Meer automatisering =meer capabele robots

Als u rondloopt in de spuitgietexposities op NPE2018, zult u ongetwijfeld hebben gemerkt dat een machine die op zijn eigen gietdelen staat minder gebruikelijk is geworden dan uitgebreide geautomatiseerde celdemonstraties met meerdere stroomopwaartse en stroomafwaartse bewerkingen. Dit weerspiegelt een geleidelijke overgang die optreedt in vorminstallaties. "We zien meer dan alleen de automatisering van de pers", zegt Chris Parrillo, nationaal verkoopmanager van Yushin America. "Meer inspectie, verpakking, assemblage en productserialisatie met behulp van hot stamping, lasergravure, barcode-etikettering en RFID-chips."

"We zien dat er steeds meer met afhaalrobots wordt gedaan", voegt Dino Caparco, de engineering operations manager van Yushin, toe. "Dat betekent hogere snelheden en complexere end-of-arm tooling voor taken zoals insert molding of in-mold labeling in combinatie met het verwijderen van onderdelen."

Een gevolg is de groeiende belangstelling voor het gebruik van machine vision om robots te assisteren. Robotleveranciers schrijven dit toe aan de toenemende nadruk van vormers op kwaliteit en aan de dalende kosten en toenemende miniaturisering van vision-componenten. Het wordt dus steeds kosteneffectiever om camera's op de mal, het machineframe of de robot te monteren om te controleren op korte opnamen, kleur, juiste degating, juiste insertielading en volledige verwijdering uit alle holtes. Er is ook een groeiende trend om vision te gebruiken voor 100% inspectie van onderdelen voor dimensionale metingen, labeloriëntatie en oppervlaktefouten. Er kunnen maar liefst 16-18 parameters tegelijk worden gecontroleerd op elk onderdeel.

Deelnemers aan de laatste NPE in 2015 zullen het vermogen van vision-geleide robots hebben opgemerkt om basketbal of minigolf te spelen. In de echte wereld vertaalt dit zich in het vermogen om onderdelen op een transportband te lokaliseren en ze te oriënteren voor stapelen en verpakken. Jim Healy, v.p. van verkoop en marketing voor Sepro America, merkt op dat vision-applicaties vandaag de dag nog steeds afhankelijk zijn van maatwerkoplossingen; de toekomst zal vrijwel zeker meer plug-and-play eenvoud brengen.

Volgens Healy verklaart de trend naar celautomatisering de prevalentie van zesassige, gelede robots op de NPE van dit jaar. Ondanks de extreme veelzijdigheid van dergelijke robots, zijn de meeste leveranciers het erover eens dat scharnierarmrobots beter kunnen worden toegepast op stroomafwaartse functies dan om onderdelen uit een mal te trekken. In vergelijking met lineaire robots zijn ze minder aantrekkelijk qua snelheid, reikwijdte, laadvermogen en omvang van het werkbereik dat moet worden bewaakt, om nog maar te zwijgen van de kosten en extra programmeerinspanningen. Aan de andere kant kunnen ze voordelig zijn in omstandigheden met weinig hoofdruimte.

Voor het grootste deel zijn bronnen bij leveranciers zoals Sepro, Yushin en Wittmann Battenfeld het er echter over eens dat een lineaire robot met een servopols vijf tot zeven vrijheidsgraden kan hebben die gunstig concurreren met typen met scharnierende armen. Bij NPE kun je lineaire robots zien die alleen of in paren werken - van de een naar de ander overdragen - of samenwerken met scharnierarme robots voor stroomafwaartse operaties.

Stroomafwaartse celoperaties zijn vruchtbare grond voor andere soorten robots die mogelijk minder bekend zijn bij NPE-deelnemers. Een daarvan is SCARA-robots, een type zeer snel, extreem compact apparaat dat doorgaans wordt gebruikt bij assemblagewerkzaamheden om kleine, lichtgewicht onderdelen te verzamelen en te plaatsen. Ze hebben doorgaans drie of vier vrijheidsassen en snelheden tot 200 picks/min. Ze hebben toegang tot extreem krappe ruimtes. Een tweede type snelle, lichte robot is de "spin", delta of parallelle robot. Het heeft drie armen die aan de basis zijn verbonden met kruiskoppelingen. Het kan drie tot zes vrijheidsgraden hebben en is in staat tot 300 picks/min. Bijna sneller dan het oog kan volgen, kunnen deze robots onderdelen met meerdere holtes herpositioneren voor stroomafwaartse bewerkingen nadat ze zijn verwijderd door een lineaire robot, allemaal binnen de perscyclus, dus er is geen buffergebied nodig.

Een nieuwer type robot dat de laatste tijd aandacht krijgt, zijn de zogenaamde "collaboratieve" robots (of "cobots"), die doorgaans worden onderscheiden door bescheiden kosten, eenvoudige programmeerbaarheid door middel van doorleren en - het belangrijkste - vermogen om te werken veilig rond mensen zonder harde bewaking in sommige toepassingen. Deze robots zijn meestal gebaseerd op ontwerpen met zes of zeven assen met scharnierende armen en gebruiken ingebouwde zicht- en koppelsensoren om onbedoeld contact met een vreemd voorwerp te detecteren en zeer snel te reageren om verdere bewegingen te stoppen. Ze worden over het algemeen geschikt geacht voor pick-and-place-bewerkingen stroomafwaarts van een vormmachine, niet voor machineonderhoud. Zoals je hier op de show kunt zien, komt een groeiend aantal verkopers met dergelijke robots op de proppen, en reguliere Cartesiaanse robotleveranciers vinden cobots een waardevolle toevoeging aan hun lijn.