Robots of cobots?

Robots of cobots: wat is het beste voor jouw productie-automatisering?

Overwegingen die fabrikanten moeten maken voordat ze in robots of cobots investeren zijn divers. De huidige fabrieksmanagers worden geconfronteerd met een gebrek aan automatiseringstechnologieën, maar het is niet altijd duidelijk wat het beste werkt. Er is zelden of nooit een one-size-fits-all aanpak in de productie-automatisering.

Als het voor fabrikanten niet al duidelijk was dat de adoptie van robots toeneemt, laten de cijfers weinig twijfel bestaan. De International Federation of Robotics voorspelt dat dit jaar wereldwijd meer dan 1,7 miljoen nieuwe industriële robots worden geïnstalleerd in fabrieken.

Industriële robots worden al lange tijd gebruikt om menselijke werknemers te vervangen bij het uitvoeren van gevaarlijke, vieze of repetitieve taken. Deze robots zijn vaak grote en volumineuze kooimachines die gebruikt worden voor het zware werk in toepassingen als verpakken en het opstapelen van pallets.

Collaboratieve robots, ook wel cobots genoemd, zijn ontworpen om veilig samen te werken met mensen in een gedeelde werkruimte. Deze robots kunnen met hun grotere flexibiliteit en behendigheid meer delicate taken uitvoeren dan conventionele robots kunnen, zoals het polijsten van kwetsbare materialen in het productieproces.

Cobots

Cobots werden gebouwd om kleiner, lichter en veiliger te zijn dan conventionele industriële robots. De vraag naar deze technologie neemt toe en de wereldwijde cobotmarkt zal naar verwachting in 2025 een bedrag van 9 miljard dollar bereiken.

Vanwege hun flexibiliteit en relatieve gebruiksgemak in vergelijking met volautomatische robotsystemen worden cobots over het algemeen beschouwd als een betaalbare en aantrekkelijke keuze voor kleine en middelgrote bedrijven. Deze fabrikanten kunnen profiteren van de traditionele waardepropositie van robots maar tegen een veel lagere kostprijs. Deze cobots kunnen namelijk repetitieve of onveilige taken uitvoeren, waardoor menselijke werknemers vrij spel hebben om waarde toe te voegen.

Voordat er in cobots wordt geïnvesteerd, is het belangrijk dat fabrikanten een volledige en grondige risico-evaluatie uitvoeren. Risicobeoordelingen kunnen vragen om extra veiligheidsvoorzieningen, lagere werksnelheden of zelfs meerdere stops voor cobots. Daarbij zijn deze extra overwegingen niet gratis waarmee de integratiekosten ook oplopen.

Volgens het Global Robotics Report 2018 van TM Robotics denkt 79% van de automatiseringsdistributeurs dat hun klanten de veiligheidsvereisten voor de installatie van cobots niet volledig begrijpen. Het is dan ook veelal onwaarschijnlijk dat ze deze extra veiligheidsvoorzieningen zullen budgetteren.

Robotveiligheid

De ISO 10218-richtlijnen bestaan om de veiligheidseisen voor geïndustrialiseerde robots vast te leggen. Voor cobots, die een verhoogd aantal interacties tussen mens en robot vereisen, volstaan deze richtlijnen echter niet.

De ISO/TS 15066-richtlijnen, die voor het eerst werden geïntroduceerd in 2016, vormen een aanvulling op de ISO 10218-vereisten en zorgen ervoor dat alle machines die geclassificeerd zijn als collaboratief, voldoen aan specifieke veiligheidseisen. Dit geldt ook voor alle gereedschappen die aan de robotarm zijn aangepast om taken uit te voeren en voor alle objecten die door de robot worden gehanteerd. ISO/TS 15066 schetst voor het eerst de maximaal toegestane vermogens- en snelheidslimieten voor cobots. Het geeft ook meer duidelijkheid over wat er nodig is bij het uitvoeren van risicobeoordelingen voor cobots toepassingen.

Bij de risico-evaluatie moet rekening worden gehouden met de volledige gezamenlijke werkruimte en wordt gekeken naar de manier waarop de operator met de robot zal samenwerken. Fabrikanten moeten de tijd nemen om ervoor te zorgen dat ze alle te verwachten contactsituaties tussen de operator en de cobot goed inschatten voor elke taak die de robot naar verwachting zal uitvoeren.

Ingenieurs moeten elke taak die de robot zal uitvoeren zorgvuldig en tot in detail beoordelen – een te simplistische beoordeling zal niet accuraat weergeven hoe veilig de robot zal zijn. Hier moeten fabrikanten het veiligheidsconcept van ALARA (zo laag als redelijkerwijs mogelijk is) in overweging nemen. Fabrikanten moeten rekening houden met alle mogelijke risico’s die zich in een robottoepassing kunnen voordoen, en niet slechts met één of twee ervan.

Industriële robots

Fabrikanten moeten ook rekening houden met de productiesnelheid en het productievolume die ze willen bereiken bij de keuze tussen cobots en traditionele industriële robots. Om efficiënt te kunnen werken, moet een assemblagelijn die zowel uit mensen als uit cobots bestaat, op de snelheid van de menselijke operators draaien om knelpunten op de productielijn te voorkomen.

Fabrikanten in sectoren als het bottelen of verpakken, die een veel hogere productiesnelheid of -volume nodig hebben, kunnen profiteren van de aanschaf van conventionele robots. Minder menselijke operators betekent dat er minder kans is om het systeem te vertragen en de productie zal toenemen. Meerdere industriële robots kunnen worden geïntegreerd voor een volledig geautomatiseerde productielijn.

Industriële robots worden automatisch bestuurd en zijn programmeerbaar in drie of meer assen en ze kunnen een zeer breed scala aan processen onbeheerd automatiseren. Cruciaal is dat het programmeren van deze machines eenvoudig is, zodat operators geen geavanceerde programmeervaardigheden nodig hebben om ze te gebruiken. Deze robots kunnen gebruik maken van AI-software en machinelearning om processen op te pakken en te verbeteren – ze kunnen hun programma’s zelf coderen.

Het upgraden van een fabriek om gebruik te maken van cobots naast bestaande legacy-apparatuur en het menselijk personeel is voor veel bedrijven een aantrekkelijk voorstel, maar het is een voorstel dat selectieve investeringen en zorgvuldig verouderingsbeheer vereist.

De wijdverspreide groei van de cobotmarkt illustreert het feit dat cobots een ideale eerste stap zijn in de richting van geautomatiseerde productieprocessen. De initiële investering is laag in toepassingen die geen bewaking vereisen. Voor grote, complexe productieopstellingen kunnen industriële robots echter nog steeds betere schaalvoordelen bieden.

Bron: Processing Magazine

Lees ook:
Robots en AI: veel misvattingen
automatica vakbeurs – visie van autonome productie