Развитие теле

Изображения: ЭВИ

Что, если я скажу вам, что вы можете сваривать внутреннюю часть корпуса корабля — или вообще чего угодно — не выходя из домашнего офиса? Вы можете подумать: «Да, верно», но это правда! EWI, некоммерческая инженерно-технологическая организация, последние несколько лет сотрудничает с правительством и промышленностью, чтобы помочь воплотить эту концепцию в жизнь.

«Этот проект начался в 2018 году как совместный исследовательский проект в сотрудничестве с Национальной программой исследований судостроения (NSRP)», — сказала Конни ЛаМорт, главный инженер EWI, Колумбус, Огайо. «Мы искали способы помочь верфям не допустить слишком раннего выхода на пенсию своих квалифицированных работников. Судостроение и, особенно, сварка могут быть физически утомительны, особенно потому, что во многих случаях сварщикам приходится ползти в нестандартные места или на строительные леса. После десятилетий такой работы они просто не могут больше занимать эти позиции. Мы задались вопросом, как облегчить сварщикам работу. Это послужило толчком к разработке способа удаленного выполнения важнейших производственных процессов, таких как сварка, механическая обработка и контроль на больших расстояниях».

ЛаМорте отметил, что проект стартовал до остановки работы из-за COVID. Однако ситуация ускорилась, когда пандемия показала, что люди, занятые физическим трудом, такие как сварщики и другие производственные специалисты, — в отличие от многих других работников — не могут работать из дома, когда это необходимо.

«В то время мы пытались найти способ облегчить людям сварку и более активно участвовать в этой отрасли», — сказал ЛаМорте. «Мы всегда пытаемся найти способы заинтересовать следующее поколение сваркой. Когда все факторы, связанные с пандемией, проявились одновременно, это подчеркнуло, почему мы предложили NSRP телесварку».

Вдохновленная успехом медицинского робота да Винчи, команда работала над разработкой концепции, в которой сварочным устройством мог бы управлять оператор, который физически не находился в зоне сварки. Эта концепция известна как телесварка или облачная сварка.

«Телесварка дает сварщикам возможность управлять механической системой в комфортных и безопасных условиях удаленного места», — сказал ЛаМорте. «И хотя сначала мы были сосредоточены на сварке, позже мы смогли применить дистанционное производство к другим сложным задачам, таким как строжка или шлифовка, где удаление оператора из рабочей зоны может повысить уровень защиты».

Телесварка также имеет смысл для крупносерийного/малого объема производства или производства в цеховом режиме, особенно в ситуациях, когда у цехов нет времени или персонала для программирования робота каждый раз, когда поступает новая деталь.

Компания EWI провела больше года, исследуя различные способы реализации телесварки. Сначала в поисках вдохновения компания изучила существующие системы обучения сварщикам. Была одна идея — использовать сварочную горелку и ставить на [факеле] мишени с помощью верхней камеры, чтобы отслеживать движения. Другой вариант заключался в использовании перчаток для передачи данных с поддельным фонариком и наблюдением с помощью верхней камеры.

Другие варианты контроллера включали джойстик, ручной стилус и компьютерную мышь. Компания EWI потратила много времени на изучение того, как эффективно и точно передать движение руки от оператора роботу, выполняющему сварку. Было важно понять, как оператор ожидает, что движения рук будут функционировать и действовать на другом конце процесса.

«В конце концов, использование ручного стилуса оказалось одним из самых простых вариантов и позволило наилучшим образом использовать то, с чем опытный сварщик уже знаком», — сказал ЛаМорте. «Это устройство позволяло оператору двигаться так, как он хотел. И он все еще мог выполнять сварочное движение, наблюдая за происходящим на экране, который показывал, как робот движется в ответ на движение его руки».

Стилус, который был принят первым, обеспечивает наиболее реалистичный опыт. Однако у него есть некоторые ограничения, в том числе ограниченная зона движения. Например, если ожидается, что робот выполнит сварку длиной 2 фута, радиус действия иглы составляет всего от 8 до 10 дюймов, поэтому для этого необходимо скорректировать метод движения иглы к роботу.