Il robot presenta il pezzo in lavorazione in posizione ergonomica per consentire una facile ispezione. Attestazione:Fraunhofer HHI
I robot vengono impiegati in sempre più situazioni, molti dei quali implicano la collaborazione tra umani e robot, ad esempio sollevando gli umani da compiti onerosi sul posto di lavoro. Le sfide sono come integrare il robot nell'ambiente di lavoro e come utilizzarlo. In un progetto congiunto con Volkswagen AG, l'Istituto Fraunhofer per le telecomunicazioni, Istituto Heinrich Hertz, HHI, dimostrerà i vantaggi che l'uso della collaborazione uomo-robot (HRC) può apportare all'ispezione dei cordoni di saldatura nell'industria automobilistica.
I cordoni di saldatura impeccabili sono un criterio di qualità critico nell'ingegneria automobilistica. Nel futuro, le saldature saranno ispezionate da un team uomo-robot, ciascuno apportando le proprie competenze e competenze specifiche. Controllato da gesti e comandi vocali, il robot manterrà e manovrerà i componenti specifici in posizione, mentre il dipendente contrassegna e registra eventuali difetti di qualità della saldatura.
Il progetto di ricerca congiunto EASY COHMO (Ergonomics Assistance Systems for Contactless Human-Machine-Operation) attinge ai molti anni di esperienza che Fraunhofer HHI ha accumulato nei campi della cattura 3D, Elaborazione delle informazioni 3D e visualizzazione 3D. Questo sistema per l'ispezione visiva dei cordoni di saldatura su componenti chiave nella produzione automobilistica offre un ottimo esempio di come l'HRC può funzionare nel settore. Negli anni a venire, questa tecnologia fornirà un'assistenza concreta alle procedure di ispezione presso Volkswagen.
Dall'ispezione manuale agli standard di Industria 4.0
Il processo di ispezione è rimasto invariato per decenni. Prima di tutto, ogni componente deve essere fissato manualmente in un posizionatore rotante in modo che possa essere ispezionato da tutte le angolazioni. Inevitabilmente, ciò comporta che il dipendente debba assumere posizioni non ergonomiche, che può portare a lesioni da sforzo ripetuto. Per di più, solo poco tempo è riservato a questa complessa procedura, che possono avere un impatto negativo sulla qualità dell'ispezione.
Un'interfaccia utente potenziata basata sul gesto della mano viene proiettata sul componente e sul banco di lavoro, dove serve per controllare il robot e la procedura di ispezione. Attestazione:Fraunhofer HHI
Attualmente, i dipendenti sono liberi di condurre l'ispezione a modo loro. Ciò si traduce inevitabilmente in una procedura non standardizzata che rende più difficile il riconoscimento di difetti sistematici sulla base delle osservazioni dei diversi ispettori. Inoltre, tali difetti spesso non vengono registrati o devono essere faticosamente inseriti in un sistema separato tramite tastiera e mouse.
Nel futuro, questo processo di ispezione sarà interattivo, con robot utilizzati per sostenere componenti pesanti e manovrarli in una posizione in cui i dipendenti possano ispezionarli in modo ergonomico. Tali robot avranno almeno sei assi e potranno quindi muoversi, ruotare e inclinare un componente in ogni direzione possibile. Il robot rimuoverà automaticamente un componente dalla linea e lo presenterà per l'ispezione. Il dipendente interagirà con il robot attraverso gesti espliciti e impliciti, guidando così il componente nella posizione desiderata. I dipendenti possono concentrare la loro attenzione sull'identificazione dei difetti e, di conseguenza, trascurerà meno difetti.
Controllo multimodale
Il middleware sviluppato da Fraunhofer HHI coordina i vari sensori che servono a catturare la situazione complessiva del lavoro. In base alla posizione e ai gesti del dipendente, il software calcola il movimento richiesto del braccio robotico. Ciò garantisce anche la sicurezza dell'utente. Per esempio, ogni volta che il dipendente smette di guardare direttamente il componente, il software arresta il braccio robotico per precauzione.
"Il robot può anche essere impostato per rispondere a istruzioni personalizzate, " spiega Paul Chojecki, project manager presso Fraunhofer HHI. "La nostra nuova interfaccia percettiva è in grado di elaborare i singoli gesti e comandi vocali di un utente. Ciò significa che il sistema può essere rapidamente personalizzato in base ai requisiti specifici di una workstation".
I gesti sono usati per contrassegnare, classificare e confermare i difetti sul componente. Grazie al tracciamento preciso degli oggetti e al potenziamento basato sul proiettore, i dipendenti dispongono di un'interfaccia direttamente sul componente, nella loro area di lavoro. Ciò offre un modo efficiente e intuitivo per generare una registrazione digitale 3D di eventuali difetti nei cordoni di saldatura. Al contrario, l'attuale procedura di ispezione manca di qualsiasi registrazione sistematica dei difetti, perché c'è pochissimo scambio formalizzato di informazioni tra i diversi dipendenti. Con la nuova procedura, eventuali difetti possono essere immediatamente inseriti nel sistema e quindi valutati statisticamente. Ciò significa che i difetti sistematici vengono identificati più rapidamente e possono quindi essere eliminati in fase di saldatura.
La posizione dei difetti del cordone di saldatura identificati dall'utente può essere determinata da una combinazione di tracciamento del dito e tracciamento del cordone 3D, e documentato con precisione. Attestazione:Fraunhofer HHI
Estendibile a tutte le postazioni uomo-robot
Il sistema presenta un gran numero di sensori combinati con controlli multimodali basati su un middleware avanzato insieme a istruzioni operative personalizzate e apprendimento automatico. È un approccio che potrebbe portare alla svolta per ulteriori applicazioni HRC e anche ampliare l'ambito della collaborazione e dell'interazione tra umani e robot. Ulteriori campi di utilizzo includono fresatrici, ad esempio, o assistenti robotici interattivi in ambienti non industriali, ad es. nel settore sanitario o dei servizi.
