Выводим автоматизацию промышленных роботов на новую высоту

Skyline Robotics достигла того, что многие другие компании пытались, но не смогли усовершенствовать. Израильской компании удалось автоматизировать мытье окон небоскребов по всему миру — задача, которая выполнялась вручную более 100 лет.

Чтобы автоматизировать задачу мытья окон, Skyline разработала Ozmo — систему, сочетающую в себе промышленного робота, систему компьютерного зрения, искусственный интеллект (ИИ) и технологии машинного обучения. То, что раньше требовало трех-четырех месяцев ручного труда, Озмо делает автоматически примерно вдвое быстрее. Но самое главное, система обеспечивает безопасность, удаляя людей с платформы или «корзины» для мытья окон.

Для ручной чистки окон требуется три-четыре человека — двое в корзине, один на крыше и, в некоторых случаях, еще один человек на земле. Ozmo требуется только один человек на крыше, чтобы управлять корзиной, источниками электроэнергии и воды, а также краном, пока робот выполняет уборку.

Что касается электро- и водоснабжения, Ozmo призван вписаться в существующую инфраструктуру здания по обслуживанию зданий (BMU). Внутри корзины на столе находится несколько типов датчиков и компьютеров. Роботизированная рука и ее камера LiDAR, которая использует лазеры для визуализации, установлены на вершине стола. Как только стол закрепляется в уже существующей корзине для мытья окон в здании, система готова к работе.

По словам Росса Блюма, главного операционного директора Skyline Robotics, команда Skyline работала над проектом Ozmo последние пять лет и предпринимала последовательные шаги на пути к интеграции всех необходимых технологий. К ним относятся сам промышленный робот и программа, позволяющая его руке имитировать движения человека при мытье окон.

«Рука робота взаимодействует с камерой LiDAR, которая обеспечивает «зрение» робота, и с датчиком силы крутящего момента на конце чистящей щетки, который дает Озмо ощущение «прикосновения», — объяснил Блюм. «Системное программное обеспечение действует как мозг и собирает данные с нескольких различных камер и датчиков со скоростью около 200 раз в секунду, чтобы корректировать движения робота и достигать максимально эффективного пути уборки, одновременно автоматизируя спуск Озмо со стены небоскреба. »

Для системы Ozmo Skyline использует водонепроницаемую версию промышленного робота KUKA Robotics KR AGILUS в сочетании с программным искусственным интеллектом, который делает возможным мытье окон. Skyline разработала алгоритм, который позволяет получать обратную связь для управления силой и другими переменными, которые затем контролируют, какое давление робот оказывает на стекло.

Радиус действия робота составляет 1,1 метра. По словам Блюма, «одним из важнейших факторов, повлиявших на выбор Skyline KUKA, был не только авторитет бренда и стоящей за ним команды мирового класса, но и то, что робот-манипулятор KUKA может справиться с суровыми условиями эксплуатации на открытом воздухе, в то время как большинству других брендов это не удается».

Блюм добавил, что роботы имеют класс защиты IP65 и очень надежны, а их шестиосное движение также важно для Skyline, особенно когда речь идет о работе со сложной геометрией фасада, с которой они сталкиваются в здании. Микроконтроллер KUKA KR C5 также сыграл большую роль в соблюдении ограничений по весу корзины, которые различаются в разных странах мира. Контроллер весит целых 35 фунтов. меньше, чем другие варианты, и занимает значительно меньше места. В некоторых случаях это позволит Skyline разместить несколько рычагов в одной корзине даже с меньшими ограничениями по весу.

«Мы хотим доминировать на переднем крае, когда дело доходит до вывода роботов за пределы контролируемой среды», — сказал Блюм. «И для достижения этой цели мы считаем, что KUKA является подходящим поставщиком систем автоматизации, с которым можно сотрудничать. Они готовы вывести робототехнику за рамки типичных приложений».

Все технологии, включенные в Ozmo, чрезвычайно продвинуты, особенно его программные и аппаратные компоненты. Они позволяют Skyline не только контролировать и корректировать движения робота на лету, но и стабилизировать — в реальном времени — системную корзину/платформу, на которой едет робот. Что делает эту задачу настолько сложной, так это необходимость корректировки неожиданных переменных, таких как порывы ветра или неисправности крана, из-за которых одна сторона корзины может опуститься дальше, чем противоположный конец. Ozmo может обрабатывать все эти переменные и мгновенно компенсировать их, чтобы обеспечить качественную очистку и выбрать наиболее эффективный путь спуска.