Cobots volgroeid als industriële oplossingen

“Collaborative robots zijn industriële robots die gemakkelijker in te zetten zijn en meer mogelijkheden hebben op het vlak van safety.” Die definitie gaf Roberta Nelson Shea van Universal Robots vorige week op het driedaags online WeAreCobots event. De uitspraak illustreert de rol die cobots vandaag opeisen als volwaardige industriële robots.

Roberta Nelson Shea is Global Technical Compliance Officer bij Universal Robots en ze gaf op het event een lezing over de safety aspecten van applicaties met collaborative robots. En in die manier van formuleren zit meteen ook de kern van de boodschap: wat safety betreft moet men niet kijken naar de robot op zich maar naar de volledige applicatie. Officieel bestaat de term cobot zelfs niet, voegde ze er aan toe. Wel is het zo dat cobots een hele reeks eigenschappen en functies hebben die het eenvoudiger maken om een veilige applicatie te realiseren.

Over de problematiek rond cobots en safety hebben we op Productivity.be geschreven in Risicoanalyse cobots volgens TS 15066. De lezing op WeAreCobots is ook nog steeds online te raadplegen en geeft een goed overzicht van de normen die van toepassing zijn en wat ze betekenen voor applicaties met collaborative robots.

In dit artikel willen we echter focussen op een ander element uit de definitie in de inleiding, en dat is het feit dat collaborative robots er resoluut gepositioneerd worden als een categorie van industriële robots. Het is misschien een detail, maar het trok onze aandacht omdat cobots de afgelopen jaren meestal gepositioneerd werden als een alternatief voor industriële robots voor specifieke toepassingen. Vandaag is dat niet langer het geval en worden ze naar voor geschoven als volwaardige industriële oplossingen.

UR+ ecosysteem

Op het WeAreCobots event werden heel wat industriële toepassingen getoond waar de cobots vandaag al ingezet worden. Universal Robots kan ook mooie referenties voorleggen van gerenommeerde fabrikanten die de machines in hun productie gebruiken.

Een voorbeeld van zo een applicatie is palletisering. Met een payload van 10 kg en een reikwijdte van 1300 mm is de UR10 perfect in staat om dozen op paletten te stapelen. Door de robot op een liftje te plaatsen kan dat stapelen zelfs hoger gebeuren dan de reikwijdte van de robot. Er bestaan ook speciale karren met daarop een cobot en ruimte voor een palet zodat het geheel heel snel aan het eind van een productielijn geïnstalleerd kan worden.

Dat soort periferie is heel belangrijk omdat het cruciale elementen zijn om van een cobot een industriële applicatie te maken. Daarom had Universal Robots in 2016 al het UR+ ecosysteem opgezet. Gecertificeerde derde partijen kunnen daarin allerlei producten zoals grijpers en andere tools aanbieden die compatibel zijn met de cobots. Wie zijn cobot voor palletisering dus op een liftje wil plaatsen, kan zo een apparaat vinden in het UR+ gamma en er meteen ook van verzekerd zijn dat het makkelijk te monteren zal zijn en, belangrijker nog, dat de lift en de robot met elkaar kunnen communiceren zodat de lift vanuit de robotsturing bediend kan worden.

Application Kits

Eerder dit jaar werd het UR+ ecosysteem bovendien uitgebreid met UR+ Application Kits die nog een stap verder gaan. De kits slaan op specifieke applicaties, ontwikkeld door derde partijen, waarin niet alleen de componenten voor de periferie maar ook de software aangeboden wordt. In de groei van cobots naar volwaardige industriële oplossingen is dat een enorme stap voorwaarts.

Het punt is namelijk dat cobots zich van in het begin geprofileerd hebben op de eenvoudige manier van programmatie. In plaats van een programma te schrijven met opeenvolgende codes voor de verschillende bewegingen volstond het dat een operator de cobot in opeenvolgende posities zou plaatsen om die als waypoints te registreren.

Dat is op zich inderdaad eenvoudig, maar voor veel industriële toepassingen tegelijk ook wat knullig. Als we bij onze applicatie van palletisering blijven, bijvoorbeeld, gaat het uiteindelijk om een vrij mathematisch vraagstuk dat opgelost moet worden om de dozen netjes naast elkaar op een palet te plaatsen. Het zou dan ook vrij onzinnig zijn, als een operator wat onnauwkeurig geweest is bij het bepalen van de waypoints, dat de robot die slordigheid ten eeuwigen dage zou blijven herhalen, in plaats van even de tijd te nemen om precies te programmeren waar de dozen moeten komen.

Om hieraan tegemoet te komen wordt nu een application builder aangeboden waarbij men voor palletisering bijvoorbeeld een paletpatroon kan kiezen zodat de robot zelf precies kan bepalen waar de dozen moeten komen. In de UR+ Application Kits kunnen derde partijen verder bouwen op die application builder zodat specifieke aspecten van de periferie mee geïntegreerd worden.

Tegelijk dient opgemerkt dat ook aanbieders van klassieke industriële robots volop de kaart getrokken hebben van dat soort application builders. Het is allicht een van de redenen waarom hier en daar al voorspeld wordt dat het onderscheid tussen cobots en klassieke robots geleidelijk aan zal verdwijnen.

Cobot helpt operator

Een UR+ Application Kit die op het online event gedemonstreerd werd, was voor het lassen van metalen onderdelen. Het is een mooi voorbeeld van een toepassing waar iets meer precisie gewenst is dan wat een operator zou realiseren door de robotarm manueel in verschillende waypoints te plaatsen.

Dat programmeren van posities door de robotarm manueel te bewegen is een functie die in de UR-wereld Freedrive genoemd wordt. Voor het programmeren van een lasnaad wordt de meer geavanceerde functie Lindrive gebruikt. Dat houdt in dat de operator er bijvoorbeeld voor kiest dat de robot langs de X-as moet bewegen. In dat geval zal de robot, wanneer de operator het volgende punt opgeeft, er zelf voor zorgen dat Y en Z constant gehouden worden. Op een analoge manier zorgt de Rotdrive functie ervoor dat de operator de oriëntatie van de toorts kan wijzigen terwijl het uiteinde van de elektrode op een vaste positie in de ruimte gehouden wordt. Dit alles moet de operator helpen om het pad voor het lassen zeer precies te definiëren.

De belangrijkste elementen van de Application Kit zitten echter in de communicatie tussen de robot en de lasbron. Die laatste kwam in deze demonstratie van Frönius, met communicatie over Profinet. Door deze terugkoppeling kan de robot in de gaten houden dat de lasboog tijdens het MIG lassen stabiel blijft. Als dat niet langer het geval is, stopt de robot. In dat opzicht is de toepassing een stuk minder geavanceerd dan wat vandaag in geautomatiseerd lassen gebruikelijk is, namelijk dat de sturing zelf een aantal aanpassingen kan doen om de lasboog stabiel te houden. In de wereld van de cobots is het uitgangspunt echter dat de robot de operator helpt en op zijn beurt ook weer de hulp van de operator inroept als dat niet lijkt te lukken.

En zo blijft de cobot toch ook weer in zijn eigen categorie, met een verwachtingspatroon dat heel anders is dan dat van industriële robots.

© Productivity.be, 22/06/2020