Automatisering med robotter
Robotter har været anvendt i industrien gennem de sidste 20 år. I dag benyttes industrirobotter stort set inden for enhver produktionsform, men det er nok især bilproduktion, vi forbinder med anvendelse af robotter. I en moderne bilproducerende virksomhed opstilles robotterne langs et samlebånd, hvor bilerne bygges op. Dette kaldes en produktionslinie. Robotterne består typisk af en drejelig arm med tre-fire led og et påmonteret værktøj.

Fig. 1 Robot i bilfabrikation

En vigtig fordel ved at anvende robotter er, at de giver en fleksibel produktion. Robotterne kan nemt og hurtigt omstilles til at lave noget nyt. Forestil dig f.eks, at svejserobotten fra fig. 1 skal svejse en anden type biler. Det eneste, der behøves for at opnå dette, er, at det computerprogram, der styrer robottens led og svejseværktøj, ændres. Hvis der i stedet var blevet anvendt en specialbygget maskine til at svejse bilen, ville det være nødvendigt at konstruere en helt ny maskine for at ændre produktionen.

En anden stor fordel ved robotter frem for mennesker er, at de ikke skal have løn, og at de kan arbejde i døgndrift. Hvis det var en metalarbejder, der udførte svejsningen, skulle fabrikanten udbetale løn til denne arbejder og eventuelt have flere skiftehold, hvis produktionen skulle køre i døgndrift.

En tredie fordel ved robotter er, at de arbejder meget hurtigt og præcist. Et menneske, der udfører ensformigt arbejde, vil lave fejl fra tid til anden. En robot, derimod, trættes ikke, men kan udføre de samme rutiner igen og igen.

 

Fig. 2 Svejserobot på lille metalvarefabrik

I et robotintegreret produktionsapparat er det desuden muligt at lave en tæt kobling mellem produktudvikling og produktion ved hjælp af computere. Denne teknik kaldes CAD/CAM. CAD står for Computer Aided Design, mens CAM står for Computer Aided Manufacturing (aid = hjælp, aided = hjulpen/støttet).

Idéen er at benytte computere til at udforme et nyt produkt - CAD-delen. En computer laver herefter et program til en robot eller en robotbaseret produktionslinie, der så kan producere produktet - CAM-delen. Fordelen ved CAD/CAM er, at vejen fra idé til færdigt produkt er kort. Udviklingsafdelingen skal ikke først lave tegninger til produktionsafdelingen, der herefter skal forstå disse og gå ud og justere produktionsmaskinerne til at lave det nye produkt. Alt dette sker automatisk, når computeren i udviklingsafdelinen sender det nye program til robotten i produktionsafdelingen.

Selv om der er nogle væsentlige produktionsmæssige og økonomiske fordele ved at anvende industrirobotter, er de dog ikke særligt udbredte i mindre virksomheder. Dette skyldes hovedsageligt, at de er meget dyre. En lille virksomhed, der ønsker at investere i en robot må ud og låne penge, hvilket medfører, at mange af pengene fra overskuddet på robotten må bruges til at betale renter på lånet. Virksomhederne bliver således nødt til at have en vis størrelse, før det kan betale sig at investere i robotter. Et andet problem ved robotter er, at de mangler intelligens. Hvis der sker en fejl i programmeringen af robotten, så den f.eks. svejser døren fast, kan robotten ikke selv melde tilbage, at der er sket en beklagelig fejl, og at den bør omprogrammeres. Den vil i stedet gå i gang med at svejse bildøre fast, indtil der kommer en tekniker forbi og får den stoppet.

På universiteterne og andre forskningsinstitutioner verden over har man dog sideløbende med industrirobotternes indførelse forsket i, hvordan de kan gøres mere intelligente. Institut for Automation på DTU i Lyngby er et af de steder, hvor der forskes i intelligent automation. Et populært forskningsobjekt i denne sammenhæng er de såkaldte AGV’er. AGV betyder Autonomously Guided Vehicle dvs. selvstyrende køretøj. 

Hensigten med AGV’er er at bygge robotter, der besidder så meget indprogrammeret intelligens, at de i længere tidsrum ikke er afhængige af en operatørs indblanden. 

I dag benyttes AGV’er kun til meget specialiserede formål. Der er blandt andet en rumsonde på Mars i øjeblikket ("Mars Pathfinder") med en AGV ombord. Denne AGV får energi fra påmonterede solfangere og skal på en længere køretur, hvor den skal undersøge Mars-overfladen for spor af liv.

På Institut for Automation arbejdes der på et 80 kg tung AGV.

Fig. 3 AGV-robot

AGV’en har to forhjul, der begge er udstyret med en motor (så AGV’en kan dreje) og et medløbende baghjul. AGV’en har to sensorer: Et kamera og nogle målere på hjulene, der tæller, hvor mange omgange hjulene kører rundt. Informationen fra sensorerne bruges af computersystemet til at styre AGV’en. AGV’en er desuden udstyret med to antenner. Kommunikationsantennen benyttes til at sende beskeder til en computer i laboratoriet. Disse beskeder udskrives så på en skærm. Videoantennen benyttes til at overføre det billede, kameraet tager, til en anden skærm i laboratoriet. AGV’en kan benytte kameraet til at orientere sig med, præcis som vi bruger vore øjne.
 

Der er lavet computerprogrammer, der gør AGV’en i stand til at køre gennem døråbninger og ind til en ladestation, ved at opsætte nogle ledemærker (guide marks), som AGV’en kører efter. På fig.4 er der vist et ledemærke.

Det rigtige ledemærke er på størrelse med et A4-ark. Hvad tror du, AGV’en sigter efter, når den orienterer sig vha. ledemærket ? Hvorfor tror du, det ser sådan ud ?

Fig. 4 Ledemærke

AGV’en kan også foretage det, der kaldes liniekørsel. Når AGV’en laver liniekørsel, kører den efter en sort tapestrimmel i gulvet. Det vanskelige i dette er at få computeren til at beregne stregens position hurtigt nok til, at AGV’en kan styres så den bliver ved med at følge stregen.

AGV’en på Institut for Automation er dog ikke en rigtig intelligent robot. For at blive dette skal den kunne håndtere alle de forskellige måder at køre på på én gang og samtidig være i stand til at orientere sig og ændre sine planer, hvis der kommer en forhindring i vejen, eller kameraet pludseligt går i stykker etc. Der arbejdes i dag på højtryk verden over for at lave computersystemer, der kan gøre dette. Det er som sagt meget sjældent, at der udvikles ægte AGV’er, men den megen forskning i AGV’er har ført til, at der efterhånden er dukket en ny type robotter op. Disse robotter kaldes servicerobotter. De er i modsætning til industrirobotterne lavet til at kunne indgå direkte i samarbejde med mennesker. Et eksempel på en service robot, der sælges i dag, er en lille selvkørende hospitalsrobot. Robotten kan orientere sig på hospitalsgange og finde ud af at holde tilbage for mennesker. Dens opgave er at transportere medicin og andre småting mellem forskellige afdelinger på hospitalet. Andre fremtidige opgaver for servicerobotter kunne være at hjælpe ældre, feje gade osv. osv. Der er dog et etisk problem forbundet med denne udvikling. Etiske problemer er ikke tekniske, men handler om, hvad vi vil bruge teknikken til. Det etiske problem i forbindelse med udvikling af servicerobotter er, om vi overhovedet ønsker at blive betjent af robotter. Tænk nu, hvis f.eks politiet begyndte at anvende robotter, så ville man opleve, at mennesker blev irettesat af maskiner. Hvad vil du synes om sådan en udvikling ?

RMJ