Дебют автономного сверлильного робота

Компания Schindler, один из ведущих поставщиков лифтов и эскалаторов в мире, запустила пилотный проект автоматизированной, независимо работающей роботизированной системы, задействованной при установке лифтов. В основе этого инновационного решения, представленного на мировом уровне, промышленный робот ABB.

Для установки лифта в шахте нужны анкерные болты, очень много анкерных болтов. С их помощью крепятся направляющие рельсов и технологических люков. Чем выше здание, тем нужно больше болтов.

«Сверление отверстий под анкерные болты в бетонной шахте лифта — кропотливая, повторяющаяся и физически изнурительная работа. «Для ее безопасного и качественного выполнения необходимы высокая точность и полная концентрация, — объясняет Кристиан Штудер (Christian Studer), глава отдела новых технологий в Schindler. — Для монтажа лифта в многоэтажном здании нужны сотни отверстий под анкерные болты. В шахте шумно и пыльно, и работа требует больших усилий».

Чтобы улучшить качество работы и облегчить условия труда для монтажников лифтов, компания Schindler разработала автоматизированную систему с использованием роботов, которая получила название «Роботизированная система установки для лифтов» (на английском Robotic Installation System for Elevators, сокр. RISE). Пилотный проект был запущен компанией в сотрудничестве со Швейцарской высшей технической школой Цюриха (ETH Zurich) и экспертами по программному обеспечению подразделения «Робототехника» компании ABB в Швейцарии.

Основная задача робота – просверливать отверстия и устанавливать анкерные болты в шахтах лифтов. Но робот воплощает в себе гораздо большее. Решение включает в себя автономную систему монтажа, которая самостоятельно перемещается с этажа на этаж с помощью автоматического подъемника – такого раньше никто никогда не делал. «Дополнительной проблемой при проектировании была сложность, с которой мы столкнулись при программировании робота для последовательного сверления отверстий с одними и теми же координатами с точностью до миллиметра. Робот перемещается из одного положения в другое в шахте лифта и должен постоянно в динамическом режиме адаптировать координаты точек для сверления», – объясняет Кристиан Студер.

В принципе координаты точек для сверления заданы заранее. Но перед запуском робот сканирует стену шахты, чтобы определить, есть ли под ней скрытый арматурный стержень или бетонная поверхность имеет неровности. Для расчета допусков роботизированная система применяет алгоритм и при необходимости перемещает отверстия.

В процессе подбора подходящего робота команда проекта столкнулась с новыми сложностями. В конце концов она остановилась на IRB 2600 от ABB. «Обладая радиусом действия 1,65 м и полезной нагрузкой 29 кг, он хорошо справлялся с этой задачей. Кроме того, прочные промышленные роботы ABB славятся своей надежностью при работе в тяжелых условиях, что особенно важно при таком применении», – говорит Кристиан Студер.

Промышленный робот обычно устанавливается на фундаменте на заводе, и он выполняет свою программу относительно своего нулевого положения в пространстве. В прототипе «Роботизированной системы установки для лифтов» робот IRB 2600 установлен на платформе, которую временный подъемник перемещает вверх и вниз по шахте лифта.

«В таком трехмерном пространстве роботу не удавалось выполнять сброс в новое нулевое положение под каждую точку сверления. Поэтому нам пришлось в некоторой степени перехитрить контроллер, чтобы гарантировать то, что манипулятор робота каждый раз точно спозиционирован в соответствии с координатами точки для отверстия», – говорит Кристиан Студер.

Датчики системы проверяют, просверлено ли отверстие в нужном месте, после этого робот забивает анкерный болт и переходит к следующим точкам сверления. Это происходит снова и снова в полностью автоматическом режиме.

«Несмотря на то, что на платформе установлена ​​камера для удаленного наблюдения, и все данные, относящиеся к сверлению отверстий, документируются, система работает автономно. Для мониторинга и управления системой не требуется оператор», – поясняет Кристиан Студер. Таким образом, ее можно просто установить в шахту лифта, где она будет работать автономно в круглосуточном режиме, пока не установит все анкерные болты.

Прототип доказал свою эффективность при монтаже нескольких новых лифтовых систем в Европе. «IRB 2600 ни разу не отказал во время процесса, что говорит о его надежности», – добавляет Кристиан Штудер.

На конференции Tall + Urban Innovation в апреле 2019 года Совет по высотным зданиям и городской среде обитания (Council on Tall Buildings & Urban Habitat) вручил компании Schindler премию за выдающиеся достижения в категории инноваций за ее «Роботизированную систему установки для лифтов». Компания планирует более широкое использование таких автономных систем, все из которых оснащены IRB 2600 от ABB.

«Автоматизация – это очень обсуждаемая тема в строительной отрасли», – говорит Кристиан Студер. «Благодаря простой геометрии лифтовые шахты поддаются строительству на основе цифровых технологий. Эта автономная система позволяет нам осуществлять цифровую трансформацию непосредственно на строительной площадке. Благодаря новейшим разработкам датчиков и искусственному интеллекту мы смогли успешно представить это решение на мировом уровне», – заключает он.