Роботы давно используются в автомобильной промышленности, учитывая, что это одна из самых высокоавтоматизированных производственных индустрий в мире. С тех пор как General Motors в 1961 году впервые применила роботизированные системы в производстве автомобилей, сфера применения промышленных роботов с годами значительно расширилась. Новейшие передовые роботизированные приложения в этом секторе используются для задач, далеко выходящих за рамки сварки и покраски. Инженеры автомобильной отрасли отлично научились обеспечивать беспрепятственное взаимодействие между людьми, искусственным интеллектом и роботами. Работники-люди, взаимодействуя с роботами, выполняют сложные трудоёмкие и напряжённые задачи с повышенной точностью и гибкостью, а, следовательно, снижаются риски, связанные с автоматизацией. Давайте рассмотрим виды интеграции сложных роботизированных систем, оснащённых новыми итерациями, такими как коллаборативные роботы, AGV, машинное зрение, экзоскелеты и т.д., которые радикально усовершенствуют способы производства автомобилей.
КОБОТЫ
Коллаборативные роботы (или КОБОТЫ) стали фундаментальным фактором, меняющим правила игры в автомобильной промышленности. Понятие «коллаборативный» наиболее точно описывает такую разновидность роботов, которые могут безопасно работать бок о бок с людьми. Благодаря установленным датчикам коботы могут реагировать на контакт с человеком и отслеживать местоположение людей на заводской площадке. Робот автоматически отключается, когда кто-либо подходит слишком близко к оборудованию. Следовательно, робот может безопасно использоваться в качестве помощника наряду с рабочими-людьми на одной сборочной линии, что приводит к эффективной автоматизации повседневных задач. Производительность и скорость работы коботов откалиброваны таким образом, чтобы избежать травм. Более того, коботы практически не требуют очень сложного программирования, поскольку они могут обучаться с помощью моделирования операций и не нуждаются в постоянном наблюдении высококвалифицированных специалистов. Их форм-фактор меньше и они более «ловкие», по сравнению с большими, неповоротливыми промышленными роботами десятилетней давности.
Роботизированное зрение
Робот с «глазами» может выполнять задачи с большей точностью, если он может «видеть», что делает. Именно в этом и заключается суть Robotics 2.0 — роботы способны справляться с большими уровнями различий благодаря 2D и 3D восприятию. Движущей силой этого крупного прогресса является библиотека программных функций под названием OpenCV (Open Source Computer Vision), которая предлагает бесплатные библиотеки программного обеспечения для разработки компьютерного зрения с помощью обработки изображений в реальном времени. Программные модули алгоритмов в сочетании с аппаратными средствами (камера и лазер, размещённые в каркасе и на манипуляторе) делают роботов умнее, поскольку позволяют работать более адаптивно, а не просто выполняют заученные движения. Машинное зрение обеспечивает мгновенную обратную связь путём обработки визуальных данных, что позволяет роботу выполнять правильную настройку и калибровку, в зависимости от разновидности и положения детали. А, поскольку он может воспринимать, что и куда должно быть смонтировано, то установка деталей автомобиля, таких как ветровые стекла, крылья и дверные панели, может быть выполнена с более высоким уровнем точности. К тому же, требуется меньше подготовительной работы по позиционированию заготовок (выкладывание в стопу, выравнивание на ленте транспортёра и т.п.)
AGV
Автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV- Automated Guided Vehicles) — это самодвижущиеся и самонаводящиеся транспортные средства, предназначенные для перевозки тяжёлых грузов и материалов по площадям большого промышленного здания. В последние годы эти колёсные транспортировщики без оператора размером с вилочный погрузчик стали популярными на производственных объектах. Перемещение этих транспортёров управляется программным обеспечением, которое помогает им перемещаться по производственным и сборочным цехам, часто полагаясь на специальные указатели в виде магнитных полос или специальной разметки для лазеров. С помощью технологии 3D-карт они могут многократно перевозить грузы на короткие и средние расстояния. Области применения AGV на автомобильных предприятиях многочисленны — от транспортировки от основных компонентов автомобилей, таких как передние модули, двери, капоты, приборные панели и сиденья, через сборочную линию до собранных узлов шасси на участки где шасси синхронизируется с кузовом автомобиля. Автоматизированные погрузчики помогают оптимизировать рабочие процессы и повысить безопасность на рабочем месте.
Автоматизированная сварка
Сварочные роботы являются одними из основных роботизированных применений в автомобильной промышленности ещё с 1980-х годов. Уже принято традиционно использовать их для качественной точечной и дуговой сварки. Современные интеллектуальные шестиосевые роботизированные сварочные аппараты могут выполнять сварку различными методами — от лазерной до фрикционной и заканчивая комплексными сварочными решениями для кузовных работ. Коботы имеют общее рабочее пространство не только с людьми, но и работают в тандеме с другими роботизированными системами, задействованными на крупных сборочных линиях. Роботы-сварщики и обработчики должны взаимодействовать, чтобы поддерживать движение сборочной линии. Это делает производственные мощности более автоматизированными и оптимизированными, одновременно повышая качество сварки, а также скорость многооперационного производства транспортных средств.
Экзоскелеты
Хотя промышленные роботизированные манипуляторы выполняют большую часть производственных операций, многие задачи по сборке по-прежнему выполняются вручную. Следовательно, чтобы уменьшить усталость человеческого организма, экзоскелеты — по сути, носимые роботы — используются для повторяющихся операций на производстве. General Motors совместно с NASA разработала технологию роботизированных перчаток под названием RoboGlove, чтобы придать человеческой руке дополнительное усилие и обеспечить лучший захват. Такие перчатки, приводятся в действие механической системой, которая скомпонована для ношения на спине, как рюкзак, увеличивают силу захвата и облегчают манипуляции с тяжёлыми деталями машин. Это значительно снижает нагрузку на костяк и поясницу, а значит человек меньше устаёт. Как правило, все системы экзоскелетов оснащены датчиками безопасности, сервоприводами и имитацией нервов, мышц, сухожилий, которые не только снижают усталость, но и повышают ловкость манипулирования.
За последние несколько лет роботы прошли долгий путь — от устрашающих и, казалось бы, опасных для жизни машин до современных робототехнических технологий, способных работать рядом с людьми. В настоящее время, когда беспилотные автомобили вот-вот станут реальностью, автопроизводители переосмысливают производственные процессы, уступая место инновационным, все более автоматизированным производственным линиям. С помощью искусственного интеллекта (ИИ) автомобильные сборочные линии становятся более эффективными, производительными и экономичными. Кроме того, ключевые игроки в области роботостроения постоянно инвестируют в новые разработки и предлагают более качественные услуги, чтобы удовлетворить спрос конечных пользователей. Ожидается, что в будущем в этой конкурентоспособной отрасли произойдёт революционная смена парадигмы, открывающая захватывающую эру автоматизированных транспортных средств.