Door: Redactie - 16 maart 2021 |
Bin picking met behulp van robotica wordt door velen aangeprezen als het antwoord op de automatisering van diverse procestoepassingen. Toch wordt in vele industriële sectoren deze technologie nog niet ten volste benut.
De markt biedt voldoende oplossingen, maar de aanschaf wordt vooral nog behoorlijk belemmerd door de complexiteit en de kosten voor het merendeel van de systemen. Het zal u wellicht niet verrassen dat de vereiste inspanning voor integratie en programmering ervoor zorgt dat bin picking installaties in de praktijk voornamelijk te vinden zijn bij grote, geavanceerde Original Equipment Manufacturers (OEM’s) zoals automobielfabrikanten. Gebruik bij mkb-sector komt veel minder voor, terwijl dat, vanwege het veelvuldig gebruik van bakken (bins) en verwerkingsapparatuur, juist de plek is met de grootste draagwijdte voor geautomatiseerd bin picking.
Verwerkingsapparatuur met een consistent aanbod van componenten is voor elke organisatie met een continue activiteit aan verwerkingsprocessen een oplossing. Het is niet altijd mogelijk om te vertrouwen op menselijke werklieden: het werk is saai, repetitief en ondankbaar en dat maakt dat zelfs in tijden en gebieden met een hoge werkloosheid, het moeilijk is om welwillende mensen hiervoor te vinden. Daarbij komt dat het voorover buigen in de bakken om onderdelen te pakken, een fysieke aanslag op het menselijk lichaam is die ervoor kan zorgen dat zowel bij werknemers als werkgevers veiligheids- en gezondheidsproblemen ontstaan. Bovendien kunnen werknemers moe of afgeleid raken dat kan leiden tot inconsistente plaatsing van onderdelen met bijkomende problemen, of zelfs tot ongeplande productiestops.
In theorie is het voor een mens tamelijk eenvoudig om een voorwerp uit een bak te pakken en het op de juiste plaats en in de goede richting te zetten, meestal op een lopende band. Robots worden echter voor talloze uitdagingen gesteld bij het selecteren van objecten in willekeurige posities, op elkaar gestapeld en overlappend, om deze vervolgens op de juiste plaats en in de goede richting te zetten.
De robot moet in staat zijn om in een oneindig aantal standen onderdelen te verzamelen, tot in de diepste gedeelten van de bak. Tegelijkertijd moet de robot botsingen vermijden met de bak, andere onderdelen en de werkcel zelf. Dit is een grote uitdaging voor de visie van de robot in kwesties als occlusie -waarbij door opeenstapeling sommige objecten geheel of gedeeltelijk onzichtbaar zijn- en belichting -waarbij objecten elkaar overschaduwen en voor de camera verborgen blijven. Een ander probleem is de randdetectie. Bij voorwerpen van dezelfde kleur en met hetzelfde materiaal is het soms onduidelijk waar het ene voorwerp begint en het andere eindigt. Daardoor wordt het moeilijk om de omtrek van elk afzonderlijk voorwerp te detecteren. Al deze problemen doen zich zowel voor bij 2D- als 3D-robotvisie, maar met name bij de 2D-visie, omdat deze het bijna onmogelijk maakt om afzonderlijke objecten te detecteren.
Doorgaans vereisen deze toepassingen complexe detectiesystemen, gedetailleerde modellen van het onderdeel, de bak, de eindeffector, plaatsingsdoelen en eventuele obstakels, tezamen met real-time algoritmen voor botsingsvrije padplanning. Kortom, dit resulteert in een duur en tijdrovend project van systeemintegratie waarvoor ook een gedetailleerde programmeerkennis is vereist. Afhankelijk van de toepassing en de locatie kunnen ook vaste camera’s en extra belichting nodig zijn.
Een robotica-expert moet de sensor, computer, software en robotbesturing integreren en vervolgens zo programmeren dat van elk onderdeel de locatie wordt opgehaald en bepaald hoe deze naar het plaatsingsdoel wordt gebracht. Het plannen van een uniek, botsingsvrij pad voor elk onderdeel in de bak naar het plaatsingsdoel is de lastigste uitdaging en is de belangrijkste factor die de betrouwbaarheid van het systeem bepaald. Wanneer dit onzorgvuldig gebeurt, resulteert het in botsingen, gemiste doelen en onderdelen die in de bak achterblijven of vallen.
Al deze belemmeringen zijn nu echter aanzienlijk verminderd. De vorderingen in kosteneffectieve collaboratieve robots (cobots), 3D-beeldvorming en intelligente software voor bewegingsbesturing heeft geleid tot een nieuwe generatie oplossingen voor bin picking die de huidige toepassingen van machinebelading beter hanteren. Hierdoor kunnen fabrikanten hun beperkte middelen inzetten voor hoogwaardigere taken.
Deze nieuwe technologie, waarbij slechts een eenvoudige robotcamera is vereist, is geschikt voor elke toepassing met kwetsbare voorwerpen waarvoor niet telkens eenzelfde manier van vastpakken nodig is. Het functioneert door middel van de vereenvoudiging van de detectiestap: in plaats van de opeengestapelde voorwerpen trachten te detecteren, verplaatst het systeem ze naar een locatie waar zij gemakkelijker waargenomen kunnen worden met een standaard 2D-vision sensor.
De robotarm grijpt eenvoudigweg een aantal voorwerpen, zonder dat het nodig is de voorwerpen voor deze taak te detecteren, aangezien de arm gewoon in de container kan grijpen en vervolgens de voorwerpen op een vlak oppervlak kan plaatsen. Daarna detecteert de robot-vision sensor de individuele voorwerpen op het oppervlak en pakt ze afzonderlijk op. Hierdoor worden dure scan- en detectiesystemen en programmeringsalgoritmen overbodig en komt bin picking binnen de financiële mogelijkheden van de mkb-bedrijven te liggen.
Recente ontwikkelingen bij toonaangevende spelers in de sector voor cobotapplicaties hebben ertoe geleid dat vereenvoudigde robot-systemen snel op locatie kunnen worden opgesteld en het verzamelen, behandelen en plaatsen van vlakke en cilindrische onderdelen mogelijk maken. Robot-bin picking komt hierdoor binnen het financiële bereik van een veel breder scala aan bedrijven.
De vraag is dus niet langer “Kan ik bin picking inzetten?”, maar “Is dit het juiste moment om bin picking in te zetten?”. Hier zijn 10 vragen die u helpen bij de beslissing of robot bin picking iets voor u is:
1. Waarom zou ik robot-bin picking overwegen?
Ten eerste, waarom denkt u dat bin picking voor u een goede optie zou zijn? Wat brengt u tot deze gedachte? Ook al zijn er nu allerlei bin picking oplossingen mogelijk, u moet er alleen voor kiezen als het voor uw huidige problemen de beste oplossing is.
2. Voor welke zakelijke doeleinden is bin picking geschikt?
Controleer of bin picking strookt met uw bedrijfsdoelstellingen. Wilt u bijvoorbeeld de doorvoercapaciteit verhogen om uw productie op te voeren, dan kan bin picking een goede oplossing zijn. Ligt uw prioriteit echter bij het optimaliseren van de productkwaliteit, dan heeft bin picking hierop juist een beperkte invloed.
3. Voor welke van mijn toepassingen zou ik bin picking kunnen gebruiken?
Alvorens u een beslissing neemt over welke toepassing u het eerst gaat inzetten, dient u alle mogelijke geschikte toepassingen voor bin-picking in het productieproces in kaart te brengen. Mogelijk ontdekt u meerdere toepassingen. Het is goed om eraan te denken dat u bij de eerste implementatie van robottechnologie een toepassing kiest die relatief gemakkelijk te integreren is en die u snel een goed rendement oplevert.
Het is ook belangrijk om te weten dat er altijd toepassingen zullen zijn die gewoon te complex zijn voor automatisering en waarvoor in de nabije toekomst menselijke handelingen nodig blijven. Bin picking is geen universele oplossing voor alle procesproblemen.
4. Zal er sprake zijn van een redelijke Return of Investment (ROI)?
Bij elke robotaankoop is het van cruciaal belang om kennis te hebben over de terugverdientijd. U kunt het beste vroeg informeren om duidelijkheid te verkrijgen over de financiële implicaties voor uw bedrijf.
5. Welke robots ondersteunen bin picking uit een bak?
Hoewel bin picking de laatste tijd aanzienlijk eenvoudiger is in te zetten, kan het voor sommige robotmerken nog steeds een complexe toepassing betekenen.
6. Wat is het beste moment om uw bin picking robot in te zetten?
Vraag u af of dit het beste moment is om een bin picking robot in te zetten. Is dit niet het geval, kies dan een beter moment.
7. Is bin picking absoluut noodzakelijk voor uw toepassing?
Aangezien bin picking nu veel gemakkelijker te gebruiken is dan vroeger, kunnen sommige mensen plaatsing overwegen op plekken waar dat niet absoluut noodzakelijk is. De meeste robottoepassingen kunnen op meerdere manieren worden geleverd, dus als er een gemakkelijkere manier is om hetzelfde resultaat te bereiken, dient u die serieus in overweging te nemen.
8. Wie is er in uw team geschikt om een bin picking-robot te bedienen?
Doordat robots gemakkelijker zijn geworden in het gebruik, is het mogelijk dat meerdere teamleden, die voorheen niet over de juiste vaardigheden beschikten, nu de robot kunnen bedienen. Ditzelfde geldt nu ook voor
bin picking. Bepaal welke van uw teamleden verantwoordelijk zijn voor de bediening van de robot.
9. Beschikt u over een ondersteunend netwerk voor de implementatie van de robot?
Het is altijd gemakkelijk als u kunt rekenen op een ondersteunend netwerk van partners of collega’s met ervaring in de robottechnologie.
10. Wat is de beste manier om te beginnen?
Heeft u eenmaal besloten dat robot-bin picking in uw situatie de juiste oplossing is, dan wilt u er vanzelfsprekend zo snel mogelijk mee aan de slag. Bespreek uw behoeften met een onafhankelijk deskundige op het gebied van roboticatoepassingen.
Voor meer informatie, bezoek de Robotiq website
Nicolas Lauzier, Robotiq
Auteur: Nicolas Lauzier, Ph.D., senior productmanager, Robotiq.
Nicolas Lauzier werkt al meer dan een tien jaar met collaboratieve robots. Tijdens zijn doctoraat in de robotica werkte hij aan zwevende robots bevestigd aan een rails die met mensen samenwerkten. Sinds zijn indiensttreding bij Robotiq in 2011, is hij betrokken bij verschillende ontwikkelingsprojecten voor software. Hij is nu verantwoordelijk voor de bouw van hoogwaardige producten die uitdagende kwesties van fabrikanten over de hele wereld oplossen.
Lees ook:
Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
