Skip to main content

An affordable edge-computing device for high-performance and power-efficient robotics automation

Article Category

Article available in the folowing languages:

Pierwsze kompleksowe narzędzie ułatwiające instalację robotów przemysłowych

Automatyka przemysłowa oferuje większą kontrolę jakości, elastyczność i bezpieczeństwo produkcji. snickerdoodle to urządzenie dostosowane do potrzeb klienta, niedrogie i mające wielkość dłoni, które minimalizuje czas, wysiłek i koszty związane z konfiguracją robotów przemysłowych.

Gospodarka cyfrowa

Wadą starszych systemów produkcyjnych jest to, że nie wykorzystują nowych cyfrowych technologii wykrywania i łączności – robotyki i internetu rzeczy. Co więcej, modernizacja takiej starszej infrastruktury wymaga zbudowania platform sprzętowo-programowych i dostosowania ich do wymagań w zakresie wydajności, zasilania oraz integracji komponentów. Wiąże się to ze znacznymi inwestycjami kapitałowymi i kadrowymi, które trzeba zaplanować z dużym wyprzedzeniem. Inwestycje te należy zestawić z ryzykiem związanym z przestojami w produkcji, możliwymi do uniknięcia uszkodzeniami sprzętu i nieefektywnością procesów. W ramach projektu snickerdoodle, firma krtkl (której nazwę wymawia się tak, jak angielskie słowo „critical”) opracowała pierwszą kompleksową platformę rozwojową dla systemów zrobotyzowanych. Posiada ona centralny „mózg” kierujący różnymi operacjami łączenia, integracji, kontroli i monitorowania komponentów produkcyjnych i podsystemów. Ponieważ sprzęt, na którym działa system, jest konfigurowalny programowo, snickerdoodle upraszcza podłączanie szerokiej gamy czujników, siłowników i protokołów komunikacyjnych. Dzięki temu operatorzy zyskują zrozumiałe informacje i opcje sterowania. Dofinansowanie projektu w ramach instrumentu UE na rzecz MŚP umożliwiło przeprowadzenie oceny wykonalności i strategii wejścia na rynek oraz określenie łańcucha dostaw w sektorze produkcji.

Uproszczone wdrażanie i krótszy czas rozwoju

snickerdoodle składa się z wielu procesorów, oprogramowania oferującego możliwość dostosowania przez użytkowników końcowych, którzy mogą zaprogramować w tym celu wbudowany układ FPGA, oraz modułu łączności bezprzewodowej. Wszystko to mieści się w obudowie wielkości wizytówki. Procesor główny obsługuje systemy operacyjne ogólnego przeznaczenia lub działające w czasie rzeczywistym i zajmuje się zadaniami wyższego poziomu, takimi jak tworzenie sieci między maszynami lub pętli sterowania silnikami. Programowalny układ logiczny FPGA (wspomniany wcześniej „mózg”) umożliwia dostosowanie wejść, jak i wyjść systemu, począwszy od sprzężenia z silnikami i czujnikami, a skończywszy na pełnieniu funkcji układu przetwarzania wideo. Takie rozwiązanie może być przydatne na przykład w monitorowaniu linii produkcyjnych lub w wizualizacji komputerowej. Na FPGA działają także złożone algorytmy sterowania i przetwarzania danych. System ma wbudowany moduł Wi-Fi i Bluetooth, co ułatwia integrację z nowoczesnymi sieciami. „Po latach zajmowania się mechatroniką i systemami osadzonymi oraz opracowywania jednorazowych rozwiązań dla firm w celu wprowadzenia na rynek nowych produktów z zakresu automatyki, stało się dla nas oczywiste, że to, czego potrzeba, to centralny »mózg«. Musiał on oferować możliwość szybkiej i łatwej adaptacji, aby spełnić wymagania związane z każdym zastosowaniem”, wyjaśnia koordynator projektu Ryan Cousins.

Od fabryk po obuwie

Po przeprowadzeniu szeroko zakrojonych testów termicznych, środowiskowych i wytrzymałościowych (na miejscu i w laboratoriach badania emisji) oraz symulacji konstrukcji (przy użyciu oprogramowania inżynieryjnego), firma krtkl opracowała swoją technologię w wersjach klasy przemysłowej, dostępnych na żądanie. Komercyjna wersja snickerdoodle i inne części platformy – (piSmasher oraz breakyBreaky) – są aktualnie dostępne w serwisie Mouser. Zamówione produkty wysyłane są tego samego dnia do odbiorców na całym świecie. Sprzęt ma także jeszcze w tym roku trafić do oferty serwisu Amazon. Do aktualnych zastosowań komercyjnych systemu należy sterowanie silnikami w czasie rzeczywistym i planowanie ścieżek na potrzeby robotyki przemysłowej (sześcioosiowe ramię robota do montażu mebli, malowania i kontroli jakości), systemy teledetekcji o niskiej mocy i wysokiej wytrzymałości (na potrzeby przemysłu gazowo-naftowego i infrastruktury publicznej) oraz zbieranie i przetwarzanie danych na potrzeby konserwacji zapobiegawczej (w celu automatyzacji produkcji). Dodatkowo, cały system snickerdoodle (w tym moduły breakyBreaky i piSmasher, obudowy, akcesoria itp.) jest wykorzystywany w produktach komercyjnych i konsumenckich, które uzyskały formalny certyfikat FCC. „Rozwiązanie snickerdoodle jest wykorzystywane w szerokiej gamie systemów, od automatyki przemysłowej po inteligentny handel detaliczny i elektroniczne akcesoria sportowe. Zaczynaliśmy bez prawie żadnego kapitału zewnętrznego – niewielu ludzi uważało, że będziemy w stanie odnieść sukces. Nasz produkt powinien wpłynąć na życie wielu ludzi, nawet jeśli nigdy się o tym nie dowiedzą”, twierdzi Cousins. Zespół pracuje nad modernizacją urządzenia, aby zapewnić jego zgodność z najnowszymi osiągnięciami w zakresie technologii krzemowych. Pozwoli to na zastosowanie produktu w najnowszych dziedzinach, takich jak przetwarzanie materiałów wideo o wyższej rozdzielczości, sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe oraz inne zastosowania wymagające dużych mocy obliczeniowych.

Słowa kluczowe

snickerdoodle, automatyka, robotyka, produkcja, internet rzeczy, kompleksowy, FPGA, łączność bezprzewodowa

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania