Programy science fiction z lat 60-tych przedstawiają przyszły świat robotów, w którym roboty będą wykonywały wszystkie prace ręczne. Kiedy rozejrzysz się po współczesnych zakładach przemysłowych, zauważysz znaczące wyjątki, ale nie zobaczysz powszechnie stosowanych robotów. Dlaczego więc science fiction z lat 60-tych nie stała się rzeczywistością dzisiaj? A co najważniejsze, jak to zmienić, aby amerykański przemysł stał się ponownie konkurencyjny? I co to oznacza dla przyszłości mechatroniki? Po odpowiedzi udałem się do Phil’a Voglewede, profesora Uniwersytetu Marquette (Marquette University) i zapalonego entuzjasty robotów. Po długotrwałych dyskusjach ustaliliśmy, co następuje.
Aby odpowiedzieć na te pytania, musimy spojrzeć na ewolucję robotów przemysłowych zastosowanych w produkcji. Na początku roboty były używane jako samodzielne urządzenia, które można było „zakupić bezpośrednio z katalogu”. Tego rodzaju roboty nadawały się idealnie do podstawowych operacji, takich jak: precyzyjne pozycjonowanie części, pakowanie, spawanie i malowanie wymagające kompleksowych ruchów. Roboty są bardzo dobrymi urządzeniami poruszającymi się od jednej zadanej pozycji do następnej.
Niestety, ale wiele instalacji robotów nie sprostało wymaganym im warunkom technicznym. Roboty te były w większości przypadków nadmiernie skonstruowane dla zadanych im zadań, musiały być wyposażone w systemy zabezpieczające, posiadały niedostateczne systemy wizyjne i były ogólnie za duże. Dlatego też wiele firm zrezygnowało ze stosowania robotów i poszło w kierunku automatyzacji dedykowanej (specjalistycznych maszyn) lub operacji ręcznych w zależności od uzyskanych korzyści ekonomicznych (ROI). Był okres, kiedy wzmianka o robotach powodowała u inżynierów gęsią skórkę.
Obecnie roboty przeżywają swój renesans. Nowa tendencja dotycząca robotów związana jest z ich modułowością. Zamiast stosować jeden sześcioosiowy robot do wykonania wszystkich operacji, tendencją jest, aby pozwolić inżynierowi na skonstruowanie dedykowanego robota dla konkretnego zadania. W tym przypadku nie ma znaczenia, co preferujemy – LEGO MINDSTORMS, VEX Kits (*) lub jakikolwiek inny testowy zestaw modułowy. Przyszli inżynierowie obecnie dodają elektryczne i/lub mechaniczne elementy, następnie programują te modułowe roboty, uzyskując tym samym elastyczność dla danego projektu. Zamiast wyrzucić wszystkie niepotrzebne części ze starej konstrukcji, można je ponownie wykorzystać do zbudowania nowego podzespołu.
Dostawcy przemysłowi są dobrze przygotowani, aby urzeczywistnić tę wizję. Na przykład, modułowe ramy i podstawy są powszechnie stosowane w konstrukcjach. Silniki i sterowniki są połączone inteligentnymi złączami dla przekazywania mocy, sterowania i komunikacji. Systemy wizyjne stały się szybsze i bardziej niezawodne. Z pomocą szybkiego prototypowania już wkrótce będzie można produkować sztywne, mechaniczne złącza o konstrukcji ograniczonej pomysłowością projektanta. Znajdujemy się rzeczywiście na początku renesansu robotyki.
Niemniej, ta modułowość wymaga zmiany sposobu myślenia. Może ona mylnie doprowadzić inżyniera do przekonania, że metoda „projektuj-buduj-testuj-buduj-testuj” do projektowania jest realna, ale my wiemy, że nie. Prawidłowość w zastosowaniu modułowości leży teraz po stronie projektanta, a nie dostawcy robotów i podzespołów. Dzisiejszy inżynier musi posiadać umiejętności modelowania i zrozumienia, jak te systemy ze sobą współpracują. W przeciwnym wypadku, powtórzymy te same błędy z przeszłości.
