20/06/2022
Door Ad Spijkers
In het verleden gold dat robots alleen de moeite waard zijn voor grote serieproductie, tegen hoge kosten moeten worden geprogrammeerd en inflexibel zijn. Dat gaat niet lang meer op.
Op Automatica (21-24 juni in München) laat het Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz zien dat het ook anders kan. De visie van het instituut is, dat iedereen een robot moet kunnen programmeren. Hij moet zo snel en gemakkelijk werken dat het gebruik ervan de moeite waard is, zelfs voor een enkele toepassing die geen tweede keer nodig is. Het idee is, dat mensen kunnen zich volledig concentreren op waar ze goed in zijn. De robot neemt minder waarde toevoegende, vervelende, tijdrovende of niet-ergonomische activiteiten van hen over.
Multimodale interactiestrategie
Vandaag de dag gaat het gebruik van robots in de productie nog steeds gepaard met veel inspanning. Om dit te doen, moeten robotprogrammeurs de gewenste bewegingssequenties specificeren met behulp van fabrikantspecifieke programmeertalen. Met mens-robot interactie heeft de directe interactie tussen mens en machine een nieuw niveau bereikt.
Dankzij de multimodale interactiestrategie die wordt aangestuurd door Fraunhofer IWU, zullen werknemers in de productie in de toekomst zelfstandig, gemakkelijk en nauwkeurig de bewegingssequenties kunnen definiëren van de robot die hen bij hun werk moet ondersteunen. Multimodale interactie maakt het mogelijk om robots intuïtief te programmeren met gebaren en spraakopdrachten zonder enige programmeerkennis.
Programmeren wordt in de toekomst eenvoudig. Om de robot te trainen voor de gewenste volgorde van bewegingen (teaching) is het dankzij SmartGesture voldoende om de punten van het bewegingspad met de vinger aan te geven (finger tracking) en deze te definiëren met een eenvoudig spraakcommando. De robot kan deze trajecten direct volgen en laten zien dat hij de gewenste bewegingen exact kan uitvoeren. Programmeren via vingertracking en spraakbesturing kan zelfs op afstand, dus locatieonafhankelijk.
Nadat het hele traject van de robot is bepaald, heeft het systeem ook de veiligheidszone al gedefinieerd: als een mens te dichtbij komt, vertraagt hij zijn bewegingen of remt hij tot stilstand. Voor veel werkzaamheden, zoals lakken of polijsten, is de leernauwkeurigheid van ongeveer 0,5 cm, die zonder extra gereedschap kan worden bereikt, voldoende. Een vingertopbevestiging kan de precisie indien nodig aanzienlijk vergroten.
Integratie
Het team bij Fraunhofer IWU heeft zowel cobots als conventionele industriële robots in gedachten voor multimodale mens-robotinteractie. Last but not least maakt de koppeling van intelligente padplanning en veiligheidszonering in realtime vele toepassingsscenario's mogelijk. Het ontbreken van extra apparaten houdt ook de inspanning laag. Het enige dat de gebruiker nodig heeft, is een visionsensorsysteem met een RGB-D camera om vinger- en handbewegingen vast te leggen en een spraakherkenningsbord voor spraakherkenning.
Het doel is om robotica nog zuiniger en dus ook interessant te maken voor kleinere industriële producties of ambachten - tot een seriegrootte één. Vooral in combinatie met een intelligente tool die onafhankelijk is van het robotpad, zijn er fascinerende toepassingsmogelijkheden.
Op Automatica zal het roboticateam demonstreren hoe bijvoorbeeld de geometrie en oppervlakteafwerking van een pianotoetsenbordhoes snel en met hoge kwaliteit kan worden gelakt met behulp van robots. Een AI-oplossing helpt om rekening te houden met beïnvloedende factoren zoals de exacte aard van het houtoppervlak (nerf, ruwheid), lakeigenschappen en lichtreflecties van de natte lak (optische controle van het resultaat) om een optimale afwerking te bereiken.
Foto: Fraunhofer IWU