Portare l’automazione robotica industriale a nuovi livelli

Skyline Robotics ha ottenuto ciò che molte altre aziende hanno tentato ma non sono riuscite a perfezionare. L'azienda israeliana è riuscita ad automatizzare il lavaggio delle finestre dei grattacieli di tutto il mondo, un compito che viene svolto manualmente da oltre 100 anni.

Per automatizzare l’attività di pulizia delle finestre, Skyline ha sviluppato Ozmo, un sistema che combina un robot industriale, un sistema di visione computerizzata, intelligenza artificiale (AI) e tecnologie di apprendimento automatico. Ciò che prima richiedeva tre o quattro mesi di lavoro manuale, Ozmo lo fa automaticamente in circa la metà del tempo. Ma soprattutto, il sistema garantisce la sicurezza rimuovendo i lavoratori umani dalla piattaforma lavavetri o dal “cestino”.

La pulizia manuale dei vetri richiede tre o quattro persone: due nel cestino, una sul tetto e, in alcuni casi, un'altra persona a terra. Ozmo richiede una sola persona sul tetto per controllare il cestello, le fonti di energia elettrica e acqua e la gru, mentre il robot effettua la pulizia.

Per quanto riguarda la fornitura di energia elettrica e acqua, Ozmo è progettato per integrarsi nell'infrastruttura esistente dell'unità di manutenzione degli edifici (BMU) di un edificio. All'interno del cestello, un tavolo ospita diversi tipi di sensori e computer. Il braccio robotico e la sua fotocamera LiDAR, che utilizza laser per l’imaging, sono posizionati sopra il tavolo. Una volta fissato il tavolo al cestello lavavetri preesistente dell'edificio, il sistema è pronto per funzionare.

Secondo Ross Blum, COO di Skyline Robotics, il team Skyline ha lavorato al progetto Ozmo negli ultimi cinque anni e ha intrapreso passi iterativi lungo il percorso per integrare tutti gli elementi tecnologici necessari. Questi includono il robot industriale stesso e la programmazione che consente al suo braccio di imitare i movimenti umani per pulire le finestre.

"Il braccio del robot comunica con la telecamera LiDAR che fornisce la 'vista' al robot e con un sensore di coppia e forza all'estremità della spazzola di pulizia che dà a Ozmo il senso del 'tatto'", ha spiegato Blum. “Il software del sistema funge da cervello e raccoglie dati da diverse telecamere e sensori a una velocità di circa 200 volte al secondo per regolare i movimenti del robot e ottenere il percorso di pulizia più efficiente possibile automatizzando al tempo stesso la discesa di Ozmo lungo il lato di un grattacielo. "

Per il sistema Ozmo, Skyline utilizza la versione impermeabile di un robot industriale KUKA Robotics KR AGILUS insieme a un'intelligenza artificiale basata su software che rende possibile l'applicazione per il lavaggio delle finestre. Skyline ha sviluppato un algoritmo che consente il feedback per il controllo della forza e altre variabili che quindi controllano la quantità di pressione applicata dal robot al vetro.

La portata del robot si estende per 1,1 metri. Secondo Blum, "Uno dei fattori più importanti che ha portato Skyline a scegliere KUKA non è stata solo la credibilità del marchio e del team di livello mondiale che lo sostiene, ma anche perché il braccio robotico di KUKA è in grado di gestire i rigori di un ambiente esterno, mentre il la maggior parte degli altri marchi non riesce a farlo.

Blum ha aggiunto che i robot hanno un grado di protezione IP65 e sono molto affidabili, e che anche il loro movimento a sei assi è stato importante per Skyline, soprattutto quando si tratta di affrontare le complesse geometrie delle facciate che incontrano su un edificio. Anche il microcontrollore KUKA KR C5 ha svolto un ruolo importante nel rispettare i limiti di peso del cestello, che variano a livello globale. Il controller pesa fino a 35 libbre. meno di altre opzioni e occupa molto meno spazio. In alcuni casi, ciò consentirà a Skyline di posizionare più bracci in un unico carrello, anche con limiti di peso inferiori.

“Vogliamo dominare la frontiera quando si tratta di portare i robot al di fuori degli ambienti controllati”, ha affermato Blum. “E per raggiungere questo obiettivo, crediamo che KUKA sia il giusto fornitore di automazione con cui collaborare. Sono disposti a portare la robotica oltre le applicazioni tipiche”.

Tutta la tecnologia incorporata in Ozmo è estremamente avanzata, in particolare i suoi componenti software e hardware. Consentono a Skyline non solo di controllare e regolare i movimenti del robot al volo, ma anche di stabilizzare, in tempo reale, il sistema cestello/piattaforma su cui si muove il robot. Ciò che rende tutto questo così impegnativo è la necessità di adattarsi a variabili impreviste come raffiche di vento o malfunzionamenti della gru, che potrebbero far scendere un lato del cestello più dell’estremità opposta. Ozmo è in grado di elaborare tutte queste variabili e compensarle istantaneamente per garantire una pulizia di qualità e il percorso di discesa più efficiente per farlo.