Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Dotykové klávesnice nebo obrazovky operátorských panelů umožňují snadno a intuitivně ovládat nejrůznější přístroje a jejich obliba mezi uživateli rychle roste. Materiál dotykových ploch je ovšem stálým používáním mimořádně namáhán a jeho nadměrné opotřebení někdy může i ohrozit správnou funkci operátorského rozhraní.
Manuální ověřování doby provozního života tlačítek a displejů vyžaduje statisíce opakování ovládacích kroků, což je časově náročné, pro pracovníky ve zkušebně únavné a pro výrobce nákladné. Výraznou změnu v tomto oboru slibuje přinést nově vyvinuté robotické zařízení, které navrhli odborníci Fraunhoferova ústavu pro výrobní techniku a automatizaci IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung) ve Stuttgartu. Nehledě na to, zda jde o dotykové klávesy, tlačítka, či displeje ke vkládání údajů či pokynů pomocí prstů, nebo podpisovou podložku s perem pro podepisování elektronických dokumentů – nové robotické zařízení dokáže dostatečně věrně napodobit typický způsob zacházení s přístroji tvořícími rozhraní mezi člověkem a strojem (HMI) a ověřit, nakolik předpokládaná doba provozního života použitých materiálů odpovídá skutečnosti. Výrobci přístrojů tak mohou získat objektivní údaje o kvalitě jim nabízeného výrobku, což je mj. důležité pro správné stanovení záruky. Mimoto mohou také zákazníkům sdělit přesné údaje o životnosti výrobku.
Síly a dráha robotu napodobují typický způsob použití
Odborníci z Fraunhoferova ústavu IPA společně s výrobcem přístroje musí pro každý ověřovaný přístroj ústavu IPA nejprve stanovit typické uživatelské scénáře a zatěžovací profily. Na základě těchto údajů pak pracovníci ústavu navrhnou konkrétní robotické zařízení a jeho programové vybavení.
Pokud jde o hardware, je zejména třeba navrhnout vhodné koncové chapadlo k uchopování různých jednoduchých nástrojů, které robotu umožňují co nejvěrněji realizovat rozličné scénáře přicházející v úvahu při ovládání ověřovaných přístrojů (obr. 1).
Při programování robotického zařízení jsou důležité parametry, které popisují zatížení konkrétního přístroje tvořícího rozhraní mezi člověkem a strojem při jeho typickém používání. Odborníci ústavu měří toto zatížení v autentických situacích s vybranými obsluhujícími osobami. Zejména se zaměřují na zjištění doby trvání a velikosti sil, které obsluhující osoby při ovládání přístroje vynakládají. Při ověřování dotykových displejů jde také o to, kterých míst na ploše obrazovky se uživatelé typicky dotýkají nejčastěji. S použitím získaných údajů programátoři poté naprogramují dráhu ramene robotu a přítlačné síly při dotyku obrazovky. „Podařilo se nám robotické zkušební zařízení nastavit tak, že přesně napodobuje ruční obsluhu konkrétního přístroje, např. displeje bankomatu. Senzory síly v robotem vedeném chapadle podobném lidské ruce s prsty přitom při každém manipulačním kroku přesně snímají ovládací sílu,“ vysvětluje Milad Geravand, vědecký pracovník Fraunhoferova ústavu IPA.
Stále stejná kvalita zkoušek
Pro výrobce přístrojů je automatické ověřování vlastností přístrojů přínosné zejména tím, že podmínky při zkouškách jsou stále stejné a výsledky zkoušek jsou reprodukovatelné a navzájem porovnatelné. Protože robotické zařízení současně zadanou zkušební úlohu a její průběh velmi přesně dokumentuje, lze zkoušku kdykoliv věrně opakovat. Výrobce ověřovaného přístroje obdrží podrobnou zprávu o provedených zkouškách včetně detailních výsledků a také krátké shrnutí, které může použít i jako referenci pro své zákazníky.
Výrobce přístroje si může nechat zkoušky provést v laboratořích Fraunhoferova ústavu IPA, při větším objemu zkoušek lze však robotické zkušební pracoviště vybudovat přímo ve výrobním podniku.
Z technického hlediska představuje navržené zařízení pro automatizované ověřování životnostních parametrů dotykových ovládacích prvků operátorských rozhraní další zajímavý způsob použití průmyslových robotů pro nevýrobní účely.
[Roboter testet die Lebensdauer von Mensch-Maschine-Schnittstellen. Pressemitteilung Fraunhofer IPA, 14. 12. 2015.]
Ing. Karel Kabeš
Průmyslové a servisní roboty