Home Tutkimus Hankkeet Yhteistyörobotit – Robotiikan toinen sukupolvi

Yhteistyörobotit – Robotiikan toinen sukupolvi

Taustaa

Kaikilla aloilla yritykset panostavat vahvasti toimintansa tehostamiseen muun muassa yhteistyörobotiikan keinoin. Tällä hetkellä yhteistyörobottien käyttö on vielä marginaalista, mutta vuoteen 2025 mennessä maailmassa on arvioitu olevan käytössä kymmenkertainen määrä yhteistyörobotteja nykyiseen verrattuna. Näiden robottien avulla voidaan ainakin osittain ratkaista useita valmistavan teollisuuden haasteita.

Ammattitaitoisen työvoiman puute on tällä hetkellä yksi merkittävä pk-yritysten kasvua rajoittavista tekijöistä Suomessa. Esimerkkinä voidaan mainita puute ammattitaitoisista hitsaajista. Monissa tehtävissä henkilöstön tuottavuutta ja työhyvinvointia voidaan parantaa, kun työntekijät työskentelevät yhteistyörobotin kanssa, robotin suorittaessa ergonomisuudeltaan haastavimmat tai monotonisimmat työvaiheet. Samalla myös työn laadusta tulee tasaisempaa ja tuotannon saanto paranee.

Tavoitteet

Hämeen maakuntastrategian (“Valmistavan teollisuuden mahdollisuudet”) mukaisen hankkeen tavoitteena on tukea Kanta-Hämeen alueen teknologiateollisuuden yritysten kilpailukyvyn kehittymistä edistämällä uutta teknologiaa edustavan yhteistyörobotiikan käyttöönottoa, tuotantomenetelmien kehittämistä yrityksissä sekä yritysten kokeilu- ja innovaatiotoiminnan lisääntymistä. Lisäksi tavoitteena on edistää uusien liiketoimintamahdollisuuksien löytymistä.

Toimialoista hankkeen kohteina ovat rakennusala ja valmistavan teollisuuden tuotannolliset yksiköt. Myös luonnonvara-alalle suuntautuvia toimia kartoitetaan.

Toteutuksessa yhdistetään HAMK Tech, HAMK Edu ja HAMK Smart -tutkimusyksiköiden sekä yhteistyöverkoston osaamista. Hankkeessa kartoitetaan ja jaetaan kohteena oleville yrityksille tietoa robotiikasta, tuotetaan palvelu robotiikkaosaamisen arviointiin ja menetelmiä osaamisen kehittämiseen. Hankkeessa toteutetaan robottien käyttöönoton suunnittelua edistävä simulointiympäristö sekä toteutetaan useita erilaisia yritysten erityistarpeisiin räätälöityjä robotiikkasovellusten kokeiluja. Lisäksi toteutetaan rakennusalalle uudenlainen, robotteja hyödyntävä ratkaisu rakennuksen valittuun valmistusvaiheeseen liittyen. Myös yritysten ja tutkimuslaitosten verkostoitumista sekä yritysten uusien liiketoimintamahdollisuuksien löytymistä edistetään.

Toteuttaja: HAMK
Rahoittaja: Hämeen liitto ja Uudenmaan liitto (EAKR, Kestävää kasvua ja työtä 2014-2020), Hämeenlinnan kaupunki, Riihimäen kaupunki
Toteutusaika: 1.8.2019 – 31.12.2021

Ajankohtaista

Tietoa kokeiluista

Tällä sivulla esitellään RoboTS-projektin aikana tehtyjä projektitöitä.

CASE Finn-Korkki

HAMK Tech Robotics Research -tutkimusryhmä teki Finn-Korkki Oy:lle simulaatiotutkimuksen pullonkorkkien poiminnasta ja paikasta. Finn-Korkki Oy on Hämeenlinnalainen yksityisomisteinen yritys.

Projekti tuotti neljä erilaista konsepti-ideaa 3D-simulointiohjelmiston avulla. Kolmessa konsepti-ideassa käytettiin olemassa olevia robottiteknologioita. Yritykselle toimitettiin yksi yksilöity räätälöity konsepti-idea.

Esimerkki simuloidusta korkituslaitteesta

Case JM Detailing Oy

JM Detailing Oy:lle kehitettiin nahanmaalaussovellus yhteistyörobottia hyödyntäen. Yritys on vuonna 2018 perustettu autohuoltoyhtiö.

Tapaustutkimusta varten käsimaalaustyökalua muokattiin ja kiinnitettiin robottiin 3D-skannaus, tehtiin käänteinen suunnittelu ja hyödynnettiin 3D-tulostustekniikkaa. JM-työtilassa järjestettiin yhden päivän testi ja koulutustapahtuma. Koulutustapahtumassa yrityksen omistaja koulutettiin ohjelmoimaan yhteistyörobottia ja perehdytettiin yhteistyörobotin ominaisuuksiin ja sen toiminnan rajoituksiin.

Katso tästä video testistä.

Nahanmaalausrobottia ohjelmoidaan ennen robotin käyttöönottoa

CASE Rinnekoti

Riihimäen Riihikoti Oy: lle kehitettiin astiakorien käsittely- ja huuhtelujärjestelmä. Ajatuksena oli kehittää cobotin kanssa ratkaisu, joka voi auttaa keittiöhenkilökuntaa astioiden kanssa. Ensin kehitettiin virtuaalinen ratkaisu ja sitten tehtävän monimutkaisuutta testattiin HAMKin Riihimäen kampuksella, jotta täysin automatisoidun levynhallinta-cobot-järjestelmän vaatimukset ymmärrettäisiin paremmin.

Ratkaisu virtuaaliympäristössä

CASE Kumera Oy

Riihimäellä sijaitseva Kumera Drives Oy on Kumeran voimansiirtokonsernin suurin vaihdelaatikkojen tuotantolaitos. Testitapauksessa selvitettiin, onko yhteistyörobotteja mahdollista käyttää vaihteiston koteloyksikön pulttien kiristämiseen Kumeran toimittamalla käsityökalulla.

Konenäköä käytettiin pultin pään havaitsemiseen ja paikantamiseen. Käyttäjä suoritti pultin asettamisen reikään ennen kiristysprosessia. Käsityökaluun tehtiin robottisovitus 3D -tulostustekniikan avulla. Robotiq-rannekameraa käytettiin 2D -näkökyvyn ja rajoitusten testaamiseen tietyissä tapauksissa.

Kumeran testitapauksen kokeellinen asennus

CASE Versowood

Versowood on suomalainen perheyritys, joka valmistaa sahatavaraa ja jalostettuja tavaroita. Testitapauksen tavoitteena oli testata virtuaalisen ratkaisun käyttöönottoa fyysiseen maailmaan kuormalavojen kokoonpanokotelon avulla. Tehtävänä on koota puulavat, jotka on koottu pyörivälle pöydälle.

Testitapausta varten kehitettiin virtuaalinen malli (kuva 1), joka ohjelmoitiin käyttämällä visuaalisia komponentteja ja URsim-ohjelmointityökalua. Ohjelma otettiin robotissa käyttöön ja testattiin Versowoodin tiloissa (kuva 2).

Simuloitu työasema

CASE Prolaser

Prolaser on osa Riihimäellä sijaitsevaa Suomen Vesileikkaus Oy:tä.

Prolaser tarjoaa alihankintapalveluja laser- ja vesileikkauksiin. Prolaser oli kiinnostunut yhteistyörobotista, joka tekee kierteen kierretapilla. Kuvassa 1 näkyvä osa oli osa 24-osan settiä, joihin kaikkiin robotin piti tehdä kierre.

Työkalun valinta ja tarvittavien kiinnitysosien suunnittelu tehtiin HAMK Techin robotiikan laboratoriossa. Robotille luotiin ohjelma, missä käyttäjän tarvitsee opettaa vain ensimmäisen kierteityksen paikka. Muiden paikkojen määritys tehdään ohjelmallisesti. Ohjelmalta kesti noin 700 sekuntia 48 kierteityksen tekemiseen.

Kuvan 2. mukainen Cobot-ratkaisu esiteltiin yrityksen henkilöstölle. Testi osoitti, että haluttu toiminto on mahdollista suorittaa Cobot-järjestelmällä.

Kierteitettävä osa

CASE Piristeel

Piristeel Oy on Suomen johtavia katon turvatuotteiden ja sadevesijärjestelmien valmistajia. Yhtiö oli kiinnostunut mahdollisuudesta kasata robottikannakkeita yhteistyörobottien avulla. Tapaustutkimuksen tavoitteena oli suorittaa kokoaminen kuvan 1 mukaisesti Cobotin kanssa. Koottavana on kaksi osasa: kattotelineestä ja M8 -pultista.

Tehtävä analysoitiin ja sarjatesti suoritettiin HAMK Techin robotiikan laboratoriossa käyttäen ruuvimeisselillä varustettua yhteistyörobottia UR16e.

Toimitettu pakkaus ja kokoamistehtävä

In english

In English

Companies in all sectors are heavily investing in the development of the efficiency of their operations, for example by utilizing collaborative robotics*. Currently the use of collaborative robots (cobots) is still marginal, but it has been estimated that by 2025 the number of cobots will multiply by ten, compared to the situation today. The use of cobots can at least partly solve several of today’s manufacturing challenges. The lack of skilled workforce is currently one of the most significant factors limiting the growth of small and medium sized enterprises (SMEs) in Finland. As anexample, we can mention the lack of skilled welders. In many tasks, the productivity and occupational well-being of the workforce can be improved by utilizing cobots: when the employees work with cobots, the cobot can handle the ergonomically most challenging and the most repetitive phases of the work. At the same time, the quality will be come more consistent and the yield of the production will improve. The project is in line with the regional strategy of Häme (”opportunities for manufacturing industries”) and its aim is to support the development of the competitiveness of the technology industry in Kanta-Häme region. This will be achieved by promoting the utilization of cobots, development of manufacturing methods in companies and the increase of experiments and innovation activity in companies.

Furthermore, the project aims at promoting new business opportunities. The target groups of the project are the construction and manufacturing industries. The project combines the expertise of the research units HAMK Tech, HAMK Edu and HAMK Smart, as well as their networks of partners. The project collects and disseminates information on robotics, produces an online platform for assessing robotics competence and methods for developing it further. The project implements a simulation environment for promoting the planning of utilizing robotics in companies as well as various experiments with robotics applications, customized for the specific needs of the participating companies. In addition, the project implements a novel, robot-utilizing solution for a selected phase of the construction process of a building. Finally, the project promotes networking between companies and research organization’s as well as finding new business opportunities.

As a result of the project, the awareness and competence regarding robotics increase in the participating companies. During the project, several companies will find solutions for utilizing cobots and take them into use. Business activities of the participating companies will supported by the new opportunities that are found during the experiments. The experiments also increase the participating companies’ innovation activities. Additionally, the project creates new R&D services that further promote utilisation of cobots and strengthens applied research that supports the companies in the region. The projects supports networking between SMEs and organizations providing research and education services. By combining various fields of expertise, the project provides the region with possibilities for smart specialization and an innovative business eco system.

Yhteystiedot

Francois Christophe

Tutkijayliopettaja, HAMK Tech

Niilo Korhonen

Lehtori, HAMK Edu

Milan Gautam

Kehitysinsinööri, HAMK Tech