Robotika

Današnje robotske celice že omogočajo avtomatizacijo številnih industrijskih procesov, vendar pa niso dovolj fleksibilne (Krüger et al., 2014). Zagotavljanje večje fleksibilnostih robotskih sistemov je glavna motivacija za številne raziskave na področju robotike, na primer pri razvoju strojne opreme (Bicchi and Tonietti, 2004; Hashimoto et al., 2000; Godler et al., 2001), vodenju (Khatib, 1987; Bristow et al., 2006; Ijspeert et al., 2013) in učenju (Dillmann, 2004; Gams et al., 2014), kot tudi pri prenosu tehnologij v prakso (Xiao, 1997; Yun, 2008). V tem programu bomo raziskali in razvili predvsem nove tehnologije, s katerimi bomo bistveno povečali adaptivnost današnjih celic in s tem skrajšali čas, ki je potreben za njihovo postavitev in zagon ob spremembi izdelka. V ta namen je treba poiskati nove rešitve na področju mehatronike, na primer na področju inteligentnih senzorsko podprtih pogonov, samodejne rekonfiguracije, robotske senzorike, vida, vodenja in učenja, kot tudi izboljšati integracijo robotskih tehnologij v novo paradigmo Industrija 4.0, ki sloni na principih LEAN, AGILE in TQM (Stker et al., 2014; Sauter et al., 2015). Po drugi strani, končni uporabniki čedalje bolj zahtevajo celovite rešitve za svoje proizvodne programe in izzive, s katerimi bodo povečali svojo konkurenčnost (Westkämper et al., 2000; Salminen et al., 2009). Tudi v bolj razvitih industrijskih državah kot je Slovenija še nimajo ustreznih rešitev za harmonizirano povezavo poslovnosti, proizvodnje in izdelka, ki je osnova tovarn prihodnosti (Jovane, 2009; Jawahir, 2008; Zaeh et al., 2011). Poleg vključitve robotike v nove paradigme Industrije 4.0, obstajajo tudi številna področja robotskih aplikacij, na katerih še ni ustreznih robotskih rešitev. Eno od njih je robotsko podprta laserska obdelava (Overton et al., 2016; Katayama, 2013; Majumdar et al., 2013) s skeniranjem. Tudi v najsodobnejših laserskih obdelovalnih sistemih se danes uporabljajo zapletena in draga vpenjalna orodja za ponovljivo pozicioniranje. Trenutno stanje laserskih obdelovalnih sistemov ni primerno za izvajanje maloserijske in kostumizirane proizvodnje (prezračevalni in ogrevalni sistemi, prehrambna industrija, osebni izdelki – npr. okvirji očal, itd).

Od programa pričakujemo naslednje prebojne rešitve:

  • Radikalno novo rešitev adaptivnega tridimenzionalnega vodenja žarka ter regulacije laserske moči, ki bo omogočila preboj laserskega varjenja, rezanja in strukturiranja v maloserijske in namenske proizvodnje. V ta namen bo laserska skenirna optika za hitro vodenje laserskega žarka po obdelovalni površini nadgrajena z optično triangulacijsko povratno zanko, ki bo omogočala tridimenzionalno sledenje obdelovalni konturi ter sprotno merjenje prostorske oblike območja interakcije laserske svetlobe s snovjo.
  • Novi pristopi za hitro rekonfiguracijo robotskih celic v kontekstu adaptivnih robotskih tehnologij. Realizirali bomo oblikovanje optimalnih robotskih prstov za prijemanje novih objektov (3D tiskanje), uporabo strojnega vida in vodenja po sili za prijemanje poljubno postavljenih izdelkov.
  • Na področju strojnega vida bomo razvili nove metode za učenje procedur za vizualno kontrolo kvalitete, ki jih bomo integrirali s sistemom za optimalno načrtovanje poti za vizualno kontrolo kvalitete. Obravnavali bomo tako načrtovanje gibanja kamer v roki kot tudi manipulacijo izdelkov, s čimer zagotovimo ogled z vseh strani.
  • Nova generacija naprednih pogonskih sistemov, ki omogočajo podajno krmiljenje. To je pomembno za razvoj naslednje generacije robotskih sistemov, ki bodo omogočali interakcijo s človekom.
  • Tehnologije virtualne tovarne (IoT, CFS, AC, Plug&Produce vmesniki) za povezovanje poslovnih in proizvodnih procesnih sistemov v okviru digitalne tovarne bodo v okviru tovarn prihodnosti osnova za optimiranje in predikcijo poslovnih in proizvodnih procesov in sistemov in bo imela vgrajene inteligentne algoritme, s pomočjo katerih bo omogočeno samodejno optimiranje PPS v realnem času vse od naročila pa do pametne uporabe.