Helppokäyttöistä ja
joustavaa robotiikkaa
Jyrki Latokartano
TTY Kone- ja Tuotantotekniikan laitos
Suomen Robotiikkayhdistys ry
Takeoff! Seminaari 21.5.2015, Savonia, Kuopio
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
•
•
•
•
•
•
Robottiautomaation kehityssuuntia
Ihmisen ja robotin yhteistyö
Uutta teollisuusrobottitekniikkaa
Robottien käytön tehostaminen
Teollisuusrobotiikan tilanne Suomessa
Suomen Robotiikkayhdistys ry
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Trendit robottijärjestelmien toimintaperiaatteissa
Monirobottisolut
Robotti-robottiyhteistyö
Jyrki Latokartano - Takeoff!
Ihminen-robotti
yhteistyö
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö tuotannossa, miksi?
Tehokas
Väsymätön
Voimakas
Tarkka
Älykkyys kallista
Älykäs
Joustava
Anturina edullinen
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö,
turvajärjestelmien evoluutio
•
•
Erotettu turvajärjestelmä
Ei yhteistyötä
•
•
Turvaohjaimet
Rajoitettu yhteistyö
•
•
Vaarattomat robotit
Täydellinen yhteistyö
www.eu-robotics.net/cms/upload/.../Industrial_HRC_-_ERF2014.pdf
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö,
turvajärjestelmien evoluutio
•
•
Erotettu turvajärjestelmä
Ei yhteistyötä
•
•
Turvaohjaimet
Rajoitettu yhteistyö
•
•
Vaarattomat robotit
Täydellinen yhteistyö
www.eu-robotics.net/cms/upload/.../Industrial_HRC_-_ERF2014.pdf
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihminen-robotti yhteistyön hyödyntäminen
C
Yhteistyö robotin kanssa
Cooperative
Workcell
Avustava robotti
Intuitiivinen operointi
Käyttöönoton, tuotantomuutosten
ja ylläpidon aikana
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihminen-robotti yhteistyön mahdollisuuksia
•
•
•
•
•
Mukautuva turvallisuus - joustavampi järjestelmä
Yksinkertaisempi anturijärjestelmä
Älykkäämpi tuotantosolu
Vähemmän tuotantokatkoksia
Edullisemmat yksikkökustannukset
•
Ihminen-robotti yhteistyö vaatii aina riskianalyysin,
jossa otetaan huomioon koko robottijärjestelmä
(sovellus, turva-alueet, tarttuja/työkalu, robotti) !
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö vaatii
turvakontrollerilla varustetun robotin
•
Robotin aseman turvallisempi määrittäminen uusissa robottisovelluksissa perustuu robotin
toimintoja tarkkailevaan turvakontrolleriin ja ohjelmiin.
•
Kahdentamalla niin ohjelmallisesti kuin komponentein robotin aseman tarkkailu ja
turvatoiminnot saavutetaan riittävä turvallisuustaso.
• Robotin asemaa säädellään ihmisen aseman perusteella
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö vaatii
ihmisen havaitsevat turvalaitteet
• Robotin asemaa säädellään ihmisen aseman perusteella,
tarvitaan siis myös ihmisen paikan luotettavasti havaitseva
luokiteltu turvalaite, sovelluksesta riippuen esim:
• Painematto
• Laserskanneri
• Valoverho
• Turvakamera
• …
21.5.2015
Ihmisen ja teollisuusrobotin yhteistyö
hitsaussolussa, Patra projektin yritys case (2008)
Kuvattu tarkemmin Suomen Robotiikkayhdistyksen kirjassa
’Vuorovaikutteisen Robotiikan Turvallisuus’
http://www.youtube.com/user/TampereUniTechTTE
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja teollisuusrobotin yhteistyö
kaarihitsaussolussa, demonstraatio
• Demosolussa teollisuusrobotti
palvelee manuaalihitsaajaa
• Robotti toimii joustavana
paikoittimena ja
kappaleenkäsittelijänä
• Työalueen valvonta
konenäköpohjaisella 3-D
turvalaitteella
• Todelliseen tuotanto-ongelmaan
perustuva solu konseptin ja
turvalaitteen testaamiseen
Video ladattavissa: http://www.pilz.co.uk/imperia/md/content/downloads/open/video_audio_animations/Pilz_SafetyEYE_TUT-CaseStudy_720x576_2008-06.wmv?redirected=true
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Tuotteen manuaalinen valmistussolu
Valmistusaika noin 60 min, josta hitsausta n. 12min
Tuotteen paino yli 100 kg
Tarvitaan useita kääntelylaitteita ja kiinnittimiä
14 hitsiä, 8 hitsausasentoa tuotteelle
Kuvat: Souru Oy & Ropoottimiäs
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.
Robotisoitu vaihtoehto
Ropoottimias.latokartano.fi, www.souruoy.fi
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihminen-robotti yhteistyön haasteet
•
•
•
•
•
•
Turvallisuus
Kommunikointi
Kommunikointi
Kommunikointi
Käyttöliittymät
Kuormittavuus
• Fyysinen
• Henkinen
• Muuta ?
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Tekninen spesifikaatio ISO/TS 15066
– Safety of collaborative robots
•
•
•
•
•
Ihmisen ja robotin yhteystyöalueen suunnittelu
Yhteistyön turvallisuudenmäärittely
Yhteistyötyypit ja -menetelmät
Vaihtaminen “automaattiajon” ja yhteistyön välillä
Ei vielä standardia
www.eu-robotics.net/cms/upload/.../Industrial_HRC_-_ERF2014.pdf
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Tutkimusta muualla, tulevia trendejä
Teknisiä vaatimuksia lähitulevaisuudessa
 < kerta/vuosi
 “offline”
 ~4*robotin hinta
 ~5% asennuksista
 Koulutettu henkilöstö
Photos: KUKA-Roboter GmbH, SMErobot
Muutokset
Ohjelmointi
Solun hinta
Anturointi
Kunnossapito





Jyrki Latokartano - Takeoff!
< kerta/päivä
“on-line”, lattiatasolla
~1*robotin hinta
100%
Työntekijä
21.5.2015
SMErobot: Uusi robottiperhe
Suurimmat innovaatiot:
1. Ihmisen kaltaisia ohjeita ymmärtävä robotti
2. Turvallinen ja tehokas ihmisen havainnoiva robotti
3. 3-päivässä käyttöönotettava robottisolu
•
•
•
FP6 Integrated Project
2005 - 2009
www.smerobot.org
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Intuitiivinen opettaminen
Uusia kommunikointivälineitä
Kädestä pitäen
Graafisuus
Puheohjaus
InTeach -ohjelmointiympäristö
Robotin opettamisen vaiheet
Ohjelmointi
• Liikkeet kädestä pitäen
• puheohjaus (liike,
prosessiparametrit)
• Aktivointi napeilla
Jälkikäsittely
Graafinen optimointi:
 prosessi
 liikeparametrit
Tehtävän suoritus
Ei ihmiskontaktia
Robottiohjelma
Liikeohjelma
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Tehokkuuden parantuminen testisolussa
Ohjelmointi
KCP /6D-Mouse
InTeach
Tehokkuuden kasvu
Kokenut robottiohjelmoija
16 min
15 min
6%
Kokematon ohjelmoija 1
35 min
10 min
71%
Kokematon ohjelmoija 2
26 min
12 min
54%
Harjoittelija
40 min
17 min
58%
-
27 min
-
Ammattihitsari
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö,
turvajärjestelmien evoluutio
•
•
Erotettu turvajärjestelmä
Ei yhteistyötä
•
•
Turvaohjaimet
Rajoitettu yhteistyö
•
•
Vaarattomat robotit
Täydellinen yhteistyö
www.eu-robotics.net/cms/upload/.../Industrial_HRC_-_ERF2014.pdf
Jyrki Latokartano
- Takeoff!
21.5.2015
Alan uusinta tekniikkaa
Teollisuusrobotiikan kehitystrendejä
• “Uudet” kinemaattiset rakenteet
– 7-akselisuus, 2-kätiset robotit
•
•
•
•
Uudet hyödyntämiskohteet
Ihmisen ja robotin yhteistyö
Anturoinnin ja älykkyyden lisääntyminen
Helppokäyttöisyys
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
7-akselisen robotin tekniikkaa
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
7-akselisen robotin tekniikkaa
 Johdot ja letkut kulkevat koko robotin läpi jalustasta ranteelle
 Erilaisia läpivientimahdollisuuksia saatavilla
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Kevytrakenteinen, helppokäyttöinen ja edullinen 6-akselinen
teollisuusrobotti
 Paino vain 18 kg ja 28 kg
 Kuorma 5 kg ja 10 kg
 Helposti siirrettävissä
 Ei välttämättä tarvetta aidoille
(jos ehdot täyttyvät)
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Kaksikätiset robotit
•
•
•
•
Pääasiassa ihminen-robotti yhteistyöhön
suunniteltu (teollisuus)robotti
Kokoonpanosovelluksiin
Ihmisen kaltainen koko/rakenne
“sisäänrakennettu” turvallisuus
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Ihmisen ja robotin yhteistyö
http://www.youtube.com/watch?v=05TAPNIqu8Y
http://www.youtube.com/watch?v=j7t_zmoAWio
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Robottien käytön tehostamisen keinoja
ohjelmointi
Robottien ohjelmointi
•
•
•
•
•
Robottien ohjelmointia ei tule sekoittaa tietokoneen ohjelmointiin
Robottien ohjelmointi onkin jossain määrin huono ja harhaanjohtava termi
varsinkin ICT näkökulmasta katsottuna
Kaikilla robottimerkeillä on oma ‘ohjelmointikielensä’
Robottien perusohjelmointi ei vaadi yrityisosaamista
Robottien ohjelmoinnissa ohjelmoinnin nopeuttaminen on yksi kriittisimmistä
tehokkuuteen vaikuttavista vaiheista piensarjatuotannossa
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Mallipohjainen etäohjelmointi
•
Robottien mallipohjainen ohjelmointi (off-line) tarkoittaa robotin ohjelmointia
ilman tuotantorobottia, tuotannon ulkopuolisessa tietokoneessa käyttäen 3D
graafista käyttöliittymää ja robotin ja sen oheislaitteiden simulointimalleja sekä
hyödyntäen tuotteen suunnittelun 3D-muototietoa
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Puoliautomaattinen hitsauksen ohjelmointi
Pemamek
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Parametrisoitu ohjelmointi
aloituspiste
pinnoitusleveys
välimatka
pyyhkäisyj
en
lukumäärä
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
’Taluttamalla ohjelmointi,
uuden sukupolven teollisuusrobotit’
• Perustuu robotin turvaohjaimen ja voima-antureiden käyttöön
• Voima-anturi tunnistaa työkalun liikutteluun tarvittavan voiman ja robotti liikkuu
yleensä yksi liikesuunta kerrallaan
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Robottien käytön tehostamisen keinoja
Uutta tekniikkaa
Langaton käsiohjain
•
•
•
•
•
Toiminnot kuten normaalissa käsiohjaimessa
Varmennettu langaton yhteys
Voidaan ohjata useita robotteja,
kuitenkin vain yhtä kerrallaan
Sallittiin ISO 10218-1:2006 standardin myötä
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Taluttamalla ohjelmoitava robottisolu
Jyrki
21.5.20
Latokartano 15 Takeoff!
Teollisen internetin mahdollisuudet ?
RobotStudio
RobotStudio Online
MyRobot
Touch HMI Panel
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
‘Robottiappsi’
Jyrki
21.5.20
Latokartano 15 Takeoff!

Toimii Windows 8:ssa (PC-tietokoneissa ja
tableteissa)

Ladattavissa Windows-kaupasta

RobotStudio Online tuoteperhe:

Manage

Jog

Adjust

Tune
Teollisuusrobotiikan tilanne Suomessa
Katsaus 2013 tilastoihin
Robottien sovelluskohteet Suomessa
Kasvu 2011-2012
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Robottitiheys valmistavassa teollisuudessa maailmalla
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Käytössä oleva robottikanta Suomessa arvioituna 12 vuoden käyttöiällä
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
• Suomen Robotiikkayhdistys ry on (teollisuus)robotiikasta
kiinnostuneiden yhdistys
• Yksityinen yleishyödyllinen yhteisö
• SRY, perustettu 1983, käynnissä 33. toimintavuosi
• Hieman alle 400 jäsentä
• Robotiikan edistämiseksi yhdistys
–
–
–
–
järjestää koulutusta ja tutustumismatkoja
ylläpitää teollisuurobottitilastoja
tekee julkaisuja,
tekee yhteistyötä muiden maailmalla toimivien yhdistysten kanssa.
http://www.roboyhd.fi/
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Robotiikkakirjat yhteensä 12€+postikulut
Tänään tilattuna tai
verkkokaupasta 24.5.2015 mennessä!
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015
Kiitos !
Jyrki Latokartano
[email protected]
+358407060122
Jyrki Latokartano - Takeoff!
21.5.2015