De blijvende relevantie van standaard industriële robots in de moderne productie

Absoluut niet. Industriële robots doen wat ze ontworpen zijn om te doen uitstekend. Hoge snelheid, hoge herhaalbaarheid, zware payloads, en meer. Er zijn veel redenen waarom industriële robots er blijven. Het is waar dat ze gevaarlijk zijn, weshalb ze achter afscherming geplaatst worden om werknemers te beschermen tegen letsel. Maar het is ook belangrijk om te vermelden dat de meeste kleine en middelgrote fabrikanten geen toepassingen hebben die alle mogelijkheden van industriële robots vereisen: grote hoeveelheden van hetzelfde product, hoge snelheid, en zware payloads. Feitelijk, met beperkte beschikbare vloerruimte, kunnen veel kleine en middelgrote fabrikanten waarschijnlijk geen standaard industriële robot onderbrengen. Maar een cobot is meer een uitbreiding van hun menselijke werknemers. Cobots zijn geen vervanging voor standaard industriële robots, maar een opwindende nieuwe subset van industriële robots die augmentatief is en een deur openendt voor de kleine en middelgrote fabrikant.

De duivel zit in de details, maar het wordt makkelijker

Maar standaard industriële robots en cobots zijn slechts een deel van de oplossing. Zie ze alleen als het mechanisme dat iets naar de plaats brengt waar het werk gedaan moet worden. Dat ding dat eigenlijk iets doet en aan het einde van de robotarm bevestigd is, heet een "eind-effector". Een gripper is een voorbeeld van een eind-effector en is het instrument dat de benodigde operatie daadwerkelijk uitvoert. Voorbeelden van andere typen eind-effectoren zijn: automatische schroevendraaiers, automatische boormachines, doserkoppen voor lijm of verf, soldeerkoppen, waterstraalsnijkoppen... enz. Niet zo slecht, toch?

Nou, wat de keuze bemoeilijkt, is dat niet alleen er een aantal fabrikanten van deze eind-effectoren zijn, maar er zijn ook verschillende typen beschikbaar om verschillende gebruiksbehoeftes aan te pakken. Bijvoorbeeld, het is veelvoorkomend om een robot te gebruiken voor een toepassing genaamd "Pick and Place", waar de robot met een gripper-eind-effector iets oppakt van de ene locatie en ergens anders neerzet. Binnen de categorie grippers alleen zijn er al een grote verscheidenheid te kiezen uit: vacuümgrippers, parallelle grippers, en andere varianten. Binnen de categorie parallelle grippers zijn er pneumatische en elektromechanische typen. Er zijn ook opties. Hoeveel "vingers" op de gripper? Vereist de gripper instelbare krachtsensing?

Zonder verder te gaan, ziet u dat er quite a few dingen te overwegen zijn om de juiste keuze te maken. Dat gezegd hebbende, kan ik ontegenzeggelijk zeggen dat het makkelijker is geworden. Nog niet zo lang geleden, ontwierpen en produceerden fabrikanten van automatiseringscomponenten en industriële robots hun producten in een vacuum met slechts minimale bewuste inspanning richting standaardisatie, gemeenschappelijkheid of compatibiliteit. Voor industriële robots bestond er geen gemeenschappelijke programmeertaal, met elke fabrikant die een eigen taal gebruikte. In het niet-verre verleden vereiste het simpelweg monteren van een eind-effector op een robot vaak de fabricage door de gebruiker van een aangepaste montageplaat, en dat is alleen om de eind-effector op de machine te monteren. Communicatie bereiken zodat de robot de eind-effector kon activeren was ook niet heel eenvoudig of makkelijk en vereiste fabrikanten om iemand in te huren om dit te doen. Tegenwoordig zijn de bevestigingen gestandaardiseerd naar een internationale standaard genaamd ISO. Veel fabrikanten van eind-effectoren hebben hun producten ook compatibel gemaakt met de grote robot/cobot-merken, zowel in termen van communicatie/connectiviteit als bediening, en zeer in lijn met de plug-and-play functionaliteit die we van consumentenelektronica gaan verwachten. Daarnaast bieden veel cobot-fabrikanten turnkey-systemen aan met grippers en andere eind-effectoren al geïntegreerd in de robot voor een out-of-the-box oplossing.

Machine Vision

In sommige gevallen is het startpunt en/of het eindpunt van de beweging die geleverd wordt door een industriële robot of een cobot niet elke keer hetzelfde punt. Een voorbeeld kan losse producten zijn die een bandtransportband afkomen die opgepakt en in een doos of dozen geplaatst moeten worden. Als dat het geval is, moet u wellicht machine vision overwegen. Eigenlijk, een versie van machine vision die bijna iedereen heeft gezien en ten minste enige bekendheid mee heeft, zijn de camera's die op kruispunten staan om verkeer te monitoren. Dit is een vorm van machine vision wat in zijn basisdefinitie is een camera-apparaat samen met wiskundige algoritmen die computers (de robot of cobot) in staat stellen om te zien en informatie van de buitenwereld op te nemen. Hoe kan machine vision nuttig zijn voor de kleine en middelgrote fabrikant? Machine vision kan in vier (4) grote toepassingscategorieën worden gebruikt: Begeleiding, Inspectie, Meten, en Identificatie (GIGI).

Begeleiding

Een voorbeeld van het begeleiden van een robot is een naar beneden gerichte camera die kijkt op een bewegende transportband. Zodra een onderdeel in het zichtveld komt, stuurt het machine vision-systeem de positionele data van het onderdeel naar de robot, zodat het onderdeel door de robot opgepakt kan worden. Voorbij zijn de dagen dat het ophaalpunt telkens dezelfde plaats moest zijn of de transportband momentaan moest stoppen. Onderdelen kunnen tijdens de beweging en "on the fly" opgepakt worden!

Inspectie

Machine vision kan gebruikt worden om onderdelen te controleren. Zijn alle schroeven die in uw product moeten zitten aanwezig? Zit een etiket recht of binnen de door de gebruiker ingestelde toleranties? Is het de juiste kleur?

Meten

Machine vision kan gebruikt worden om meerdere afmetingen op een onderdeel in milliseconden te meten.

Identificatie

Machine vision kan een grote verscheidenheid aan codes hebben zoals streepjescodes, QR-codes, enz. Dit kan handig zijn wanneer u veel verschillende producten heeft en u wilt zorgen dat het juiste etiket bij het juiste onderdeel of product gaat. Machine vision kan ook verifiëren wat er geschreven staat (OCV: optische tekenverificatie) of lezen wat er geschreven staat (OCR: Optische Tekenherkenning). Bijvoorbeeld, wordt het etiket dat gelezen wordt weerspiegeld de juiste datum en lotcode?

Omgevingsoverwegingen

Is uw productieomgeving stoffig, of olieachtig? Fijn houtstof of metaalschaafsel? Zijn er brandbare dampen aanwezig? Moet uw robot afgespoeld worden? Heb ik een afdekhoes voor mijn robot nodig omdat ik niet wil dat dingen in het mechanisme van mijn robot komen, of is het omdat ik moet voorkomen dat iets van binnen in mijn robot (vet, olie, deeltjes... enz.) naar buiten komt en mogelijk in mijn product terechtkomt? Is de omgeving hoge hitte of lage temperatuur? Zal het robotsysteem dicht bij een bron van elektromagnetische interferentie/ruis geplaatst worden die de operatie van uw systeem nadelig kan beïnvloeden en storen?

Okay, u heeft mijn aandacht. Wat nu?

Net een paar jaar geleden zou het bijna onhoorbaar zijn voor een kleine of middelgrote fabrikant zonder voorgaande ervaring of technische achtergrond om de taak aan te nemen om het onderzoek te doen, de componenten te kopen, en een in-house geautomatiseerd systeem samen te stellen voor eigen gebruik. De reden waarom sommige mensen overwegen dit zelf te proberen, is de historisch hoge kosten van al deze disparaten componenten laten samenwerken in een functioneel geautomatiseerd systeem. De tovenaar die dit alles werkend maakte, is bekend als de systeemintegrator. Als u aan een ijsberg denkt, is de componentenkost van de apparatuur het deel dat u boven de oceaan ziet. De kosten om alles werkend te maken is het additionele en aanzienlijk grotere deel dat onder het wateroppervlak ligt.

Gevolglijk, wanneer men praat over de kosten van het implementeren van automatisering, gaat het meestal over hardware. De systeemintegratie-inspanning om alles werkend te maken is de veel hogere kostenpost, die, toegevoegd aan de hardwarekosten, projecten vaak buiten bereik brengt van de meeste kleine en middelgrote fabrikanten. Ik gebruik de tovenaar-analogie omdat die fabrikanten die doorgingen vaak niet veel wisten over hoe het systeem werkte, maar het werkte tot het punt dat het niet meer werkte. Eenmaal betrokken, waren fabrikanten zonder interne technische vaardigheden vaak gebonden aan voortgaande relaties met hun systeemintegrators, omdat zelfs het maken van kleine/wijzigingen vaak programmatische wijzigingen in software vereiste.

Gelukkig veranderen die dagen. Het goede nieuws is dat het afhankelijkheidsniveau voor het inroepen van de diensten van een systeemintegrator aanzienlijk is gereduceerd. Waarom? De reden is opnieuw omdat robotbedrijven en vooral de nieuwere cobots nieuwere technologie vertegenwoordigen die ontworpen is met gemak van gebruik in gedachten. Veel kleine en middelgrote fabrikanten komen erachter dat dit iets is wat ze realistisch zelf kunnen aanpakken, vooral als ze de diensten van een systeemintegrator inschakelen voor hun eerste keer.

Als het zo makkelijk is, heb ik een systeemintegrator nodig?

In het algemeen, en gebaseerd op mijn eigen ervaring, denk ik dat het verstandig is om de diensten van een systeemintegrator in te schakelen, primair omdat tijd geld is. In vergelijking met wat het vroeger kostte, is het bedrag aan systeemintegratiediensten veel lager dan vroeger. Wat meer is, een systeemintegrator kan u helpen door de myriade keuzes heen door simpelweg een paar vragen te beantwoorden, vooral bij uw eerste robotimplementatie. Mijn advies is om een systeemintegrator in te schakelen om uw eerste systeem met u samen te stellen en op te zetten, niet voor u. Laat de vis niet aan u toedienen. Leer hoe u visvangt. Blijf betrokken. Kijk, leer, stel vragen. Ik denk dat u zult merken dat u zich op het einde comfortabel voelt om meer verantwoordelijkheid de tweede keer op u te nemen of uw volgende systeem zelf te ontwikkelen.

Helpen betalen voor automatisering: Artikel 179

Wees u ervan bewust dat er belastingaftrek beschikbaar is van de Federale Overheid om de kosten van het aankopen van kapitaalgoederen zoals fabrieksautomatisering en industriële robots te compenseren. Essentieel stelt Artikel 179 van de IRS-belastingcode bedrijven in staat om de volledige aankoopprijs van kwalificerende apparatuur en/of software aangekocht of gefinancierd tijdens het belastingjaar af te trekken. Dat betekent dat als u (least) een stuk kwalificerende apparatuur koopt, u de VOLLEDIGE AANKOOPPRIJS van uw bruto inkomen kunt aftrekken. Het is een prikkel gecreëerd door de Amerikaanse overheid om bedrijven aan te moedigen apparatuur te kopen en in zichzelf te investeren. Neem contact op met uw accountant of CPA voor meer details.

Hoe California Manufacturing Technology Consulting (CMTC) kan helpen?

Voor de meeste kleine en middelgrote bedrijven zonder enige voorgaande ervaring in automatisering, denk ik dat de beste actie is om een professional in te schakelen in plaats van het alleen aan te pakken. Dit zal garanderen dat uw eerste incursie in automatisering een succesvol is en dat welke oplossing u ook instelt, zo snel mogelijk kan beginnen uw bedrijf te laten profiteren.

De zeer volgende vraag wordt snel: "Welke professional is de juiste voor mij en mijn specifieke behoefte?" Hoe kies ik? Wat moeten mijn criteria of basis voor selectie zijn? Waar kan ik terecht voor een onpartijdig advies van een vertrouwde adviseur zonder belangenverstrengeling om richting en specifieke oplossingsaanbieders aan te bevelen van iemand die merkneutraal is en me kan helpen mijn lokale opties te begrijpen? Er is geen, zal ik zeggen, Craigslist per se in het leven voor automatisering. Maar CMTC heeft de mogelijkheid om raad te geven en u duidelijke opties te bieden om een geïnformeerde zakelijke beslissing te baseren en te nemen. Laten we u de mogelijkheden tonen en uw opties duidelijk maken.