NASA Menggunakan Perangkat Lunak RoboDK untuk Otomatisasi Pemrograman Cobot dalam Inspeksi Fuselage
Otomatisasi proses dengan robotika dapat memiliki manfaat yang banyak, namun robot membutuhkan pemrograman, proses yang biasanya manual yang dapat kompleks dan mengarah pada masalah yang mahal seperti tabrakan. Proyek Komposit Canggih NASA sedang mengerjakan proses yang tidak hanya mengotomatisasi inspeksi fuselage pesawat menggunakan robot kolaboratif (cobot) dari Universal Robots, melainkan juga mengotomatisasi pemrograman cobot dengan perangkat lunak dari pengembang simulasi perangkat lunak robotika RoboDK. Sistem ini berpotensi menghemat waktu dan uang sambil memberikan hasil yang lebih baik dan lebih konsisten daripada proses inspeksi sepenuhnya manual.
Proyek Komposit Canggih NASA bekerja untuk meningkatkan metode, alat, dan protokol serta mengurangi waktu pengembangan dan sertifikasi untuk bahan dan struktur komposit seiring bertambahnya aplikasinya. Salah satu tujuannya adalah mempercepat inspeksi struktur komposit dan meningkatkan hasil pengukuran dengan memastikan prosedur inspeksi tidak melewatkan area manapun dari struktur. Salah satu metode inspeksi adalah termografi inframerah, yang menggunakan kilatan cahaya yang tepat untuk menciptakan panas pulsa. Saat bahan mendingin, peneliti menganalisis bagaimana panas mengalir melalui bagian untuk mengungkap cacat tersembunyi dan substruktur abnormal tanpa merusak bagian. Namun, peralatan inspeksi inframerah besar dan berat, dan harus dipindahkan di seluruh permukaan bagian dalam dan luar untuk memastikan inspeksi yang komprehensif. Inspeksi manual pada produk komposit besar, seperti fuselage pesawat, memerlukan banyak operator untuk periode waktu yang lama, menambahkan biaya dan kompleksitas.
Untuk mengotomatisasi proses ini, Pusat Penelitian Langley NASA sedang menguji metode yang menggunakan perangkat lunak dari RoboDK untuk mengotomatisasi pemrograman pola inspeksi untuk dua cobot UR10 dari Universal Robots. Peneliti menggunakan perangkat lunak untuk membuat model komputer bagian yang akan diperiksa, pola inspeksi, dan gerakan alat inspeksi. Perangkat lunak memiliki antarmuka pemrograman aplikasi (API) yang memungkinkan pengguna memrogram robot menggunakan bahasa pemrograman universal, seperti Python, C#, C++, Matlab, dan Visual Basic.
Setelah proses inspeksi dikalibrasi dan cobot ditempatkan dengan benar terhadap bagian, cobot dapat mengikuti jalur yang telah diprogram sebelumnya untuk memindahkan alat inspeksi ke lokasi yang tepat di sekitar fuselage dan memegang alat tetap di tempat saat operator mengambil data.
Perangkat lunak dapat disesuaikan dengan algoritma untuk mengotomatisasi beberapa tugas, seperti memproyeksikan pola inspeksi ke permukaan untuk mensimulasikan dan menghasilkan program inspeksi. Algoritma dapat sepenuhnya atau sebagian diotomatisasi, artinya mereka menghasilkan jalur alat berdasarkan parameter tertentu yang dapat dimodifikasi oleh operator atau pemrogram robot. Dengan algoritma khusus yang sepenuhnya diotomatisasi, robot dapat diprogram dalam hitungan detik, kata CEO RoboDK Albert Nubiola. Proyek Komposit Canggih NASA menggunakan algoritma yang membuat jalur alat untuk robot diikuti di permukaan fuselage, menghindari jendela dan lubang.
API perangkat lunak juga memungkinkan pengguna membuat program secara offline dan mensimulasikannya sebelum mengunduhnya ke robot. "Pemrograman robot secara offline sangat berguna saat Anda perlu melakukan pekerjaan perencanaan sebelum memindahkan sistem robotik ke hangar atau lokasi lain," kata Joshua Brown, Associate Mekanika Analitis NASA. Dia menambahkan bahwa fungsi simulasi juga berguna, karena dapat digunakan untuk memeriksa masalah seperti batas sumbu dan tabrakan, yang merupakan masalah potensial saat menggunakan banyak cobot. "Cukup sederhana untuk membawa banyak robot ke stasiun dan membuatnya bekerja bersama secara virtual sebelum logam sebenarnya terbang di sekitar," kata Brown. Setelah program dibuat dan disimulasikan, dapat diunduh ke robot, sehingga inspeksi dapat dimulai tanpa penyiapan tambahan.
Sistem ini masih dalam tahap awal pengembangan, dan Brown mengatakan tujuannya adalah meletakkan kerangka sistem inspeksi dan menyelesaikan beberapa detail. Saat ini, cobot harus dipindahkan secara manual ke area yang berbeda di sekitar fuselage lalu dikalibrasi ulang sebelum melakukan pemindaian berdasarkan permukaan di area tersebut. Tahap pengembangan berikutnya melibatkan pemasangan cobot pada panggung linear yang akan memperluas jangkauan sistem hingga sekitar 3 meter. Panggung linear itu juga dapat dipasang pada panggung linear lain atau pasang panggung linear untuk memperluas jangkauan sistem pada sumbu atau bidang lain.
Sistem ini berpotensi menghemat waktu dan uang, karena memungkinkan satu operator untuk mengawasi proses inspeksi. Pemrograman dan simulasi memastikan efisiensi, karena robot bergerak pada jalur paling praktis dan komprehensif di sekitar pesawat. Simulasi juga dapat mencegah masalah yang potencial mahal. Selain itu, cobot memiliki sistem keamanan yang memantau kapan beralih ke mode keamanan yang dikurangi dan menghentikan operasi saat bersentuhan dengan orang. Ini memungkinkan orang untuk bekerja berdampingan dekat dengan mereka, sehingga proses inspeksi atau manufaktur lain dapat berlangsung selama inspeksi inframerah. Metode ini juga berpotensi meningkatkan kualitas hasil inspeksi, karena dapat digunakan untuk memastikan seluruh bagian diperiksa.
Namun, Brown mengatakan pada titik ini, keandalan yang dapat disediakan sistem ini lebih berharga dari pada penghematan waktu dan uang yang mungkin. "Penggunaan robot berarti konsistensi dan kemampuan untuk kembali dan melakukan inspeksi dengan cara yang sama di tempat yang sama tanpa kesalahan manusia," katanya. "Operator manusia tidak bisa bergerak seperti robot dan itulah sebabnya kami berinvestasi di hal ini."
