Témata
Zdroj: Festo

Stroje v pohybu – Létající roboty inspirují intralogistiku

Stroje v pohybu, to je název nového seriálu, ve kterém vám budeme představovat technicky zajímavá řešení především z oblasti dopravní a manipulační techniky. Dnes se budeme věnovat oblasti bionických konstrukcí, konkrétně projektu BionicSwift (bionický rorýs). Tito bioničtí rorýsové mohou díky GPS pro vnitřní prostory a radiokomunikaci prostřednictvím širokopásmové technologie UWB bezpečně a koordinovaně létat v definovaném vzdušném prostoru. Pro provádění těchto vzdušných manévrů tak, aby to co nejvíce odpovídalo živé předloze, mají jejich křídla pera, podobně jako skuteční ptáci.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Pavel Marek

Patří mezi klíčové osobnosti časopisu MM Průmyslové spektrum, kde zastává pozici odborného redaktora časopisu. Je absolventem strojní fakulty ČVUT v Praze. Po ukončení studia pracoval v Poldi SONP Kladno v závodě Doprava, poté jako konstruktér a projektant ve společnosti ČKD Lokomotivka. Pro MM Průmyslové spektrum pracuje od roku 1999.

Společnost Festo Bionic Learning Network již má ve vytváření létajících objektů inspirovaných přírodou dlouhou tradici. Její nový projekt BionicSwift však reprezentuje novou kapitolu vývoje bionických létajících objektů. Podobně jako u přírodního vzoru jsou základem stavby lehké konstrukce. Nižší hmotnost usnadňuje pohyb a snižuje se spotřeba materiálů i energie. Bionický rorýs tak navzdory své délce 44,5 cm a rozpětí křídel 68 cm váží pouhých 42 gramů. Díky tomu je neuvěřitelně hbitý, mrštný a dokáže létat ve smyčkách nebo provádět ostré zatáčky.

Aerodynamické opeření

Aby umělí ptáci mohli co nejvěrněji napodobit let svých přírodních vzorů, mají jejich křídla „peří“. Jedná se o individuální lamely vyrobené z ultralehké, ohebné, avšak velmi pevné pěny, jež se navzájem překrývají a jsou připevněny ke karbonovým brkům. Ty jsou zasazeny do kostry křídla, která odpovídá přírodnímu modelu. Individuální lamely dovolují, aby mezi nimi při zvednutí křídla vzduch protékal. Díky tomu pro zvednutí křídla postačuje menší výkon. Naopak při pohybu křídla dolů se mezery mezi lamelami uzavřou a křídla tak poskytují robotickému ptáku během letu náležitou oporu. To přináší bionickým rorýsům lepší letové vlastnosti než předchozím generacím bionických létajících objektů.

Projekt BionicSwift reprezentuje novou generaci vývoje bionických létajících objektů. (Zdroj Festo)

Integrace funkcí do malého prostoru

Hbitost umělého ptáka není dána pouze jeho lehkou konstrukcí a aerodynamickou kinematikou, ale také použitím integrace funkcí. Tělo ptáka obsahuje kompaktní konstrukci mechanismu pro mávání křídly, komunikační a řídicí technologie a zdvihač ocasu. Bezkartáčový motor, dva servomotory, baterie, převodovka a desky s integrovanými obvody jsou nainstalovány do toho nejmenšího prostoru. Díky inteligentní interakci motorů a mechanických systémů může být precizně koordinována frekvence mávání křídly se zdvihačem ocasu, což umožňuje provádění nejrůznějších manévrů.

Aby umělí ptáci mohli co nejvěrněji napodobit let svých přírodních vzorů, mají jejich křídla „peří“, tedy lehké ohebné lamely. (Zdroj Festo)

GPS koordinace letu

Koordinovaný a bezpečný let robotických ptáků je umožněn díky GPS pro vnitřní prostory a radiokomunikaci prostřednictvím širokopásmové UWB technologie. V prostoru haly, kde se robotičtí ptáci pohybují, je umístěno několik rádiových modulů tvořících pevné kotvy, které se navzájem lokalizují a definují řízený vzdušný prostor. Každý pták je vybaven rádiovým modulem, jenž odesílá signály základnám. Tyto pak mohou lokalizovat přesnou pozici ptáka a příslušná data odesílají do centrálního řídicího počítače, který pracuje jako navigační systém. Tento systém může pro plánování letu využívat předprogramované trajektorie a určovat jednotlivým ptákům konkrétní dráhy letu. Jestliže se některý pták odchýlí od stanoveného směru, například z důvodu neočekávaných změn prostředí (průvan, proud tepla), okamžitě autonomně zkoriguje svou dráhu letu, a to bez jakéhokoliv zásahu člověka, který let řídí. Radiokomunikace umožňuje přesné snímání polohy i v případě, že v prostoru se vyskytují překážky a vizuální kontakt se částečně ztratí. Technologie UWB přitom zajišťuje bezpečnou komunikaci bez rušení.

Koordinovaný a bezpečný let robotických ptáků je umožněn prostřednictvím GPS a radiokomunikace. Data o jejich poloze jsou odesílána do řídícího počítače, který plánuje jejich letové dráhy. (Zdroj Festo)

Inspirace pro intralogistiku

Inteligentní síť létajících objektů a GPS trasování vytváří 3D navigační systém, který by mohl být použit v továrně budoucnosti. Tímto způsobem může být například vylepšena přesná lokalizace toku materiálu a zboží, pracovní postupy, nebo mohou být predikována úzká hrdla. Autonomní létající roboty také mohou být využity pro transport materiálu ve stanovených leteckých koridorech a optimalizovat tak využití prostoru v továrně.

Dojem z hejna letících bionických rorýsů je impozantní…
Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit