BionicCobot ile tekstil endüstrisinde yeni yaklaşımlar

Piyasalardaki ücret-fiyat baskısı akıllı otomasyonu zorunlu kılıyor.

Festo San. ve Tic. A.Ş.

Ücret ve fiyat baskısı, Uzak Doğu’da giderek artan sayıda tekstil üreticisini akıllı otomasyon teknolojisini dikkate almaya zorluyor. Festo, dünyanın önde gelen tekstil makineleri fuarı olan Barcelona’daki ITMA 2019’da, tekstil endüstrisi için bir çözüm olarak BionicCobot ile BionicWorkplace’in önemli bir öğesi olduğu kendi konsept çalışmasını sergileyecek.
Festo’dan heyecan verici konsept çalışması: BionicWorkplace uygulamasında, bir kişi bir robot kolla ve aynı zamanda ağ üzerinden birbirine bağlanmış çok sayıda destek sistemiyle çalışır. 

Çin hazır giyim sanayi bir değişim döneminden geçiyor. Her zamankinden daha talepkâr müşteriler daha iyi kalite ararken, ücret ve fiyat baskısı daha yüksek otomasyon ihtiyacını zorluyor. Çin, dünyada en fazla giysi üreten ülkedir. Çinli tekstil işçileri, yaklaşık 5,20 US$ ortalama saatlik ücretle artık sadece Tayland (2,30 US$) veya Meksika (3,90 US$) gibi gelişmekte olan ekonomilerdeki mevkidaşlarından daha fazla kazanmıyor, aynı zamanda saatlik ücretin 6,0 US$ olduğu Yunanistan gibi birçok Avrupa ülkesini bile yakalıyor. 

Giderek artan sayıda Çinli tekstil üreticisi daha fazla otomasyona başvuruyor. Daha çok sayıda ve daha iyi makineler, mevcut emek-yoğun elle üretimin yerini alıyor. Bu makineler aynı zamanda daha hızlı ve daha hassas sonuçlar sağlarken maliyet baskısını azaltabiliyor. Bu değişimle, Çin tekstil fabrikalarında istihdam edilen işçi sayısı 2015 ile 2017 arasında %14’lük düşüşle 9,1 milyondan 7,8 milyona geriledi. Endüstri uzmanları bu trendin devam etmesini bekliyor. Bununla birlikte, şimdiye kadar kullanılan makine ve sistemler her işi yapamıyor. 

İşbirliği yapan robot

Basit besleme işlerini yapabilen bir robot iş arkadaşı olsa nasıl olurdu? Otomasyon teknolojisi, dikiş makinesi ustalarının tasnif edilmemiş farklı kumaş parçaları aldığı durumlarda iyileşmelere yol açabilir. Çin’deki ücret gelişmelerinin orta vadede bu tür işler için işçi sıkıntısına neden olabileceğini düşünürsek, bu durum özellikle önemli olabilir.

Lineer ve üç boyutlu handling sistemleri, bu tür görevler söz konusu olduğunda zaten kendi esneklik sınırlarındadır. Şimdiye kadar kullanılan elektrikle çalışan işbirlikçi robotlar artık tekstil endüstrisi için çok pahalıdır. Festo’nun BionicWorkplace ürünü bu konuda bir çözüm sağlayabilir. Çeşitli sensörlerle ve gerekli zekâyla donatılmış olan Festo’nun bu konsept çalışması, 

pnömatik olarak çalıştırılan bir işbirlikçi robot olan BionicCobot’u içermektedir.

Esnek pnömatik devreler

Robotlar, özellikle monoton ve tehlikeli faaliyetlerde görevleri yerine getirmek ve insanlar üzerindeki yükü hafifletmek için destek sistemleri olarak kullanılabilir. Biyonik hafif robotlar, doğal hareket düzenleri ve kullanılan esnek pnömatik komponentler sayesinde, insanlarla robotlar arasında güvenli işbirliği için idealdir. Klasik robot konseptlerine masrafsız bir alternatif olabilirler.

İlgi çekici bir yaklaşım, daha önceki elektrikle çalışan tüm işbirlikçi robotlardan daha az ve daha ucuz komponentlere ihtiyaç duyan pnömatik kumandalı cobot’tur. Elektrikle çalışan robotlar; motorlar, miller, frekans dönüştürücüler ve konum gösterici enkoderler dahil, yedi adet ekseninin her biri için göreli olarak pahalı bir mil sistemi ister. Diğer taraftan, bir pnömatik robot, eksen başına sadece bir adet döner vana sürücüsü ister.

Dijitalleştirilmiş pnömatik sayesinde hassas hareket dizileri

BionicCobot, kendi hareketlerini hava basıncı kullanarak gerçekleştirir ve bu aynı zamanda esnek olmasını da sağlar. Böylece insanlarla doğrudan ve emniyetli şekilde etkinleşim kurabilir. Bunun temeli dijitalleştirilmiş pnömatiktir. Otomasyon platformu Festo Motion Terminal VTEM, hareket uygulamaları kullanarak hareketleri kontrol eder. Gerekliliklere bağlı olarak, hareketler güçlü ve dinamik veya hassas ve yumuşak olabilir. Böylece bir kişiyle çarpışma durumunda, sistem herhangi bir tehlike yaratmaz. Festo Motion Terminal, en dar yerlerde yüksek hassasiyetli mekanik parçaları sensör teknolojisiyle ve aynı zamanda kontrol ve ölçüm teknolojisiyle birleştirir.

Google Commons tarafından sağlanan bulut tabanlı öğretilebilir zekâ ve Festo’nun kamera sistemleri, örneğin devreye alma ve işletim sırasında operatörler için tamamen yeni ve sezgisel olarak basit bakış açıları sunabilir.

Doğadan esinlendi

BionicCobot’un hareket modelleri, omuzdan itibaren üst kol, dirsek, alt kol ve kavrayan el yoluyla gerçekleşen insan kolunun hareketlerini taklit eder. İnsan vücudundaki kan damarları ve sinir lifleri gibi, basınçlı hava hatları yapının içerisinde güvenli şekilde dolaşır ve bu yüzden bükülmezler. Robot kolun yedi adet ekleminde bulunan pnömatik döner vana sürücülerini beslerler. Aynı zamanda, her bir ekleme iki basınç sensörü ve konum verisini belirlemek için CAN bus’lu bir mutlak enkoder monte edilmiştir. Yani, BionicCobot, aldığı biyolojik ilham gibi, çok hassas hareketleri yürütme yeteneğine sahiptir. 

Sezgisel hareketler

BionicCobot, uygulamaya bağlı olarak çeşitli tutucularla donatılabilir. Kullanıcıların bir tablet kullanarak gerekli eylemleri öğretebilmesi ve parametrelendirebilmesi için, özel olarak geliştirilmiş bir grafik kullanıcı arayüzü yoluyla sezgisel olarak çalıştırılabilir. İş adımları, daha sonra sürükleyip bırakarak bir zaman çizelgesinde herhangi bir sırada düzenlenebilir. Fiili olarak komple bir hareket dizisi görüntülenebilir ve aynı zamanda simüle edilebilir. Tablet ve Festo Motion Terminal arasındaki arayüz, kinematik sistemin yollarını planlamak için kullanılan açık kaynak platformu Robot İşletim Sistemi’dir (ROS-Robot Operating System). 

Festo BionicWorkplace’te tümleşik olarak bulunan yapay zekâ ve otomatik öğrenme yetenekleri, iş yerlerini sürekli olarak evrimleşen ve gerekliliklere adapte olan öğrenim sistemlerine dönüştürüyor. BionicWorkplace’te, insanlar robot kolla ve aynı zamanda ağa entegre edilen ve birbirleriyle haberleşen sayısız destek sistemi ve çevrebirim aygıtıyla işbirliği yapar. Bu teknoloji

i, işçileri destekler ve yorucu veya tehlikeli faaliyetler gerçekleştirirken işlerini kolaylaştırır. 

Sensör teknolojisi ve yapay zekâ ile öğrenim sistemi

Tüm iş yeri ergonomik olarak tasarlanır ve aydınlatma da dahil olmak üzere bireysel olarak insanlara uyarlanabilir. Sensörler ve kamera sistemleri, işçinin BionicCobot’u hareket, dokunuş veya konuşma yoluyla sezgisel olarak kontrol edebilmesi için işçinin, komponentlerin ve takımların konumlarını kaydeder. Yazılım, tüm kamera görüntülerini ve çeşitli çevrebirim aygıtlarından gelen girdileri eş zamanlı olarak işler. Bu bilgileri, ideal program dizisini yaratmak için kullanır. Sistem, çözülen her yeni eylemle yeni bir şey öğrenir ve böylece kendisini optimize eder. Sonuç olarak, kontrollü, programlanmış ve ayarlanmış bir işlem dizisi kademeli olarak çok daha serbest bir çalışma yöntemine dönüşür.

Dünya genelinde uzmanlığın paylaşılması ve kullanılması 

BionicWorkplace’in işlemleri ve becerileri bir defa öğrenilip optimize edildikten sonra bu diğer sistemlere gerçek zamanda kolayca uygulanabilir ve dünya genelinde müşterilere sunulabilir. Gelecekte, iş yerlerini dünya çapında ağ iletişiminin bir parçası olarak kurmak ve işçinin ulusal diline uyarlanmış iletişimle bilgi paylaşmak mümkün olacaktır. Bu, işçilerin örneğin internet platformları üzerinden üretim siparişlerine ulaşabildiği ve bireysel müşteri ihtiyaçlarına göre ayarlanmış makinelerle işbirliği yaparak siparişleri tamamladığı daha esnek ve merkezsizleştirilmiş bir üretim ortamına yol açacaktır. İş yerinin uzaktan yönetimi de bir ihtimaldir.

Festo hakkında:

Festo AG, genel merkezi Esslingen am Neckar, Almanya’da bulunan bir küresel oyuncu ve bağımsız bir aile şirketidir. Şirket, 35’ten fazla endüstri dalında 300.000 fabrika ve proses otomasyonu müşterisine pnömatik ve elektrikli otomasyon teknolojisi temin etmektedir. Festo ürün ve hizmetleri 176 ülkede sunuyor. Dünya genelinde 61 ülkede 250 şube ofisinde yaklaşık 21.200 çalışanıyla Festo, 2018 yılında yaklaşık 3,2 milyar € ciro gerçekleştirmiştir. Her yıl bu cironun  %8’i araştırma ve geliştirmeye ayrılmaktadır. 

Sürekli öğrenen şirkette cironun %1,5’i temel ve ileri eğitime harcanmaktadır. Ancak, eğitim hizmetleri sadece Festo’nun kendi personeline sağlanmamakta, Festo Didaktik aracılığıyla aynı zamanda otomasyon teknolojisi alanında müşteriler, öğrenciler ve stajyerler için de temel ve ileri eğitim programları sunmaktadır.