Caren Dripke, kierownik ds. rozwoju robotyki w firmie Lorch Schweißtechnik GmbH, nie ma wątpliwości, gdy opisuje spawanie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji i robotów współpracujących. – To tak, jakby mieć praktykanta, który nie zaczyna od zera, tylko widział już coś wcześniej. Wystarczy z grubsza opisać zadanie, a on sam opracuje resztę – mówi.
Sztuczna inteligencja
Choć dziś dużo mówi się o sztucznej inteligencji (AI), głównie w kontekście modeli językowych, łatwo zapomnieć, iż od lat znajduje ona zastosowanie w przemyśle. Dotyczy to również automatyzacji spawania, gdzie roboty współpracujące (coboty) wyposażone w funkcje AI coraz częściej wspierają ergonomię pracy wykwalifikowanych spawaczy i podnoszą wydajność procesów.
AI może przyjmować różne formy i służyć różnym celom. Część systemów prowadzi użytkownika krok po kroku przez proces programowania, inne oferują śledzenie spoin czy planowanie trajektorii. Wspólnym mianownikiem wszystkich narzędzi spawalniczych opartych na AI jest niemal całkowite wyeliminowanie programowania jako bariery wdrożeniowej.
Programowanie robotów
Programowanie robotów wciąż stanowi najważniejszy czynnik spowalniający projekty automatyzacji spawania, zwłaszcza w małych i średnich przedsiębiorstwach – zwraca uwagę David Pietrocola, współzałożyciel i dyrektor generalny Cohesive Robotics. System operacyjny Argus opracowany przez jego firmę umożliwia robotom spawalniczym wykonywanie typowych połączeń i spoin sczepnych dzięki automatycznemu wykrywaniu z użyciem systemu wizyjnego.
– Wielu producentów nie zatrudnia inżynierów produkcji, nie mówiąc już o automatyce. Brak konieczności programowania, AI i systemy wizyjne pozwalają ominąć te bariery i szybciej wdrażać robotyzację – wyjaśnia.
Cobot spawalniczy wyposażony w kamerę 3D Cohesive, zamontowaną na ramieniu, zbiera miliony punktów danych podczas ruchu. System Argus przetwarza je dzięki sztucznej inteligencji działającej na dedykowanym procesorze graficznym.
– System rozumie, gdzie znajdują się elementy i czego ma szukać. Na tej podstawie sam zaprogramuje robota tak, aby trafił tam, gdzie trzeba – dodaje Pietrocola.
Wykorzystanie doświadczeń z rzeczywistych wdrożeń
Oparte na sztucznej inteligencji oprogramowanie Beacon firmy Hirebotics dostarcza sugestie ułatwiające użytkownikom o różnym poziomie doświadczenia konfigurację procesu spawania.
– To jak drugi pilot w samolocie – mówi Zach Boyd, dyrektor ds. technicznych w Hirebotics. – Dla osób zaczynających przygodę z automatyzacją to ogromne wsparcie w pokonaniu pierwszych trudności. Spawacze przez cały czas mają pełną kontrolę, ale część czynności jest uproszczona, dzięki czemu mogą skupić się na swoim fachu, a cobot przejmuje bardziej monotonną pracę.
Beacon optymalizuje takie parametry jak napięcie, prędkość podawania drutu czy prędkość przesuwu, wykorzystując dane kontekstowe i proponując ustawienia dostosowane do konkretnej aplikacji i materiału. Jego sugestie nie wynikają z zamkniętej listy wstępnie zdefiniowanych receptur, ale z analizy setek rzeczywistych wdrożeń systemów spawalniczych opartych na cobotach.
Jeśli użytkownik napotka problem, może wykonać zdjęcie komory spawalniczej, a Beacon – dzięki AI – zaproponuje możliwe rozwiązania.
Caren Dripke z Lorch podkreśla, iż systemy takie jak SeamPilot radykalnie upraszczają proces.
– Nie trzeba definiować wielu parametrów wejściowych, ustawiać kątów palnika czy wyznaczać każdego punktu pośredniego. Wystarczy podać parametry, wskazać ścieżkę i poprosić o wykonanie spoiny. SeamPilot zajmuje się resztą. To ogromna oszczędność czasu, bo to właśnie punkty pośrednie zwykle pochłaniają go najwięcej podczas programowania. Tu tego nie mamy, więc można od razu przystąpić do spawania.
Automatyczna regulacja kątów przesuwu i pracy
Firma Vectis Automation opracowała szereg wbudowanych funkcji AI, które eliminują wiele barier przy wdrażaniu automatyki spawalniczej. Funkcje te wykorzystują punkty odniesienia określone przez operatora cobota i automatycznie dostosowują kąty pracy i przesuwu do standardów produkcyjnych. System sam rozpoznaje też przejścia narożne, aby umożliwić optymalne prowadzenie spoiny na złożonych geometriach.
Zamiast manualnie ustawiać palnik i uczyć robota wszystkich punktów, operator może polegać na funkcjach AI wykonujących obliczenia za niego. Dostępne są również narzędzia do inteligentnego spawania wielościegowego, automatycznego śledzenia spoiny czy generowania trajektorii do cięcia plazmowego.
Znalezienie spawacza z wieloletnim doświadczeniem, który zna na przykład najlepsze praktyki dotyczące pracy pod określonym kątem roboczym i kątem przesuwu dla konkretnego spawu, jest prawdziwym wyzwaniem dla zakładów metalowych.
– Optymalizacja ścieżki spawania dzięki sztucznej inteligencji umożliwia nowym spawaczom szybkie wdrożenie się i sprostanie standardom, a także łagodzi niektóre bariery związane z „wiedzą tajemną”, którą spawacze naturalnie zdobywają w trakcie długiej kariery. Widzieliśmy choćby dziesiątki przypadków, w których wiedza doświadczonego spawacza w warsztacie była zasadniczo przekazywana następnemu pokoleniu za pośrednictwem cobota – mówi Josh Pawley, wiceprezes ds. rozwoju biznesowego i partner założycielski w Vectis Automation.
Automatyzacja produkcji HMLV
Programowanie tradycyjnych robotów spawalniczych jest czasochłonne, co stanowi poważną barierę przy produkcji o dużej zmienności i niskich wolumenach (HMLV). Przy małych partiach czas konfiguracji często sprawia, iż automatyzacja wydaje się nieopłacalna.
Technologie oparte na sztucznej inteligencji, dzięki radykalnemu skróceniu procesu ustawiania, umożliwiają wdrożenie automatyzacji także przy niewielkich zleceniach.
– Gdy programowanie robota jest proste, automatyzacja małych partii staje się opłacalna. SeamPilot sam oblicza wiele parametrów, więc operator nie musi tego robić. To pozwala osiągnąć wysoką wydajność choćby tam, gdzie wcześniej konfiguracja byłaby zbyt czasochłonna – podkreśla Caren Dripke z firmy Lorch.
Człowiek pozostaje kluczowy
Choć sztuczna inteligencja potrafi przejąć wiele zadań związanych ze spawaniem, to obecność człowieka w procesie sprawia, iż rozwiązania te są najbardziej efektywne.
– Człowiek jest najważniejszą częścią procesu w spawalnictwie. Potrzebna jest osoba, która zna materiały, parametry i wymagania konkretnego zadania, a także oceni jakość spoiny. Pełna automatyzacja nie jest prosta – w wielu aspektach przez cały czas należy polegać na doświadczeniu spawaczy – podkreśla Dripke. Wykwalifikowani spawacze potrafiący jednocześnie obsługiwać systemy automatyczne są dziś szczególnie cenieni.
– Znalezienie dobrego spawacza to sukces. Znalezienie osoby, która potrafi
Autor: Will Healy III, globalny manager ds. przemysłu metalowego w Teradyne Robotics
Może zainteresować Cię również: Rynek powierzchni przemysłowo-logistycznych – III kwartał 2025 r.