Robotika, mechatronika a Průmysl 4.0

Roboty a moderní výrobní stroje jsou složité mechatronické produkty, ve kterých se spojují klasické „strojařské“ prvky spolu se sofistikovanými systémy pro řízení požadovaného přesného a produktivního provozu stroje. Jedná se o integraci hardwaru, softwaru, řízení a elektroniky. Výzkum a vývoj automatizačních řešení, koncept chytrého stroje a chytré výroby a robotické aplikace ve výrobních procesech orientujeme na průmyslové výrobní procesy, automatizaci, informační systémy a technologie a robotické systémy. Sledujeme trendy Průmyslu 4.0 se zahrnutím digitalizace, automatizace a komunikace.

Robotická buňka ready2_educate

Modulární robotická buňka je vybavena malým průmyslovým robotem KUKA KR 3 AGILUS a kompaktní řídící jednotkou KR C4. Systém je doplněný jednotkou PLC Siemens Simatic. Buňka se využívá pro praktickou výuku robotiky. K robotické buňce je vytvořen virtuální model vyvinutý na Ústavu výrobních strojů a zařízení Fakulty strojní ČVUT v Praze, používaný pro virtuální zprovoznění. Digitální dvojče se využívá při výuce a tvorbě programů, které je možné přenést na reálnou buňku. Zpracování úloh na výukové buňce studentům umožňuje pochopit komplexní technologie a procesy potřebné pro Průmysl 4.0.

Využití robotické buňky při výuce na Fakultě strojní ČVUT v Praze

Výuková buňka je vybavena v průmyslovém standardu, a to jak z pohledu řízení robotu a jeho přídavných periferií, tak z pohledu obsluhy a programování. Využití při výuce je tak propojením teoretické výuky s praktickým cvičením probíhajícím na zařízení, které je běžně používáno v reálné průmyslové praxi. Studenti mají za úkol osvojit si bezpečnostní pravidla při obsluze robotu, pochopit základní části a funkce stroje a zvládnout ovládání robotu v základních úlohách robotiky pomocí teach pendantu. Studenti využívají výhody virtuálního modelu a jejich úkolem je vytvořit program pro paletizaci dílců, provést optimalizaci programu a připravit uživatelské rozhraní pro operátora, který by následně v reálném provozu stroj obsluhoval. Studenti řeší úlohy zaměřené na kalibraci robotu, návrh chapadla a 3D tisk přípravků dílců na chapadlo. Jedná se tedy o komplexní robotickou úlohu z pohledu řízení a strojní konstrukce v souvislostech průmyslového provozu. Výhodou je, že studenti tak získávají širší vhled do problematiky, rozumějí nejen programování robotů, ale i tomu, v jakém vzájemném vztahu je například zrychlení pohybu ramene s jeho životností, převodovka s motorem, jak jsou konstrukčně řešeny klouby robotu, jaká jsou jeho omezení a limity, pro jaké účely je možné takové zařízení použít a podobně.

V rámci cvičení tak zpracovávají úlohy s využitím znalostí z oblastí:

• programování,
• softwaru,
• konstrukce,
• pneumatických systémů,
• automatizace,
• mechatroniky,
• mechaniky,
• diagnostiky a měření,
• virtuálního zprovoznění a dalších.

Připravujeme studenty pro praxi

Průmyslové roboty nacházejí uplatnění téměř ve všech oborech strojírenství a aplikace se rychle rozšiřují do dalších odvětví. Absolventi Fakulty strojní ČVUT v Praze jsou pro praxi dobře připraveni nejen teoreticky, ale i prakticky a rozumějí problematice v širších kontextech výroby. Zkušenosti s vyspělými technologickými zařízeními již během studia umožňují absolventům využít v praxi všechny znalosti a dovednosti pro optimální nastavení výroby a výrobních soustav s využitím robotických systémů a komplexním pohledem na souvislosti. Praktické zkušenosti řešení úloh vybavují studenty kompetencemi pro řešení složitějších problémů, které mohou v provozu nastat.