Nii teeb robot valmis elektrituuliku labad - väga kiiresti! (1)

tehnika.postimees.ee
Copy
Robotitel pole midagi tolmus ja müras töötamise vastu, inimesed saab seega tuulikulabade töötlemiselt puhtamate ja vaiksemate tööde peale üle viia. Pildil on katsetatav robot vii meetri pikkuste sektsioonide töötlemiseks valmistumas.
Robotitel pole midagi tolmus ja müras töötamise vastu, inimesed saab seega tuulikulabade töötlemiselt puhtamate ja vaiksemate tööde peale üle viia. Pildil on katsetatav robot vii meetri pikkuste sektsioonide töötlemiseks valmistumas. Foto: Werner Slocum / NREL

Elektrituulikute järgi kasvab vajadus mühinal ja nende kiire tootmine on samuti väga kriitiline. USA energialaboris otsustati välja töötada robotid, mis asuvad tuulikulabasid iseseisvalt tegema - väga kiiresti, kordades nobedamalt kui inimesed muude lihtsamate abivahenditega tolmuses keskkonnas.

Robootika toob revolutsiooni tuuleturbiinide labade tootmises, mis seni oli olnud üsna kallis ja aeganõudev käsitöö. Automatiseerimine parandab ka ohutust ja kulusid, selgus USA Energeetikaministeeriumi Riiklikus Taastuvenergia Laboris (National Renewable Energy Laboratory ehk NREL) tehtud uurimistööst. Teadlased kasutasid roboteid tuuleturbiinide labade tootmiseks, et vähendada inimeste töökoormust ja suurendada toodete ühtlast taset.

Kuigi robotid on tuuleenergia sektoris olnud juba kasutusel näiteks labade värvimisel ja poleerimisel, on laiem automatiseerimine olnud seni vähene. NREL-i teadlased näitasid, et robotid suudavad väga hästi materjali lõigata, lihvida ja liivapaberiga labasid töödelda. Need protsessid on hädavajalikud pärast labade poolte vormimist ja liimimist.

Inimtööjõud peab tööd rabama rasketes tingimustes

Tuuleturbiinide labade järeltöötlemine nõuab, et töötajad seisaksid tellingutel ja kannaksid kaitsekostüüme, sealhulgas hingamisseadmeid. Teadlased märkisid, et automatiseerimine suurendab töötajate ohutust ja heaolu ning aitab tootjatel hoida kvalifitseeritud tööjõudu.

«Selle uuringu eesmärk oli arendada automatiseerimismeetodeid, mida saaks kasutada kodumaiste labade muutmisel konkurentsivõimelisemaks,» ütles teadlane Daniel Laird, «praegu ei toodeta labasid USA-s kõrgete tööjõukulude tõttu. Viimistlusprotsess on väga töömahukas ja sellel on kõrge tööjõu voolavuse määr just töö raskuse tõttu. Automatiseerides kogu viimistlusprotsessi, saaks tuulikulabade tootmine muutuda majanduslikult palju elujõulisemaks.»

Tuuleenergia vajab masstoodangut

Automatiseerimine võib vähendada kulusid, leevendada tööjõupuudust ja parandada töötajate ohutust, kõrvaldades vajaduse ohtlike vormimise järgsete töötluste järele, nagu lõikamine, lihvimine ja liivapaberiga töötlemine. NREL-i andmetel võivad robotid parandada labade ühtlust, kasutades tõhusamaid tööriistu, mis omakorda vähendab tootmiskulusid.

Teadlased väidavad, et see vähendab ka süsinikujalajälge.

Siiski takistavad robotiseerimist väljakutsed suurte labade töötlemise programmeerimisel ja ülitäpsete nägemissüsteemide piirangud, mis vajavad suuri lisa-arvutusi. 

Tuulikulabasid lihvitakse robotite abil masinnägemisega, mis aitab teha võimalikult ühtlase tasemega toodangut, mis käsitööna oleks keerulisem.
Tuulikulabasid lihvitakse robotite abil masinnägemisega, mis aitab teha võimalikult ühtlase tasemega toodangut, mis käsitööna oleks keerulisem. Foto: NREL

«See töö on kriitilise tähtsusega, et suurendada tuulikulabade tootmist tuuleturbiinide turule. Labade tootmise automatiseerimine võib isegi viia rohkemate töökohtadeni USA-s, kuna see parandab labade majanduslikku tasuvust võrreldes imporditud labadega,» ütles NREL-i rahvusliku tuuletehnoloogia keskuse direktor Daniel Laird.

Automaatselt täpsuse saavutamine labadel nõuab pingutust

NREL-i teadlased soovitavad automatiseerida kolm sammu tuulelabade tootmises: esiserva õige kuju lihvimine, liivapaberiga töötlemine labade ettevalmistamiseks, liimimiseks või värvimiseks ja lõikamine, et eemaldada pärast labade kahe poole kokku liimimist üle jäänud osad.

Uuring viidi läbi NREL-i ülikoolilinnakus Komposiitmaterjalide Hariduse ja Tehnoloogia keskuses. Roboti tööala oliviie5 meetri pikkune, kuhu mahtus üks labasegment. Kuigi tuuleturbiinide labad on palju pikemad, peaks robot olema loodud töötama iga suuremate labade segmendiga eraldi, kuna need muidu painduksid ja deformeeruksid oma raskuse all ja siis oleks neid raskem töödelda.

Skaneeringute seeria abil suutsid teadlased täpselt tuvastada labade esiosa ja tagumise osa ainulaadse kuju, mida on vaja sujuvaks õhuvoolu juhtimiseks üle laba ja koostasid selle põhjal kolmemõõtmelise pildi labade ideaalsest asendist.

Seejärel programmeerisid nad roboti täitma erinevaid ülesandeid, mille täpsust ja kiirust hinnati.

Ekspertide sõnul on veel arenguruumi eriti lihvimise osas. Mõnes laba piirkonnas lihvis robot liiga palju, teistes aga mitte piisavalt.

Teadlased rõhutavad, et automatiseeritud süsteem tagaks labade tootmise ühtsuse, mida käsitsitööga ei saavutata. Lisaks võivad robotid kasutada «tugevamaid ja agressiivsemaid materjale», mis ületavad inimeste taluvuse.

Artikkel labade tootmise robotiseerimisest ilmus ajakirjas Wind Energy. Kaasautoriteks olid NREL-i töötajad Casey Nichols, Scott Lambert, Petr Sindler, Derek Berry, David Barnes, Ryan Beach ja David Snowberg.

Tagasi üles