Syvään päähän

Tomi Pitkäaho
Tero Kaarlela
Sakari Pieskä

Osallistujat Centrian Robo3D Labissa. Kuva: Jari Mäkelä

Maaliskuun lopussa oli Centrian vuoro järjestää Deep Dive -tapahtuma toisille Trinity-hankekumppaneille. Deep Dive -tapahtumien tarkoituksena on tutustua hankekumppaneiden toimintaan ja osaamiseen. Toisten organisaatioiden tuntemus helpottaa yhteistyötä ja tulevien tutkimushankkeiden suunnittelua. Järjestyksessään Deep Dive -tapahtuma oli kahdeksas, aikaisemmat tapaamiset ovat olleet Kreikassa, Sloveniassa, Unkarissa, Belgiassa, Latviassa, Norjassa ja Saksassa.

Suomen tapahtuma järjestettiin yhteistyössä Fastems Oy:n, Centrian ja Tampereen yliopiston kesken. TRINITY-hankeen päättyessä kesällä jää tämä Deep Dive -tapahtuma hankkeen viimeiseksi, ja se oli varsin sopiva näiden tapahtumien joutsenlauluksi.  

Tampereella

Ensimmäisenä päivänä kokoonnuttiin Fastems Oy:n tiloihin Tampereelle, jossa Fastemsin Teemu-Pekka Ahonen esitteli Fastems Oy:n liiketoimintaa, tuotteita ja palveluja. Lisäksi tutustuttiin tuotantotiloihin. Tapahtuma jatkui vierailulla Ylöjärvellä ST-Koneistus Oy:ssä, jossa yrityksen toimitusjohtaja Jarkko Selin esitteli liiketoimintaa ja kertoi koneistusalaan liittyvistä haasteista. Tehdaskierros toteutettiin osana vierailua, ja sen aikana pääsimme tutustumaan koneistusjäysteiden  eli koneistuksessa syntyvien ohuiden metallilastujen poistamiseen räjäyttämällä, monimutkaisten hydrauliikkalohkojen valmistukseen sekä tarkasti valvottuun puhdastilaan.

ST-Koneistus suunnittelee ja valmistaa hydrauliikkakomponentteja useille eri laitevalmistajille. Hydraulijärjestelmissä välykset eli tolenranssit osien välillä ovat erittäin pieniä, tarkkojen sovitusten vuoksi koneistettujen tuotteiden puhtaus ennen toimitusta asiakkaalle on ensiarvoisen tärkeää. Koneistuksessa syntyvien ihmisen hiuksen paksuisten metallilastujen puhdistaminen hydrauliikkalohkoista on alan perinteinen ongelma. Päätyessään hydraulipumppuun yksittäinen ohut lastu voi aiheuttaa kymmenien tuhansien eurojen rahallisen vahingon ja tuotannon keskeytymisen koneen rikkoutumisen vuoksi. Perinteisesti lastuja on poistettu käsityönä hyvän valaistuksen ja sukkapuikkotyyppisten koukkujen avulla. Tarkasta työstä huolimatta lastuja on kuitenkin jäänyt tuotteisiin, ja reklamaatioiden vuoksi ST-Koneistus on ottanut käyttöön uuden menetelmän, jossa ohuet metallilastut poistetaan nyt räjäyttämällä. Käytännössä hydrauliikkalohkot laitetaan koneistuksen jälkeen suljettuun ylipaineistettuun kammioon, ja kammiossa oleva kaasuseos räjäytetään. Räjähdyksessä syntyvä hetkellinen kuumuus nousee tuhansiin asteisiin polttaen ohuet metallilastut. Varsinainen tuote on painava, ja sen lämpötila nousee prosessissa vain noin viiteenkymmeneen asteeseen.

Jäysteiden poiston jälkeen lohkot pinnoitetaan ja kuljetetaan puhdastilaan kokoonpanoa varten. Puhdastila on erotettu tuotantotilasta kahdella peräkkäisellä nosto-ovella, ja puhdastilan ilmankosteutta, lämpötilaa ja mahdollisia epäpuhtauksia monitoroidaan tarkasti reaaliaikaisilla mittalaitteilla. Puhdastilassa lohkoihin asennetaan venttiilit, paineakut, liittimet ja tarkastusnipat. Kokoonpanon jälkeen tuotteet koekäytetään ja pakataan asiakkaan haluamalla tavalla. Räjäytystöiden lisäksi ST-koneistus hitsaa, poraa, jyrsii ja sorvaa. Yritys hyödyntää tuotannossaan robotteja monipuolisesti sekä kappaleiden panostamisessa työstökoneille että tuotteiden hitsauksessa.      

Tampereelta Ylivieskaan siirryimme junalla. Junassa Trinityn käyttöön oli varattu oma yksityinen neuvotteluhuone. Palaverissa pohdittiin mm. automaatioon ja robotiikkaan liittyviä haasteita ja i4.0 teknologioiden, kuten lisätyn todellisuuden ja digitaalisten kaksosten, teollisia sovelluskohteita. Yhtenä mahdollisena sovelluskohteena pohdittiin lisätyn todellisuuden ja tekoälyn mahdollisuuksia virtuaalisten työohjeiden mahdollistajina. Ajatuksena nousi esille mm. kehittää sovellus, joka tunnistaa esimerkiksi tietyt tuotteet ja koneet tekoälyn avulla ja joka tuo autonomisesti oikeat työohjeet työntekijän saataville. Päätelaitteena ja käyttöliittymänä voisi toimia matkapuhelin tai tablettitietokone.   

Ylivieskassa

Tapahtuma jatkui seuraavana päivänä Centrian Ylivieskan yksikössä. TKI-päällikkö Tomi Pitkäaho avasi tapahtuman, ja ensimmäinen puheenvuoro annettiin TKI-johtaja Marko Forsellille. Forsell esitteli Centrian toimintaa, hallituksen asettaman 4 %:n TKI-panostuksen tarjoamia haasteita ja mahdollisuuksia korkeakoulusektorille ja kertoi oman näkemyksensä digitaalisten innovaatiokeskittymien (Digital Innovation Hub, DIH) merkityksestä TKI-työlle. Marko teki vierailijoille selväksi heidän olevan tekemisissä maailman onnellisimman kansan kanssa. Vierailijat ymmärsivätkin varsin nopeasti, ettei Centrian väkeä vähällä lannisteta.

Tutkimusyliopettaja Sakari Pieskä kertoi omassa puheenvuorossaan robotiikan tutkimuksesta Centriassa. Näimme läpileikkauksen Centrian robotiikan tutkimuksesta aina ensimmäisistä robotiikan konenäkösovelluksista viimeaikojen lisätyn todellisuuden sovelluksiin. Digitalisaatio on vienyt robotiikkaa ja teollisia valmistusmenetelmiä eteenpäin viime vuosina.  

Lehtori Tero Kaarlela keskittyi omassa esityksessään digitallisiin kaksosiin ja niiden hyödyntämiseen robotiikan opetuksessa ja tutkimuksessa. Digitaaliset kaksoset mahdollistavat erityyppisten robottien ohjaamisen etänä. Etäohjaus mahdollistaa esimerkiksi robotiikan labraharjoitusten suorittamisen etänä. Aiemmin robotiikan jaksojen laboratorioharjoitusten suorittaminen on onnistunut ainoastaan paikan päällä Robo3D Labissa – nyt suoritusmerkinnän saa halutessaan myös etäharjoituksilla. Kaukana asuvat opiskelijat arvostavat ja hyödyntävät etäharjoituksia, koska niiden avulla on mahdollista säästää aikaa ja välttää poissaoloa kotoa ja töistä.

Etäharjoituksien perustana toimivat digitaaliset kaksoset ovat yhteydessä Robo3D Labin fyysisiin robotteihin Internetin välityksellä. Digitaalisten kaksosten virtuaalinen käyttöliittymä on rakennettu Unity-pelimoottorin avulla (KUVA 1). Projektiin on osallistunut joukko Centrian peli- ja robotiikka-asiantuntijoita, joista jokaisella on ollut tärkeä rooli projektissa. Robotiikan etäoppimisympäristö herätti paljon kiinnostusta ja keskustelua esityksen aikana ja sen jälkeen. Saimme paljon hyviä ajatuksia ja ehdotuksia oppimisympäristön jatkokehittämistä varten. Oppimisympäristön pelillistäminen ja virtuaalisen lehtorin lisääminen saivat eniten kannatusta, ja ne lisättiin tulevaisuuden kehittämiskohteiksi. Nähtäväksi jää, kenen lehtorin digitaalinen kaksonen pääsee opiskelijoiden virtuaalioppaaksi tulevaisuudessa. 

Centrialla kehitetyn VR-oppimisympäristön käyttöliittymä.
KUVA 1. Tero Kaarlela esitteli Centrian digitaalisiin kaksosiin ja XR-teknologiaan perustuvaa robotiikan oppimisympäristöä. (Kuva: Tero Kaarlela)

Laboratoriovierailut

TKI-koordinaattori Marjut Koskela, TKI-asiantuntijat Pentti Eteläaho ja Pasi Hakasaari kertoivat  dronetoiminnasta Centriassa osana vierailua Centrian Drone Labiin. Laboratoriovierailussa esiteltiin Centrian dronekalustoa,niihin liittyviä oheislaitteita ja esimerkinomaisesti muutamia dronehankkeita (KUVA 2).

Vierailu Centrian Drone Labiin.
KUVA 2. Marjut Koskela esittelemässä Centria Drone Labin kalustoa. (Kuva: Sakari Pieskä)

Centrian Robo3D Labissa Probot Oy:n toimitusjohtaja Matti Tikanmäki esitteli suurikokoisen nelijalkaisen Unitree B1 -robotin toiminnallisuutta (KUVA 3). Robotin kantokyky on 80 kiloa ja se on IP67-luokiteltu. Tikanmäen näkemyksen mukaan tämän kokoluokan robotille on löydettävissä sovelluskohteita huomattavasti helpommin kuin pienikokoisille nelijalkaisille mobiiliroboteille kuten Unitree A1 ja Go1. Tässä laboratoriovierailussa esiteltiin myös Centrian teollisuus- ja yhteistyörobotteja laboratorioinsinööri Jari Mäkelän ja TKI-asiantuntija Sami Sarlinin toimesta. Myös Centrian 3D-osaamista liittyen tulostukseen, skannaukseen ja lisättyyn todellisuuteen demonstroitiin osana laboratoriovierailua.

Centrian Robo3D Labin teollisuus-, yhteistyö- ja mobiilirobotteja.
KUVA 3. Trinity-vieraat tutustumassa Centrian Robo3D Labin teollisuus-, yhteistyö- ja mobiilirobotteihin sekä XR-teknologiaan, oikealla Probotin uusin kävelevä robotti, Unitree B1. (Kuvat: Jari Mäkelä)

Yrityspuheenvuorot

Tapahtuma jatkui yrityspuheenvuoroilla. Matti Tikanmäki kertoi Probot Oy:n liiketoiminnasta ja osallistumisesta lukuisiin EU-rahoitteisiin hankkeisiin (KUVA 4). Probot Oy:n perustajilla on vahva yhteys Oulun yliopistoon, jossa yrityksen perustaneet veljekset toimivat tutkijoina vuonna 2006. Yritys on kovassa kasvussa ja toiminnassa TKI-työ, uuden kehittäminen ja testaaminen ovat keskiössä. Centria on tehnyt Probot Oy:n kanssa yhteistyötä jo 15 vuoden ajan.

Probot Oy:n Matti Tikanmäen puheenvuoro.
KUVA 4. Probot Oy:n Matti Tikanmäki kertomassa yrityksensä toiminnoista Trinityn väelle. (Kuva: Sakari Pieskä)

Convergent Information Technologies GmbH (CIT) on itävaltalainen yritys, jonka varatoimitusjohtajana toimii oululainen Mikko Sallinen. Yritys tekee paljon yhteistyötä mm. autoteollisuuden parissa liittyen ohjelmistoon, jota hyödynnetään robottien liikeratojen automaattisessa ohjelmoinnissa. Molemmat mukana olleista yrityksistä saivat rahoitusta Trinity-hankkeessa järjestetyissä avoimissa rahoitushauissa (Financial Support for Third Parties, FSTP). Probot Oy toteutti hankkeen yhteistyössä nivalalaisen Akkuser Oy:n kanssa, jossa pyrittiin kehittämään automatisaatiota paristojen kierrätykseen sisältäen paristojen automaattisen tunnistamisen ja lajittelun. CIT:n hanke puolestaan keskittyi hitsaussaumojen robotisoituun viimeistelyyn hiomalla. CIT toteutti hankkeen yhteistyössä suomalaisen Elektrorakenne Oy:n ja slovenialaisen Flexido d.o.o:n kanssa.

Yhteenveto

Tapahtuma oli kaikin puolin onnistunut ja edesauttaa Eurooppalaisen TKI-yhteistyön jatkamista. Kaikilta vierailijoilta saatiin erittäin positiivista palautetta ja voimme todeta, että Centria on korkealla tasolla eurooppalaisessa tutkimustoiminnassa. Maaliskuun lopusta huolimatta myös ilma oli mukavan talvinen, ja vieraat saivatkin nauttia kipakasta pakkaskelistä ja runsaasta lumesta (KUVA 5). Saksan vieraat nauttivat erityisesti myös oheisohjelmasta, johon kuului muun muassa suomalaisia saunoja, avantouintia ja lumikylpyjä. Kalajoen öisessä lumihangessa nähtiinkin enemmän ja vähemmän pukeissa olevia tutkijakollegoita. Edellä mainittu loppuhuipennus saattoikin olla se varsinainen ”Deep Dive”.  

Vieraat talvisessa maisemassa Ylivieskassa.
KUVA 5. Maaliskuun lopun sää tarjosi Trinityn vieraille talvisia elämyksiä. (Kuva: Sakari Pieskä)

Tomi Pitkäaho
TKI-päällikkö (tuotantoteknologia)
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 40 485 8219

Tero Kaarlela
Lehtori (sähkö- ja automaatiotekniikka)
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 40 487 7513

Sakari Pieskä
Tutkimusyliopettaja
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 44 4492 564

Facebooktwitterlinkedinmail