Cobot-integratie onder de knie: 4 cruciale vragen beantwoord

Troy Ojalehto, gecertificeerd systeemintegrator bij Universal Robots, integreert de UR5-cobot voor CNC-machine-tending bij Toolcraft Inc. Sommige machinefabrieken kiezen ervoor om een integrator te gebruiken, anderen doen de integratie zelf. Fotocredits: Universal Robots Inc.

De integratie van collaboratieve robots of "cobots" is steeds populairder geworden voor machinefabrieken die manieren zoeken om machine-tending te automatiseren. Tijdens de COVID-19-pandemie met name hebben veel bedrijven de betekenis van automatisering gerealiseerd terwijl ze te maken hadden met de uitdagingen van sociale distancing en het werken rond afwezige machine-operators. Andere hadden al begonnen met cobots om hun geschoolde machinisten te benutten voor belangrijkere taken waar de menselijke hersenen niet vervangen kunnen worden.

Hoewel cobots in ontwerp variëren, hebben ze allemaal een combinatie van technologieën die hen in staat stellen veilig naast mensen in een gedeelde ruimte te functioneren, in tegenstelling tot conventionele industriële robots die autonom binnen een beveiligde cel opereren. Meestal lijken ze op en functioneren ze als een menselijke arm (met zes of zevenassen), ze zijn gemakkelijk te programmeren. Veel cobotfabrikanten beweren dat operators weinig tot geen ervaring met robotprogrammering nodig hebben om ze met succes op te zetten en te programmeren.

Echter, bedrijven die weinig tot geen ervaring hebben met robotintegratie, kunnen terughoudend zijn om met de kop door de cobot-machine-tending te springen, aangezien onbeantwoorde vragen kunnen lingeren. Om deze vragen te beantwoorden, spraken we met Universal Robots (UR), een fabrikant van collaboratieve robots, om licht te werpen op de basisprincipes van het installeren van een cobot.

Hoe krijg ik de CNC en de robot met elkaar te communiceren?

Dit antwoord hangt af van de leeftijd van de machinegereedschap en CNC. Er zijn twee basismogelijkheden voor communicatie. Voor legacy-machines is het waarschijnlijk via digitale I/O (input/output) en relaisbedrading. Deze functie stuurt een signaal uit van de CNC naar de cobot, die het op zijn beurt ontvangt als een input-commando dat condities communiceert zoals spindel aan/uit, backen open/dicht, deur open/dicht en meer.

Voor nieuwere machines is Ethernet-communicatie het meest effectief voor het heen en weer communiceren tussen de CNC en de cobot, of voor het versturen van

Voor nieuwere machines is Ethernet-communicatie het meest effectief voor het heen en weer communiceren tussen de CNC en de robot. VersaBuilt biedt een Ethernet-communicatiekit die het verbinden van de CNC en robot vergemakkelijkt.

"handshaking signalen." Deze handshaking signalen zijn de nieuwste communicatievorm in de industrie, en ze vereisen een plug-and-play interface die een EDS of GSD-bestand produceert om te communiceren.

VersaBuilt, een UR-partner, biedt Ethernet-communicatiekits genaamd Robot2CNC voor selecte besturingen (inclusief Haas), wat het installeren van deze verbindingen vergemakkelijkt met goed geschreven stapsgewijze instructies.

Omdat machinegereedschapsechnologie zich blijft ontwikkelen, worden de nieuwste machinegereedschappen gebouwd om collaboratieve automatisering beter te ondersteunen. "Machinegereedschapsfabrikanten hebben door dat dit een cruciale concurrentievoordeel is," zegt Joe Campbell, senior manager, strategische marketing en applicatieontwikkeling bij UR. "Daarom zijn ze meer accommoderend dan ooit. Ze faciliteren de interface in plaats van het te blokkeren."

Als resultaat wordt integratie makkelijker met de nieuwste machinegereedschappen, en die gemak zal blijven groeien, voegt Karl Sheppard, regionaal hoofd klantenservice bij UR, toe.

Hij gelooft dat plug-and-play communicatie het belangrijkste aspect is voor veel kleine tot middelgrote machinefabrieken om de capaciteit te hebben om deze cobots snel in hun faciliteiten te integreren. "De brug slaan voor de interface is uiteindelijk de sleutel," zegt hij.

Heb ik een integrator nodig?

Sommige fabrieken kiezen ervoor om een integrator te gebruiken (een bedrijf dat op locatie komt om de cobot op een machinefabriekvloer te integreren), terwijl anderen ervoor kiezen om de integratie zelf te doen. Het hangt af van de robot/cobot-expertise van de fabriek en het comfortniveau met het zelf installeren van een cobot.

Robotintegrators hebben veel ervaring met het werken met verschillende cobot-merken, en ze zijn vertrouwd met de verschillende interfaces en installatie, legt Sheppard uit. Voor eerste-keer cobot-gebruikers zou een fabriek zich misschien meer zeker voelen met een integrator.

Echter, hij gelooft dat machinefabrieken en hun ingenieurs kritischer kunnen zijn voor het integratieproces dan een integrator, omdat ze hun machines en automatiseringsbehoeftes het beste kennen.

Maak ik mijn eigen end-of-arm tooling?

Veel fabrieken kiezen ervoor om hun eigen end-of-arm tooling voor hun cobots te bouwen omdat ze die capaciteit in-house hebben. Het bespaart geld om het zelf te maken, en ze vinden dat ze controle hebben over de kwaliteit en het ontwerp om aan hun exacte behoeften te voldoen.

Als een fabriek ervoor kiest om zijn eigen end-of-arm tooling niet te maken, zijn er andere opties. Bijvoorbeeld, OnRobot-greifers zijn UR+ gecertificeerd, wat betekent dat ze naadloos integreren met UR-cobots, zowel hardware als software. Alle besturingsoftware voor de greifer is geïntegreerd op de UR-cobot's teach pendant.

Echter, er zijn andere zorgen die aangehaald moeten worden voordat men besluit of men zo'n project in-house aanpakt. "Je moet veiligheid, bedrading en communicatie met de CNC overwegen," legt Sheppard uit. Weten hoe de handshaking-commando's te programmeren of te communiceren is cruciaal, zegt hij.

Als een fabriek niet comfortabel is met het hanteren van de details die bij het creëren van zijn eigen end-of-arm tooling horen, is het kopen van UR+-componenten een optie. Het UR+ Partner Program biedt handhavingsgreifers ontwikkeld door verschillende UR-partnerbedrijven die aangepast en gecertificeerd zijn voor UR-robots.

Moet ik een risicoanalyse uitvoeren?

Ja. Cobots hebben een risicoanalyse nodig net als hun traditionele robot-counterparts. In feite hebben de UR-cobots 17 veiligheidsprotocolniveaus, die aangepast worden aan elke individuele fabriek's unieke veiligheidseisen.

Installatie-aanpassingen per deze risicoanalyse zijn veel makkelijker met cobots dan met robots. "In het verleden had je een risicoanalyse, en je moest binnenkomen en misschien je heining vergroten, dit twee voet achteruit verplaatsen, en zo voort," zegt Sheppard over het installeren van traditionele robots. "Nu heb je een cobot waar je binnen kunt gaan en de kracht of snelheid of andere verschillende variabelen binnen seconden kunt wijzigen om aan je risicoanalyse te voldoen. Dus, vanuit een integratiegemak-standpunt, kun je letterlijk wijzigingen maken, softwarematig, die in hardware omgezet worden, en je bent binnen uren op en ready-to-go."

Cobots zijn bekend om hun gemak van programmeren en gebruik. Deze cobot teach pendant is niet alleen gebruiksvriendelijk maar ook stof- en waterbestendig.

Voor een onervaren fabriek die nog geen risicoanalyse voor automatisering heeft gedaan, raadt Campbell aan de Robotics Industry Association (RIA) website, robotics.org, te bezoeken om de fundamentele training over robotveiligheid en risicoanalyse die het aanbiedt te volgen voordat men het risicoanalyseproces begint.

"De RIA heeft kosteneffectieve trainingspakketten," zegt Campbell. "Echter, als je niemand in je team hebt die de tijd heeft om dit te doen, dan moet je misschien buiten het bedrijf gaan. De RIA heeft een verzameling gekwalificeerde consultants die een bedrijf bezoeken om te helpen." Hij raadt aan misschien een consultant in te huren voor de eerste cobot-integratie, en dan na de eerste ervaring zal een fabriek waarschijnlijk het proces begrijpen en de volgende keer geen consultant hoeven in te huren.

Technische specificatie ISO/TS 15066:2016 is een ander goed startpunt dat helpt cobot-integratie te faciliteren. De specificatie biedt richtlijnen om meer gesofisticeerde voorlopige risicoanalyses van zowel het cobot-systeem als de omgeving die het met mensen deelt uit te voeren.

Universal Robots USA Inc. | 844-462-6268 | universal-robots.com

Landscape Foto Credit: Universal Robots