preciznošću i sigurnošću od najvještijeg kirurga. I na kraju, ali ne manje važno, roboti su izvrsni matematičari: u trenu mogu preračunati sve vrste prostornih koordinata, pomaknuti koordinatne sustave, prilagoditi putanju ruke i precizno uhvatiti traženi objekt.

'Volim reći da je robotika kralj inženjerstva. Objedinjuje sve suvremene znanstvene i tehničke discipline – matematiku, fiziku, programiranje, inženjerstvo i dizajn, senzore, inženjerstvo materijala ili elektrotehniku. Zanimaju li vas motori? Programirate li? U robotici ćete naći gotovo sve što se danas može proučavati u tehničkim školama. Osim toga, rezultati istraživanja mogu se primijeniti u ovom području, bilo da se radi o istraživanju matematike, umjetne inteligencije ili novih materijala – a sve se to može koristiti u dizajnu ramena, mjenjača ili razvoju maziva', kaže Čejka.

Zavarivanje bez ljudske intervencije
U Škodi radi više od 4000 robota. Zavarivanje, rukovanje i lijepljenje su najautomatiziraniji procesi, koji čine oko 85 posto aktivnosti robota. Preostalih petnaest posto tehnologija kojima upravljaju roboti obuhvaćaju aktivnosti poput procesa spajanja korištenjem plastične deformacije, laserskog lemljenja i slično.

'Robotika je složenija na mjestima gdje se novi dio dodaje na liniju i u području završne obrade. Tu, dakle, pokušavamo primijeniti kolaborativne robote. Sve više radimo i s onim što je poznato kao sustavi vida, koji postupno automatiziraju unos – robot može odabrati pravi dio s palete i sam ga zgrabiti,' kaže stručnjak.

Iz toga proizlazi da robotizacija ima najviše smisla za rutinske i prije svega fizički zahtjevne aktivnosti. Cilj, naravno, nije ostaviti ljude bez posla, nego olakšati proizvodni proces. Ljudi su nezamjenjivi u velikom dijelu posla: brzo donose odluke, imaju finu i preciznu motoriku i mogu razmišljati. U svakom slučaju, netko se mora brinuti o robotima, održavati ih u pogonu, popravljati ih i programirati.

Kakvi se roboti mogu naći kod Škode?
1. Stacionarni roboti
Stacionarni roboti se uglavnom koriste u industriji. Njihovi krakovi djeluju samo u određenom unaprijed definiranom prostoru. A kategorizirani su prema vrsti prostora: ograničenja su određena dizajnom robota, rasporedom osi, duljinom i brojem ruku. Kartezijanski roboti kreću se po okomitim osima i njihov radni prostor je kocka ili blok, dok cilindrični roboti pokrivaju zamišljeni cilindar ili kuglu.

Najčešći industrijski roboti su kutni ili zglobni. Industrijski roboti sa šest osi sastoje se od dva mehanička dijela koji se nazivaju manipulator i zapešće: oni omogućuju robotu ne samo da ispruži ruku, već i da se okrene do željenog kuta pomoću zapešća. 'Kuka roboti su najbrojniji u našim zavarivačkim pogonima, ima ih preko dvije i pol tisuće. Slijede roboti japanskog proizvođača Fanuc, a nedavno je angažirano šezdesetak robota švedske marke ABB. Dobavljače biramo prema postavljenim standardima u suradnji s Volkswagen grupom. Oni moraju podržavati naše tehnologije, od rukovanja do otpornosti ili laserskog oblikovanja. Zatim učitavamo vlastite softverske biblioteke u strojeve. Nijedan robot nije jednonamjenski – svaki je programiran za obavljanje svih zadataka,' objašnjava Čejka.

Tipična primjena kutnog industrijskog robota sa šest osi u Škodi je elektrootporno zavarivanje karoserije. Na tijelu ima tisuće točaka zavarivanja. Svaku točku zavarivanja robot izvodi s ponovljivom preciznošću unutar desetinke milimetra. Osim toga, roboti su opremljeni funkcijom balansiranja koja im omogućuje podešavanje položaja kliješta za zavarivanje u odnosu na lim i na taj način kompenzira sve netočnosti.

2. Uslužni roboti
Uslužni roboti su neindustrijski pomoćnici koji nisu namijenjeni proizvodnji već pomoći osobi u određenim aktivnostima. Drugim riječima, pružaju usluge ljudima i opremi – poput robotskih usisavača.

3. Roboti na kotačima
Oni nisu fiksirani na mjestu i njihov je zadatak da se slobodno kreću na kotačima ili gusjenicama. Razlikuju se uglavnom po broju korištenih kotača i njihovom rasporedu – cilj je da robot može svladati razne prepreke u svojoj okolini. Važan je i dizajn samih kotača, na primjer veličina i obloga. Budući da se roboti kreću okolo, moraju imati navigacijski sustav. Ovi roboti mogu obavljati sve vrste zadataka - poput prikupljanja uzoraka na Marsu. Ali oni se obično koriste u industriji, na primjer u obliku Automatizirano vođenih vozila (AGV ili Automated Guided Vehicles).

AGV-ovi su najveći robotski pomoćnici u Škodinoj logistici. Pomažu u transportu dijelova od skladišta do proizvodne linije. Viličari bez posade mogu utovariti paletu dijelova izravno na liniju. Viličari bežično komuniciraju s kontrolom linije, jer trebaju primiti poruku da mogu sigurno utovariti paletu.

4. Hodajući roboti
Ovi roboti koriste noge i stopala za kretanje. Često oponašaju stil hodanja ljudi ili životinja, a ponekad se nazivaju skakutajućim robotima. Ove vrste kretanja omogućuju im bolje prelaženje na teškom terenu. Najveći izazov za dizajnera je robustan i brz matematički aparat kontrolnog sustava koji može održati robota u ravnoteži i sinkronizirati sve njegove udove kako robot ne bi pao ili posrnuo. U ovu kategoriju spada, na primjer, robot Atlas tvrtke Boston Dynamics, koji može raditi parkour i okretaje se.

Hodajući roboti nisu naširoko korišteni u industriji, ali unatoč tome možete ih sresti i kod Škode. U sklopu projekta digitalne tvornice testiraju se različite mobilne platforme koje bi mogle skenirati proizvodnu opremu kako bi digitalni model sinkronizirali sa stvarnošću. U tu svrhu, u suradnji s Češkim tehničkim sveučilištem u Pragu testirana je, primjerice, mogućnost postavljanja robotskog psa ili pauka.

5. Specijalizirani roboti
'Posljednja kategorija robota nije definirana; za naše potrebe možemo ih nazvati specijaliziranim. Oni uključuju robote dizajnirane za određene vještine. Neki mogu plivati, letjeti ili raditi u 'rojevima' (eng. swarm), drugi su mali poput atoma. Ovi bi nano roboti jednog dana mogli pomoći u uklanjanju stanica raka u ljudskim tijelima, na primjer. Neki se roboti mogu boriti na bojnim poljima, drugi pomažu u čišćenju naših domova', kaže Čejka. Još jedna zanimljiva primjena je egzo-kostur, funkcionalna struktura koju ljudi mogu nositi kako bi povećali svoju snagu, poboljšali radnu ergonomiju ili čak zamijenili udove koji nedostaju.

'Možemo reći da naši roboti rade u 'roju' u radionici za zavarivanje. Roboti međusobno komuniciraju i ljubazno jedan drugome daju prednost ako su u opasnosti od sudara. Moglo bi se dogoditi i da vam robot preleti iznad glave. Škoda testira autonomne dronove u logistici. Strojevi i manipulatori za poboljšanje ergonomije rada također su uobičajeni u montaži. Kolaborativni roboti koji dijele radni prostor s čovjekom i nisu odvojeni nikakvom mehaničkom barijerom također bi mogli spadati u ovu kategoriju. Ovakvi nam roboti pomažu pri lijepljenju ili mjerenju dimenzija dijelova', zaključuje Čejka.