Nieuwe manieren om te automatiseren met robotica in 2022

Nu 2021 ten einde loopt, blijven de snel veranderende technologie, de eisen van de consument en de concurrentiedruk de implementatie van creatieve operationele strategieën inspireren. Als gevolg hiervan worden meer betaalbare maar zeer flexibele robots geïmplementeerd op productievloeren om effectief om te gaan met uitdagingen in de toeleveringsketen, tekorten aan geschoolde arbeidskrachten, een ongekende pandemie en algemene marktschommelingen. Met dit in het achterhoofd volgen hier enkele trends en innovaties waarmee slimme fabrikanten rekening kunnen houden bij het plannen van een succesvol 2022 en daarna.

Adoptie voor kleine winkels

Het vermogen om tegen minimale kosten hoogwaardige producten te produceren, is een must om concurrerend te blijven in het huidige industriële landschap. Naarmate de automatiseringskosten dalen en het gebruiksgemak toeneemt, blijft dit een gestaag aantal kleine tot middelgrote fabrikanten ertoe aanzetten om robots op hun werkvloer te integreren. Robotbeschikbaarheid wordt nu gezien als een troef en stelt potentiële klanten gerust dat aan de verwachtingen voor tijdige levering en productkwaliteit kan worden voldaan.

Gebruiksvriendelijke collaboratieve robots (cobots) met nauwkeurig handgestuurd onderwijs voor snelle implementatie of herimplementatie op aanvraag zijn zeer aantrekkelijk en vullen de leemte op voor high-mix, low-volume productie. Ideaal voor booglassen, plasmasnijden, machinebelading, lichte assemblage en palletiseren, cobots die met of in de nabijheid van mensen kunnen werken, pakken een handvol problemen aan, zoals de beschikbaarheid van werknemers, de veiligheid van werknemers, operationele efficiëntie en productkwaliteit.

Robots, zoals de 6-assige HC10XP collaboratieve robot met ingebouwde veiligheidsgecertificeerde Power and Force Limiting (PFL), kunnen eenvoudig handmatig lassen aanvullen of in een fabrieksinstelling worden opgerold tot grote, zware werkstukken. Dit zorgt niet alleen voor de lascapaciteit die nodig is voor kleinere werkzaamheden, maar maximaliseert ook het vloeroppervlak in krappe omgevingen. Ook bedreven in het besparen van waardevolle vloerruimte zijn cobots met een hoger laadvermogen, zoals de HC20XP met een laadvermogen van 20 kg. Met een stijgbuis van de juiste maat is deze IP67-gecertificeerde cobot in staat om een ​​pallet van 40 x 48 inch (tot 80 inch hoog) te laden of te lossen zonder lift, wat een grotere veelzijdigheid biedt voor een beter rendement op de investering.

“Compacte werkcellen, zoals de ArcWorld ^® 50- en LC-series worden ook gebruikt om de productie op te schalen voor het lassen van kleine tot middelgrote werkstukken in werkplaatsen”, zegt Josh Leath, Sr. Product Manager bij Yaskawa Motoman. "Verkrijgbaar in een enkel of dubbel werkstation, ruimtebesparende lasoplossingen zoals deze maken een snelle en gemakkelijke installatie of verplaatsing mogelijk met behoud van een zeer snelle terugverdientijd."

Offline robotprogrammering

Demografische gegevens van het personeelsbestand en marktfactoren blijven de manier veranderen waarop fabrikanten robotintegratie en -programmering benaderen, zozeer zelfs dat het een revolutie op het gebied van gebruiksgemak heeft gelanceerd. Intuïtieve programmeeropties – waaronder offline programmeren (OLP) – zijn een must om een ​​hoge uptime mogelijk te maken, met name voor bewerkingen die het zich niet kunnen veroorloven de productie te onderbreken terwijl een robotprogramma punt voor punt wordt geschreven vanaf een programmeerapparaat.

Met behulp van een 3D-weergave van een robotwerkcel die visueel een robot laat zien die langs een geprogrammeerd pad beweegt, biedt OLP zowel ervaren als beginnende programmeurs de mogelijkheid om een ​​robotprogramma of -taak te ontwerpen, testen en aanpassen vanaf een pc-gebaseerde virtuele machine. omgeving. Yaskawa's MotoSim ^® biedt handige functies zoals botsingsdetectie, 3D-pdf's, tracking van lopende banden, nokkenpad en meer is gebruiksvriendelijke, kosteneffectieve software die ideaal is voor het programmeren en bereiken van studies. Andere opties van derden bieden robuuste functionaliteit, waardoor taakexperts robots snel en gemakkelijk kunnen programmeren. Robotmaster ^® , OCTOPUZ ^® en Delfoi bieden uitgebreide softwareoplossingen voor uiteenlopende toepassingen, waaronder complexe programmering voor gerobotiseerde lassystemen. Wat dat laatste betreft, kan Delfoi 90 procent besparen op programmeertijd in vergelijking met het aanleren van hangerprogrammering, waardoor het een extreem snelle manier is om nauwkeurig programma's uit te sturen voor zelfs complexe configuraties zoals werkcellen met meerdere armen.

Innovatieve programmeermethoden

Het robotprogrammeerlandschap is doorspekt met niet-traditionele programmeerideeën, waarvan vele een extreem snelle en gemakkelijke implementatie van een robotsysteem mogelijk maken.

Precisie handgestuurd onderwijs
Naar verwachting met 40 procent groeien in de komende zes jaar ¹ , helpen gebruiksvriendelijke collaboratieve robots nieuwe en zeer relevante applicaties tot leven te brengen. Nauwkeurig handgestuurd lesgeven is een belangrijk aspect van deze trend, waardoor het de ideale oplossing is voor bedrijven die een zeer veelzijdig, gebruiksvriendelijk robotsysteem willen integreren.

Als alternatief gebruiken bedrijven zoals Wandelbots intelligente sensortechnologie die de bewegingen van een operator kan modelleren, waardoor de gebruiker vakkundig een robotpad kan aanleren met een stylus in plaats van de arm vast te pakken. Deze extreem gemakkelijke, low-code en kosteneffectieve aanpak is gemiddeld 20 keer sneller dan traditioneel programmeren voor geselecteerde applicaties.

Intuïtieve hangende applicaties
Intuïtieve, smartphone-achtige leerhangers worden tegenwoordig gemeengoed. Samen met dit gebruik is er een groeiend gebruik van hanger- en uitbreidingsapplicaties voor gebruiksvriendelijke maar krachtige applicatiefunctionaliteit.

Yaskawa's intuïtieve Smart Pendant – die de manier waarop een robot wordt geprogrammeerd radicaal verandert – biedt nu robuuste mogelijkheden voor snel jobs genereren om onderdelen in een specifiek patroon te behandelen. Deze Smart Pendant-extensie, bekend als Smart Pattern, biedt een grafische interface die veelvoorkomende taken ondersteunt, zoals het laden of ontladen van machines, stapelen of ontstapelen en het verpakken van dozen.

Voor zowel cobotlassen als traditioneel robotlassen, intuïtieve programmeerbare toepassingen, zoals Yaskawa's Universal Weldcom Interface (UWI), doorbreken historische programmeerbarrières. Van regionale verschillen voor waar lasinstellingen worden opgeslagen tot wisselend gebruik van beschermgas, samen met de aanwezigheid van geavanceerde stroombrontechnologie en de groei van nieuwe lasmethoden, de UWI is uiterst nuttig geweest voor fabrikanten die op zoek zijn naar eenvoudige controle over elk lasproces of lasproces. parameter. Dit omvat spanning, stroomsterkte en draadaanvoersnelheid.

Low-code en no-code programmering
Tools als UWI vormen ook een aanvulling op recente software-innovaties voor low-code en no-code programmeren. Gebruikers kunnen nu flexibele ontwikkelingsplatforms en applicatiemodules gebruiken om een ​​app of robotsysteem te programmeren zonder ook maar één regel code te hoeven schrijven.

Andere bedrijven, zoals Path Robotics, ontwikkelen state-of-the-art kunstmatige intelligentie (AI), machine learning en computer vision-systemen om industriële robots intelligenter te maken. Met een aanvankelijke focus op lastoepassingen, verwijdert Path de programmeervergelijking helemaal met een eigen visie- en perceptiesysteem dat werkt om te herkennen waar een onderdeel zich in de ruimte bevindt, en vervolgens het robotpad en de lasparameters in realtime aanpast aan variaties. Naarmate sensor- en verwerkingsverbeteringen zich blijven ontwikkelen, zullen ook de prestaties en acceptatie van intelligente robotinstallaties zich blijven ontwikkelen.

Platformoverschrijdende robotautomatisering
Door een nieuw paradigma van gebruiksvriendelijke automatisering te ontsluiten, heeft READY Robotics een enterprise-grade besturingssysteem gecreëerd voor platformonafhankelijke robotautomatisering. Dit stelt niet alleen bijna iedereen in staat om vrijwel elke robot te programmeren (inclusief Yaskawa-robots), maar het maakt automatisering ook toegankelijker dan ooit met op grafische pictogrammen gebaseerde programmering waarvoor geen specifieke codeerexpertise vereist is.

Robotbesturingssysteem
De evolutie van het Robot Operating System (ROS) rondt de programmeermethodes af die in het nieuwe jaar in de gaten moeten worden gehouden. Een groeiende verzameling middleware die draait op besturingssystemen zoals Linux, Java en Microsoft Windows ^® IoT Enterprise, ROS is een gratis open-source repository van state-of-the-art algoritmen, software, functies, stuurprogramma's en meer die wordt ondersteund door Open Robotics op ros.org.

ROS een stap verder, ROS-Industrial ^® (ROS-I) richt zich specifiek op de geavanceerde mogelijkheden die ROS specifiek kan bieden voor industriële robots. Door sommigen gezien als de lijm die geavanceerde technologie bij elkaar houdt, helpt deze compilatie van feature-rijke tools robotfabrikanten, leveranciers van componenten, systeemintegrators en eindgebruikers om een ​​groot aantal complexe toepassingen te verbeteren, zoals 2D/3D-beeldverwerking of force control om het robotpad in realtime aansturen versus een voorgeprogrammeerd pad.

Yaskawa zag een behoefte aan meer mogelijkheden om adaptieve functionaliteitsaanpassingen aan te brengen in traditionele industriële robottoepassingen voor high-mix, low-volume taken en werkte samen met het ROS-Industrial Consortium (RIC) Americas bij het ontwikkelen van een robuuste communicatiedriver die fabrikanten en onderzoekers de mogelijkheid biedt om add-ons te creëren en waarnemingssensoren te integreren. Yaskawa biedt de mogelijkheid om deze technologie met hun robots te gebruiken, aangezien alle recente generaties Yaskawa-robots ROS-enabled zijn en kunnen worden aangepast. om functionaliteit uit te breiden voor meer geavanceerde taken.

Geoptimaliseerde machinevisie

Zoals vermeld, maken kosteneffectieve zichtverbeteringen een grotere verscheidenheid aan toepassingen mogelijk. Op visie gebaseerde systemen, zoals FreeMove ^® van Veo Robotics , vinden de manier waarop producten kunnen worden vervaardigd opnieuw uit door machines responsiever te maken voor mensen, met als hoogtepunt dynamische veiligheidssystemen die minimale beveiliging gebruiken. Het FreeMove-systeem projecteert alle mogelijke toekomstige posities van de objecten in zijn omgeving en berekent dynamisch beschermende scheidingsafstanden voordat de robot een signaal krijgt om te vertragen of te stoppen als dat nodig is voor de veiligheid van de werknemers.

Niet alleen bieden dergelijke systemen een optie waarmee menselijke werknemers in de productievergelijking kunnen werken, maar ook kunnen robotsystemen met deze technologie fabrikanten helpen zich beter aan te passen aan massamaatwerk, kortere productieruns en strengere kwaliteitseisen, waardoor het op de lange termijn kosteneffectiever wordt. Visie gaat verder dan het vinden van onderdelen of het inspecteren ervan, maar het wordt gebruikt om processen zoals additive manufacturing of laspadplanning te helpen perfectioneren met behulp van robotica.

“Robotic vision wordt ook toegepast op een groeiend aantal inspectietaken ”, zegt Chris Caldwell, productmanager bij Yaskawa Motoman. "Doorgaans sneller en betrouwbaarder dan mensen, wordt robotinspectie uiterst belangrijk voor fabrikanten die de productkwaliteit en productdoorvoer willen verbeteren." Om uitval te verminderen, goede onderdelen te maximaliseren en de algehele effectiviteit van apparatuur te optimaliseren, worden flexibele robotmodellen, inclusief collaboratieve robots, geïntegreerd in werkcellen om de oppervlaktekwaliteit, lasintegriteit of onderdeelgeometrie te waarborgen. Het gecombineerde gebruik van robots en intelligente randapparatuur zoals geavanceerde vision-systemen, robuuste voedingen, intuïtieve geluidsanalyse, lasinspectiesystemen en meer biedt mogelijkheden en consistentie die mensen en gecoördineerde meetmachines (CMM's) niet kunnen bieden. productiebeslissingen.

Geïntegreerd vermogensbeheer

De enorme hoeveelheid gegevens die door aangesloten apparaten wordt geleverd, kan het beste worden vastgelegd met edge-serveroplossingen, zoals Yaskawa Cockpit™, die een toonaangevende OPC-UA of andere gegevensverzamelingsinterface gebruiken. Dergelijke systemen voor activabeheer kunnen uitgebreide inzichten bieden aan fabrikanten die concurrentievoordeel willen behalen. Neem bijvoorbeeld de laskwaliteit. Of het nu wordt gebruikt voor een intern onderdeel of wordt geïmplementeerd om het kaliber te controleren van onderdelen die vanuit een ander deel van de toeleveringsketen worden binnengebracht, het gebruik van robots in combinatie met dit soort connectiviteit met meerdere gegevensbronnen kan een positief effect hebben.

Dit brengt voortdurende zorgen over de toeleveringsketen met zich mee, die voor fabrikanten nog steeds op de voorgrond staan. Door de veiligheid van werknemers te vergemakkelijken en de mogelijkheid te bieden om aangesloten fabrieksapparaten op afstand te bewaken en te beheren, winnen asset management-oplossingen aan populariteit. Door een geïntegreerde, intelligente en innovatieve benadering van data-analyse mogelijk te maken, helpen tools zoals deze besluitvormers om huidige en historische productievolumes te bekijken, evenals de operationele status van elk aangesloten apparaat (inclusief robots), in realtime. Dit helpt fabrikanten niet alleen bij het nemen van weloverwogen beslissingen over het onderhouden van de prestaties van apparatuur, maar het biedt ook de mogelijkheid om operationele doelen efficiënt uit te voeren vanaf vrijwel elke locatie.

Technologiegedreven industriële toekomst

In de richting van 2022 zullen de technologische ontwikkelingen de vraag van de markt en de daaropvolgende robotinnovatie blijven aanwakkeren, terwijl de eisen voor componenten en verpakte consumentengoederen steeds kleiner wordende toleranties zullen hebben. Nu de foutmarge de nanoschaal lijkt binnen te dringen, zal herhaalbaarheid van robots resulteren in extra automatisering, vooral als het gaat om elektronica, elektrische voertuigen, medische apparatuur en meer. Over het algemeen zullen fabrikanten die operationele strategieën uitvoeren die nieuwe technologieën omarmen, waaronder robotautomatisering, zich hoogstwaarschijnlijk snel kunnen aanpassen aan de marktdruk voor blijvend succes.

^{1 sup> Collaborative Robots Marktomvang, aandeel en impactanalyse van Covid-19, Fortune Business Insights, 2020}