Jari Kaarela
Jari Mäkelä
Perinteisesti robotti ja ihminen tekevät töitä toisistaan erillään, mutta lähitulevaisuudessa ihmisen ja robotin yhteistyö tulee yleistymään voimakkaasti. Tämä kehityssuunta tuli vahvasti esille myös Turussa järjestetyssä robotiikka-alan tapaamisessa, jossa kuultiin asiantuntijoiden esityksiä ja nähtiin tuotannossa olevia sovelluksia sekä demonstraatioita.
Perinteeksi muodostunut, kerran vuodessa järjestettävä, ABB ARUC -seminaari kokoaa robotiikka-alan ihmisiä viettämään yhteisiä päiviä. Tämän vuoden tapahtuma oli järjestyksessään 34. ja se järjestettiin Suomen Turussa 13. – 14.6.2019.
Seminaarin ensimmäiseen päivään sisältyi yritysvierailuja sekä illallinen puheiden ja viihteellisen ohjelman kera. Toisen päivän ohjelma koostui eri asiantuntijoiden puheenvuoroista sekä MiniExposta. Ensimmäisenä seminaaripäivänä vierailtiin Raumalla Oras Oy:llä ja Laitilassa Veme Oy:llä.
Yritysvierailut
Oras Groupiin kuuluvan Oras Oy:n perusti Erkki Paasikivi Raumalla vuonna 1945. Teollinen tuotanto käynnistyi vuonna 1947, kun Paasikivi osti vaunulastillisen ilmatorjuntakranaatin kuoria ja päätti ryhtyä valmistamaan niistä vesijohtoputkien liittimiä. Näiden jälkeen yritys ryhtyi valmistamaan yksinkertaisia pystyhanoja, joista tuli joko kylmää tai kuumaa vettä. Tuotteista tuli niin kysyttyjä, että vuonna 1952 kaikki tuotteet, jotka yritys kykeni valmistamaan, menivät kaupaksi. (Repo 2017.)
Nykyään Oras Group on merkittävä eurooppalainen talotekniikan vesikalustetoimittaja. Oras Oy hyödyntää robotiikkaa useissa eri tehtävissä, joista tuotantokierroksen aikana tutustuttiin hiontaan, kiillotukseen, kappaleenkäsittelyyn, kokoonpanoon. Robotisoiduista kohteista uusin sovellus oli kokoonpanossa, jota hoiti ABB:n kaksikätinen YuMi-yhteistyörobotti.
Veme Oy:n lähtökohdat ovat vuonna 1973 perustetussa metallialan yrityksessä. Tuolloin myös aloitettiin autoteollisuuden tuotteiden valmistus. Yrityksen päätuotteet koostuvat ohutlevystä sekä putkimateriaalista valmistetuista osakokonaisuuksista kokoonpantuina, käsittelemättöminä tai pintakäsiteltyinä. Tuotteiden materiaaleina ovat pääosin teräs, ruostumaton teräs, alumiini, kupari, puu sekä muovi. (Veme 2019.)
Yritysvierailun aikana robotisoiduista kohteista perehdyttiin etsaus- ja pistehitsaussovelluksiin, joissa liitettiin yhteen autoteollisuuden käyttöön meneviä ohutlevyosia.
Asiantuntijoiden puheenvuorot
Toisen seminaaripäivän avaussanoissa todettiin ihmisen ja robotin olevan lyömättömät yhdessä. Tällä haluttiin korostaa sitä seikkaa, että tulevaisuudessa ihminen ja robotti työskentelevät entistä enemmän yhteistyössä siten, että molempien vahvuudet hyödynnetään. Tämä näkökulma tuli esille niin yritysvierailukohteissa kuin myös asiantuntijoiden puheenvuoroissa. Monessa asiayhteydessä nostettiin esille myös se, että laitteilta ja sovelluksilta odotetaan helppokäyttöisyyttä niin ohjelmoinnin kuin käyttöliittymänkin osalta. Sovellusten tulee olla myös joustavia tai helposti muunneltavia käyttötilanteen muuttuessa.
Useassa esityksessä käsiteltiin yhteistyörobottisovelluksia. Oras Oy:lle toteutetun ABB:n YuMi-yhteistyörobotin ympärille rakennettu kokoonpanosovellus oli otettu tuotannossa vastaan suuren kiinnostuksen kera ja käyttökokemukset ovat olleet positiivisia. Erityistä kiitosta sovellus on saanut operaattoreilta helppokäyttöisyydestään.
Yhteistyörobotin tehokkaassa hyödyntämisessä on luonteenomaista se, että samaa robottia voidaan käyttää useassa eri tehtävässä tai työpisteessä tarpeen mukaan. Robotin mekaaninen irrottaminen ja uudelleen kiinnittäminen pitäisi pystyä tekemään helposti ilman työkaluja, turvallisesti, luotettavasti ja tarkasti. Tähän tarpeeseen kätevän ratkaisun tarjoaa teollisuusroboteissa käytettävä työkalunkiinnitin. Kiinnittimen avulla yhteistyörobotin paikoitus voidaan toteuttaa tarkasti ja varmasti. Irrotus ja lukitus tapahtuvat ilman työkaluja. Kiinnittimen välityksellä voidaan tehdä myös energiansyöttöön ja tiedonsiirtoon liittyviä kytkentöjä.
Robotisoituun konepalveluun käytettävistä joustavista ja modulaarisista ratkaisuista sovellusesimerkkinä esiteltiin Husqvarna:n moottorisahojen valmistusta. Yritys keskittyi 2000 luvun alussa vahvasti automatisoimaan robottien avulla koneenpalvelua Ruotsissa sijaitsevalla tehtaallaan. Automatisoinnin ansiosta tuotanto on pysynyt edelleen Ruotsissa ja välttynyt siirrolta halvemman kustannustason maihin.
Esimerkkinä vaativasta robotisointiprojektista kuultiin esitys hissikorin valmistuksen robotisoinnista. Esityksessä kuvailtiin projektin vaiheita, lopputulosta, projektin toteutukseen liittyneitä haasteita sekä projektissa opittuja asioita. Kyseinen robotisointikohde oli haastava johtuen tuotteen yksilöllisyydestä ja runsaasta työvaiheiden määrästä. Sovellukseen sisällytettiin yhteensä kuusi teollisuusrobottia, joilla toteutettiin kappaleenkäsittelyä, liimausta ja niittausta konenäön avustamana. Projektissa opituista huomionarvoisista asioita nousivat tärkeimpinä esille projektin tarkan määrittämisen tärkeys, tuotteen valmius automaatiota varten, yhteistyön tärkeys ongelmien ratkaisussa, tarkka sopiminen mahdollisista lisävaatimuksista ja aikataulussa pysyminen.
Teollisuusrobottia voidaan hyödyntää monin tavoin perinteisissä tuotantotehtävissä, mutta se soveltuu mainiosti myös suuren mittakaavan 3D-tulostukseen. Suomalainen Prenta Oy on kehittänyt yhteistyössä UPM:n ja ABB:n kanssa teollisuusrobottiin liitettävän Fused Granular Fabrication (FGF) -ekstruusiopään, jolla voidaan tulostaa esimerkiksi yksilöllisiä huonekaluja UPM Formi 3D -granulaateista. Käytettävät granulaatit koostuvat selluloosasta ja PLA-muovista (UPM Formi 2019).
Robottien ohella seminaarissa oli vahvasti esillä myös virtuaaliteknologiat ja robottisimulointi. Virtuaalitodellisuuden (VR), lisätyn todellisuuden (AR), sekoitetun todellisuuden (MR) sekä näitä yhdistelevän Extended Reality (XR) -teknologian käyttöä ja niiden mahdollisuuksia havainnollistettiin teollisissa kohteissa. VR-laseja, joihin on integroitu silmän liikkeiden seuranta, voidaan hyödyntää esimerkiksi koulutussovelluksissa. Koneita ja sovelluksia käytettäessä tai materiaalia luettaessa silmän liikkeiden seurannalla voidaan tarkkailla mihin kohteeseen VR-laseja käyttävän henkilön katse milloinkin kohdistuu.
Volvo on hyödyntänyt vuodesta 2018 alkaen uusien automallien suunnittelussa Varjo Technologies:n kehittämää sekoitetun todellisuuden teknologiaa muun muassa auton sisätilojen suunnittelussa. (Varjo 2019.)
Tampereen yliopiston koordinoima TRINITY- hanke tarjoaa yrityksille hyvän tilaisuuden saada tietoa IoT:n, kyberturvallisuuden ja uuden robottiteknologian mahdollisuuksista.
Kokonaisbudjetiltaan yli 16 miljoonan euron hankkeessa on 16 partneria 10 eri maasta. Suomessa sovellusesimerkkejä hankkeeseen toteuttavat Tampereen yliopisto ja Centria-ammattikorkeakoulu. Mukana hankkeessa on myös Fastems Oy. Tampereen yliopiston sovellusesimerkit liittyvät konenäköpohjaisen turvajärjestelmän hyödyntämiseen ihmisen ja robotin yhteistyönä tehtävässä kokoonpanossa sekä lisätyn todellisuuden (AR) hyödyntämiseen ison robotin ja käyttäjän yhteistyönä toteutettavassa purkutehtävässä. Centrian sovellusesimerkit liittyvät ihmisen ja robotin yhteistyönä tekemään isojen kappaleiden materiaalinkäsittelyyn, prosessointiin tai kokoonpanoon sekä digitaalisten suunnittelumallien integroimiseen robotisoituun tuotantoon esim. AR/VR-toteutuksen kautta. Kaikki sovellusesimerkit ovat yritysten hyödynnettävissä. (Trinity 2019.)
Teknologiademonstraatiot ja MiniExpo
Seminaariin yhteyteen oli ensimmäistä kertaa järjestetty MiniExpo, jossa oli mahdollisuus nähdä ja kokeilla erilaisia demonstraatioita sekä keskustella asiantuntijoiden kanssa.
Näyttelyssä oli esillä muun muassa demonstraatioita VR-teknologian hyödyntämisestä robottien ohjelmoinnissa, kokoonpanon suunnittelussa sekä lennon johtamiseen liittyvässä koulutuksessa. Teollisuusrobotin ja ihmisen joustavampaa yhteistyötä esittelevässä demonstraatiossa robotti hidasti liikenopeuttaan ihmisen lähestyessä sitä. Lähestyminen havaittiin turva-anturikäyttöön soveltuvalla laserskannerilla. Ihmisen saapuessa liian lähelle robottia, eli sen työalueelle, robotin liike pysähtyi kokonaan. Ihmisen siirryttyä riittävän kauas robotista se jatkoi automaattisesti työliikkeitä normaalilla nopeudella. Hidastus- ja pysäytysalueiden aktivoitumista oli havainnollistettu demonstraatiossa robotin työpöytään asennetuilla eri värisillä valotehosteilla.
Yhteenveto
Seminaarin ohjelma päättyi ABB:n Timo Toissalon puheenvuoroon ja kiitossanoihin. Osallistujan näkökulmasta seminaari oli totuttuun tapaan hyvin järjestetty ja järjestelyt toimivat säntillisesti aikataulun mukaisesti. Vierailukohteissa ja esityksissä tuli esille uusia ja mielenkiintoisia näkökulmia, joiden antia voi soveltaa myös omassa työssä. Tällaiset seminaarit joissa on osallistujia yrityksistä, oppilaitoksista ja tutkimusorganisaatioista tarjoaa hyvän tilaisuuden keskustella kasvotusten alan uutuuksista, tulevaisuuden näkymistä sekä jakaa kokemuksia onnistumista ja mahdollisista ongelmista. Alan tapahtumissa läsnäolo on tärkeää uusimman tiedon hankkimisen kannalta, mutta yhtä lailla tilaisuuksissa tuodaan tunnetuksi Centriaa ja sen osaamista. Seminaarin aikana käydyt keskustelut eri asiantuntijoiden kanssa vahvistavat edelleen näkemystä siitä, että Suomi tarvitsee lisää vahvaa osaamista ja uusia luovia soveltajia robotiikan alalle. Koulutussektorin edustajana Centrialla on omalta osaltaan tärkeä tehtävä tämän kehityssuunnan edistäjänä ja turvaajana.
Lähteet:
Repo, H. 2017. Oras aloitti kranaatin kuorien muuntamisella junttureiksi ja eteni kylpyhuoneeseen sekä keittiöön. Tekniikka&Talous. Www-dokumentti. Saatavissa: https://www.tekniikkatalous.fi/uutiset/oras-aloitti-kranaatin-kuorien-muuntamisella-junttureiksi-ja-eteni-kylpyhuoneeseen-seka-keittioon/7768ec82-dd4a-383d-abff-1afc18918874. Luettu 14.8.2019 TRINITY 2019. TRINITY DIH. Www-dokumentti. Saatavissa: https://projects.tuni.fi/trinity/. Luettu 15.8.2019.
UPM Formi 2019. The best characteristics of fibres and plastic. Www-dokumentti. Saatavissa: https://www.upmformi.com/3D-printing/Pages/3D-printing-products.aspx . Luettu 15.8.2019.
Varjo 2019. The world’s first mixed reality application for car development. Www-dokumentti. Saatavissa: https://varjo.com/xr-1/. Luettu 14.8.2019. Veme 2019. Veme oy. Www-dokumentti. Saatavissa: https://veme.fi/veme-oy/. Luettu 14.8.2019.
Jari Kaarela
Päätoiminen tuntiopettaja
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 044 449 2568
Jari Mäkelä
Laboratorioinsinööri
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 044 449 2575
