2022 Robotica trends: innovatieve automatiseringsstrategieën voor fabrikanten

Met 2021 die tot een eind komt, blijven snel veranderende technologie, consumenteneisen en competitieve druk inspireren voor de implementatie van creatieve operationele strategieën. Als resultaat worden meer betaalbare maar hoogst flexibele robots op productievloeren geïmplementeerd om effectief om te gaan met supply chain uitdagingen, geschoolde personeelstekort, een ongekende pandemie en algemene marktfluctuaties. Met dit in gedachten, hier zijn enkele trends en innovaties die slimme fabricanten kunnen overwegen bij het plannen voor een succesvol 2022 en daarbuiten.

Kleine werkplaatsadoptie

De capaciteit om hoogwaardige producten met minimale kosten te produceren is een must om competitief te blijven in het hedendaagse industriële landschap. Naarmate automatiseringskosten dalen en de gebruiksgemak toeneemt, blijft dit een constant aantal kleine tot middelgrote fabrikanten aansporen om robots op hun werkvloer te integreren. Nu gezien als een activum, verzekert robotbeschikbaarheid potentiële klanten dat verwachtingen voor on-time levering en productkwaliteit kunnen worden vervuld. Gemakkelijk te gebruiken collaboratieve robots (cobots) met precisie hand-geleide training voor snelle implementatie of herimplementatie op verzoek zijn zeer aantrekkelijk, vul de leegte voor hoog-mix, laag-volume productie. Ideaal voor booglassen, plasma snijden, machine tending, lichte assemblage en palletiseren, cobots die met of in nabijheid van mensen kunnen werken, adresseren een handjevol zorgen zoals werknemersbeschikbaarheid, werknemersveiligheid, operationele efficiëntie en productkwaliteit. Robots, zoals de zes-as HC10XP collaboratieve robot met ingebouwde veiligheidsgeclassificeerde Vermogen en Krachtbegrenzing (PFL), kunnen handmatig lassen eenvoudig aanvullen of opgerold worden naar grote, zware werkstukken in een fabrieksomgeving. Niet alleen biedt dit de benodigde lascapaciteit voor kleinere operaties, maar het maximaliseert ook vloerruimte in krappe omgevingen. Ook vaardig in het besparen van waardevolle vloerruimte zijn hogere lading cobots, zoals de 20-kg ladingcapaciteit HC20XP. Met een passende riser is deze IP67-geclassificeerde cobot in staat om een 40 x 48" pallet (tot 80 inch hoog) te laden of lossen zonder een lift, wat meer veelzijdigheid biedt voor betere ROI. "Compacte werkcellen, zoals de ArcWorld® 50 en LC-serie, worden ook gebruikt om productie op te schalen voor kleine tot middelgrote onderdellen in job shop instellingen," stelt Josh Leath, Sr. Product Manager bij Yaskawa Motoman. "Beschikbaar in een enkele of dubbele werkstation, ruimtebesparende lasoplossingen als deze maken snelle en gemakkelijke installatie of herlocatie mogelijk terwijl een zeer snelle terugverdientijd behouden blijft."

Offline robotprogrammering

Werkkrachtdemografie en marktdrijvers blijven de manier veranderen waarop fabrikanten robotintegratie en programmering benaderen, zoveel dat het een ease-of-use revolutie heeft gelanceerd. Intuïtieve programmeeropties – inclusief offline programmering (OLP) – zijn een must voor het faciliteren van een hoge mate van uptime, met name voor operaties die zich niet kunnen veroorloven om productie te onderbreken terwijl een robotprogramma punt voor punt vanaf een teach pendant wordt geschreven. Door een 3D-weergave van een robotische werkcel te gebruiken die visueel een robot laat zien die langs een geprogrammeerd pad beweegt, biedt OLP zowel ervaren als novice programmeurs de mogelijkheid om een robotprogramma of taak te ontwerpen, testen en aanpassen vanuit een PC-gebaseerde virtuele omgeving. Met nuttige functies zoals botsingdetectie, 3D PDF's, bandtransport tracking, Cam Path en meer, is Yaskawa's MotoSim® een gebruiksvriendelijke, kosteneffectieve software die ideaal is voor programmeren en bereikstudies. Derde-partij opties bieden robuuste functionaliteit, waardoor taakexperts robots snel en gemakkelijk kunnen programmeren. Robotmaster®, OCTOPUZ® en Delfoi bieden uitgebreide softwareoplossingen voor een verscheidenheid aan toepassingen, inclusief complexe programmering voor robotische lasserystemen. Wat de laatste betreft, kan Delfoi 90 procent besparen op programmeringstijd ten opzichte van teach pendant programmering, wat het een extreem snelle manier maakt om nauwkeurig programma's uit te sturen voor zelfs complexe configuraties zoals multi-arm werkcellen.

Innovatieve programmeermethoden

Het robotprogrammeerlandschap is besprenkeld met niet-traditionele programmeerideeën – veel van welke extreem snelle en gemakkelijke implementatie van een robotsysteem faciliteren. Precisie hand-geleide training Verwacht te groeien met 40 procent de komende zes jaar, helpen gemakkelijk te gebruiken collaboratieve robots nieuwe en hoogst relevante toepassingen tot leven te brengen. Precisie hand-geleide training is een sleutelaspect van deze trend, wat het de ideale oplossing maakt voor bedrijven die een hoogst veelzijdige, gebruiksvriendelijke robotische systeem willen integreren. Als alternatief gebruiken bedrijven zoals Wandelbots intelligente sensortechnologie die de bewegingen van een operator kan modelleren, waardoor de gebruiker een robotpad kan leren met een stift in plaats van de arm te grijpen. Deze extreem gemakkelijke, low-code en kosteneffectieve benadering is gemiddeld 20 keer sneller dan traditionele programmering voor geselecteerde toepassingen. Intuïtieve pendant applicaties Intuïtieve, smartphone-achtige teach pendants worden vandaag de dag gangbaar. Samen met dit gebruik is de groeiende benutting van pendant en extensie applicaties voor gebruiksvriendelijke maar krachtige applicatiefunctionaliteit. Yaskawa's intuïtieve Smart Pendant – die de manier radicaal verandert waarop een robot geprogrammeerd wordt – biedt nu robuuste mogelijkheden voor het snel genereren van taken om onderdelen in een specifiek patroon te hanteren. Bekend als Smart Pattern, biedt deze Smart Pendant extensie een grafische interface die veelvoorkomende taken ondersteunt, zoals machine laden of lossen, stapelen of destapelen, en kisten pakken. Voor cobot lassen en traditionele robot lassen alike, dringen intuïtieve teach pendant applicaties, zoals Yaskawa's Universal Weldcom Interface (UWI), door historische programmeerbarrières. Van regionale verschillen voor waar lasinstellingen worden opgeslagen tot variërende schildgas gebruik, samen met de aanwezigheid van geavanceerde brontechnologie en de groei voor nieuwe lasmethoden, is de UWI extreem nuttig geweest voor fabrikanten die gemakkelijke controle over elk lasproces of parameter willen krijgen. Dit omvat spanning, amperage en draadvoedsnelheid. Low-code en no-code programmering Tools zoals UWI vullen ook recente software-innovaties aan voor low-code en no-code programmering. Gebruikers kunnen nu flexibele ontwikkelplatforms en applicatiemodules benutten om een app of robotisch systeem te programmeren zonder een enkele regel code te 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 initiële focus op lastoepassingen, verwijdert Path de programmeervergelijking volledig met een eigen visie- en perceptiesysteem dat werkt om te herkennen waar een onderdeel in de ruimte is, en vervolgens het robotpad en lasparameters in real-time aanpast aan variaties. Naarmate sensor- en verwerkingsverbeteringen door gaan ontwikkelen, zullen de prestaties en adoptie van intelligente robotische installaties ook ontwikkelen. Cross-platform robotautomatisering Het ontgrendelen van een nieuw paradigma van gebruiksvriendelijke automatisering, heeft READY Robotics een enterprise-grade besturingssysteem voor cross-platform robotautomatisering gecreëerd. Niet alleen stelt dit bijna iedereen in staat om virtually elke robot te programmeren (Yaskawa robots inbegrepen), maar het maakt automatisering ook toegankelijker dan ooit met grafische icoon-gebaseerde programmering die geen specifieke coderingsdeskundigheid vereist. Robot Operating System Afsluitend de programmeermethoden om in het nieuwe jaar in de gaten te houden is de evolutie van het Robot Operating System (ROS). Een groeiende verzameling middleware die draait op besturingssystemen zoals Linux, Java en Microsoft Windows® IoT Enterprise, is ROS een gratis open-source repository van state-of-the-art algoritmes, software, functies, drivers en meer die ondersteund wordt door Open Robotics op ros.org. ROS een stap verder genomen, richt ROS-Industrial® (ROS-I) zich specifiek op de geavanceerde mogelijkheden die ROS kan bieden specifiek voor industriële robots. Bekeken door sommelijden als de lijm die geavanceerde technologie bijeen houdt, helpt deze compilatie van feature-rijke tools robotfabrikanten, componentleveranciers, systeemintegrators en eindgebruikers om een myriade van complexe toepassingen te verbeteren, zoals 2D/3D beeldverwerking of krachtcontrole om robotpad in real-time te sturen versus een vooraf geprogrammeerd pad. Waar een behoefte gezien wordt voor grotere capaciteit om adaptieve functionaliteitswijzigingen aan te brengen aan traditionele industriële robottoepassingen voor hoog-mix, laag-volume taken, heeft Yaskawa samengewerkt met het ROS-Industrial Consortium (RIC) Americas in het ontwikkelen van een robuuste communicatiedriver die fabrikanten en onderzoekers de optie geeft om add-ons te creëren en perceptiesensoren te integreren. Hoogst voordelig voor het maken van een robot compatibel voor een verscheidenheid aan ongestructureerde omgevingstoepassingen op een tijdige en kosteneffectieve manier, biedt Yaskawa de mogelijkheid om deze technologie met hun robots te gebruiken – aangezien alle recente generaties van Yaskawa robots ROS-enabled zijn en gewijzigd kunnen worden om functionaliteit uit te breiden voor meer geavanceerde taken.

Geoptimaliseerde machinevisie

Zoals genoemd, kosten-effectieve visieverbeteringen stellen een bredere verscheidenheid aan toepassingen mogelijk. Visie-gebaseerde systemen, zoals Veo Robotics' FreeMove®, heruitvinden de manier waarop producten geproduceerd kunnen worden door machines meer responsief te maken op mensen, wat culmineert in dynamische veiligheidssystemen die minimale beveiliging gebruiken. Het FreeMove-systeem projecteert alle mogelijke toekomstige posities van objecten in zijn omgeving, berekent dynamisch beschermende scheidingafstanden voordat het de robot een seintje geeft om te vertragen of te stoppen zoals nodig voor werknemersveiligheid. Niet alleen bieden systemen als deze een optie die menselijke werknemers in de productievergelijking toestaat, maar ook robotische systemen met deze technologie kunnen fabrikanten helpen beter aan te passen aan mass customization, kortere productielopen en strenger wordende kwaliteitseisen, wat het op de lange termijn kosteneffectiever maakt. Visie gaat verder dan onderdelen vinden of inspecteren, maar wordt gebruikt om processen te helpen perfect maken zoals additieve productie of laspadplanning tijdens het gebruik van robotica. "Robotvisie wordt ook toegepast op een groeiend aantal inspectietaken," zegt Chris Caldwell, Product Manager bij Yaskawa Motoman. "Algemeen sneller en betrouwbaarder dan mensen, wordt robotinspectie extreem belangrijk voor fabrikanten die productkwaliteit en productdoorvoer willen verbeteren." Om schroot te verminderen, goede onderdelen te maximaliseren en algehele apparatuureffectiviteit te optimaliseren, worden flexibele robotmodellen, inclusief collaboratieve robots, geïntegreerd in werkcellen om oppervlaktekwaliteit, lasintegriteit of onderdeelgeometrie te waarborgen. Het gecombineerde gebruik van robots en intelligente randapparatuur zoals geavanceerde visiesystemen, robuuste voedingsunits, intuïtieve geluidsanalytiek, lasinspectiesystemen en meer kan een schat aan data leveren voor het nemen van geïnformeerde productiebeslissingen.

Geïntegreerd activabeheer

De enorme hoeveelheid data die door verbonden apparaten wordt geleverd, wordt het beste vastgelegd met edge server oplossingen, zoals Yaskawa Cockpit™, die een toonaangevende OPC-UA of andere dataverzamelingsinterface gebruiken. Activabeheersystemen zoals deze kunnen uitgebreide inzichten bieden aan fabrikanten die een competitief voordeel zoeken. Neem laskwaliteit als voorbeeld. Of het nu gebruikt wordt voor een intern onderdeel of geïmplementeerd om de kwaliteit van onderdelen te controleren die uit een ander deel van de supply chain worden gebracht, het gebruik van robots in combinatie met dit type meerdere databronconnectiviteit kan een positieve impact hebben. Dit brengt lopende supply chain zorgen naar voren, die voortdurend voorop lopen voor fabrikanten. Het faciliteren van werknemersveiligheid en het bieden van de mogelijkheid om verbonden fabrieksapparaten op afstand te monitoren en te beheren, winnen activabeheersoplossingen aan tractie. Het mogelijk maken van een geïntegreerde, intelligente en innovatieve benadering tot data-analytics, helpen tools als deze besluitvormers om huidige en historische productievolumes, alsmede de operationele status van elk verbonden apparaat (inclusief robots), in real-time te bekijken. Niet alleen helpt dit fabrikanten bij het nemen van geïnformeerde beslissingen over het handhaven van apparatuurprestaties, maar het geeft ook de mogelijkheid om operationele doelen efficiënt uit te voeren vanaf praktisch overal.

Technologie-gedreven industriële toekomst

Vooruitgaand in 2022, zullen technologische vooruitgang blijvend markteisen en daaropvolgende robotische innovatie branden, terwijl eisen voor componenten en consumenten verpakte goederen zullen blijven hebben steeds krimpende toleranties. Naarmate de marge voor fouten lijkt in de nano-schaal te gaan, zal de herhaalbaarheid van robots resulteren in extra automatisering, met name waar elektronica, elektrische voertuigen, medische apparatuur en meer betrokken zijn. Over het algemeen zullen fabrikanten die operationele strategieën uitvoeren die nieuwe technologieën omarmen, inclusief robotautomatisering, waarschijnlijk in staat zijn om snel aan te passen aan marktdrukken voor doorlopend succes. ¹ Collaborative Robots Market Size, Share & Covid-19 Impact Analysis, Fortune Business Insights, 2020