Grijpersystemen
03:25
17-12-2018

Trends in grijpersystemen

De fabriek van de toekomst herbergt een autonoom en sterk geconnecteerd en gedigitaliseerd productiesysteem. Mensen en machines zullen er op een nieuwe, nauwere manier samenwerken. De sleutelwoorden die dicteren hoe er precies geproduceerd zal worden zijn flexibiliteit en intelligentie. Dat is de enige methode om op een rendabele manier maatwerk af te leveren met gepersonaliseerde producten, maar dan tegen de kostprijs van massaproductie. Dat vraagt niet alleen om nieuwe machines, maar evenzeer om nieuwe componenten, als men in deze missie wil slagen. Dit artikel identificeert daarom acht trends binnen het domein van grijpsystemen die de productie van morgen zullen vormgeven.

De eerste trend voor grijpersystemen heeft te maken met meer modulering en flexibiliteit. Grijpers zullen geen one-trick-pony mogen zijn. Neen, ze moeten zich makkelijk kunnen aanpassen aan meerdere producten en aan meerdere machines om een flexibelere automatisatie te kunnen realiseren. Productiemodules moeten met andere worden kunnen worden uitgewisseld, gecombineerd en aangevuld. Om dit te realiseren is er nood aan gestandaardiseerde interfaces en besturingsinfrastructuren die met gelijk welke module overweg kunnen. Bovendien moeten de gebruikte componenten en instrumenten duidelijk identificeerbaar en met elkaar te connecteren zijn.

Grijpersystemen
Met collaboratieve robots is er bijvoorbeeld een alternatief beschikbaar om de ergonomisch belastende taken toch door een robot te laten uitvoeren en de zaken die meer creativiteit vereisen aan de operatoren te laten.

Alles geconnecteerd
Grijpers moeten een integraal deel gaan uitmaken van de machine, de productieomgeving en alle daaraan gekoppelde gegevens in bijvoorbeeld ecosystemen in de cloud. Digitalisering zal ook hier zijn intrede doen. Hoe beter een grijper is ingebed in zijn wijde omgeving, hoe meer informatie hij er kan uithalen om zijn taken tot in de puntjes uit te voeren. De integratie met in-line meetsystemen zal het zo mogelijk maken om een gesloten kwaliteitscontrole te realiseren en dus een directe bewaking van het productieproces in de productiecyclus.

Meer sensoriek
Sensoren zijn de technische zintuigen van een machine of een proces en zullen in de toekomst ook intelligente grijpers beter laten ‘voelen’. Ze maken het immers mogelijk om data te verzamelen. Heel veel data. Die na uitgebreide analyse terug kan komen naar de grijper en zijn proces voor verdere optimalisering. Zo kunnen sensoren machinegebeurtenissen en -meetgegevens registreren, die op hun beurt gebruikt worden voor systeem- en procesbesturing en zelfs voor diagnose van het grijpsysteem. Sensoren hebben niet alleen een meerwaarde om trendanalyses te maken en op basis daarvan processen bij te sturen. Ze kunnen ook in real-time van toegevoegde waarde zijn. Door meerdere sensoren en hun meetwaarden parallel te gebruiken, zal u grijpprocessen kunnen monitoren en hun huidige status en toegankelijkheid evalueren.

Edge computing
Door de interconnectiviteit en digitalisering die hierboven aan bod kwamen nemen de datavolumes enorm toe. Als de PLC al zijn rekenkracht in de strijd moet gooien om deze gegevens te verwerken, zal dit ten koste van de machineprocessen gaan. Een nieuwe technologie doet daarom zijn intrede: edge computing. Edge computing is in feite een alternatieve strategie waarbij de veldapparaten meer intelligentie aan boord krijgen om zelf gegevens te verwerken. Men gaat dus data zo dicht mogelijk bij de bron gaan verwerken om de server en de verbindingen vrij te houden voor andere signalen. Op die manier wil men storingen en hoge latentietijden gaan voorkomen. De meest tijdkritische gegevens zullen dan door het grijpersysteem zelf verwerkt worden. Door steeds meer intelligentie naar het grijperniveau te verschuiven, kan extra functionele integratie plaatsvinden.

Grijpersystemen
Grijpers met DGUV-certificering stellen mensen en assistent-robots in staat veilig en zonder veiligheidshek samen te werken.

Digitale spiegelbeelden
De wereld wordt digitaal. Ook van grijpers en grijpsystemen zal dus een exacte digitale kopie gemaakt worden. Deze virtuele grijper-systeemassemblages en -componenten stemmen precies overeen met hun modellen in de echte wereld inzake interfaces, fysiek gedrag en parametrisering in de controleomgeving. Wie over deze modellen beschikt kan in de ontwerpfase evalueren en controleren of alle componenten wel degelijk op hun plaats zijn en of er geen problemen ontstaan. Men hoeft men andere woorden geen euro uit te geven om de maakbaarheid van producten te testen. In een latere fase kunnen deze digitale spiegelbeelden in combinatie met de verzamelde procesgegevens ook dienen om te kijken waar men het productieproces nog verder kan optimaliseren.

Interactie tussen mens en machine
Niet elk proces is gebaat met volledig geautomatiseerde productie- of assemblagelijnen voorzien van alle toeters en bellen. 

De rendabiliteit vraagt soms om andere oplossingen. Met collaboratieve robots is er bijvoorbeeld een alternatief beschikbaar om de ergonomisch belastende taken toch door een robot te laten uitvoeren en de zaken die meer creativiteit vereisen aan de operatoren te laten. Dat hoeft daarom niet voor een volledig proces zijn, het kan ook zinvol zijn om deelprocessen af te splitsen en te verdelen tussen mensen en robots. Wel vereist dat uiteraard extra aandacht voor de veiligheid. Robots en onderdelen die in contact komen met een operator in een gemeenschappelijke werkplaats moeten aan zeer hoge veiligheids -en beveiligingseisen voldoen. Grijpers met DGUV-certificering stellen mensen en assistent-robots in staat veilig en zonder veiligheidshek samen te werken.

Grijpersystemen
Deze virtuele grijpersysteemassemblages en -componenten stemmen precies overeen met hun modellen in de echte wereld inzake interfaces, fysiek gedrag en parametrisering in de controleomgeving.

Schaalvergroting door clouds
De intelligente fabriek vereist veilige en schaalbare cloudoplossingen voor intelligent grijpen en klemmen. De hoeveelheid gegevens die sensoren in de fabriek zullen verzamelen, is zoals hierboven vermeld enorm. De cloud is de ideale plaats om bestaande data op te slaan en te analyseren om zodoende processen efficiënter te kunnen maken. De fabriek zal dus een uitbreiding krijgen in de de virtuele wereld. Die schaalvergroting tussen in-fabriek en openbare clouds moet op elk moment mogelijk zijn.

Artificiële intelligentie
In toekomst zal artificiële intelligentie gebruikt worden om taken te automatiseren van de volledige kinematische keten. De robot en de grijper zullen daar niet aan ontsnappen. Voor hen zal het in de eerste plaats betekenen dat ze kunnen functioneren zonder dat ze voor iedere stap geprogrammeerd moeten worden. Dat zal in een productie die vraagt om flexibiliteit dus een doorslaggevende factor zijn om snel te kunnen wisselen tussen producten en processen. De componenten van moderne grijpsystemen vandaag moeten daarom reeds voorbereid zijn op het gebruik van AI-technologieën.    

Tekst Valérie Couplez  |  Beeld Festo en Schunk

Industrial Automation partners

Nsd tupHPalletstoppers