Zware dingen gemakkelijk gemaakt – veiligheidsoplossing voor een mobiel inzetbare robot voor zware lasten

10-aug-2018

Mens en robot komen in de moderne productie nog dichter bij elkaar. Veiligheidshekken verdwijnen en flexibele robots zijn nodig, om flexibele, maar gelijktijdig veilige automatiseringsoplossingen in het tijdperk van Industrie 4.0 te realiseren. Het bedrijf OpiFlex uit Zweden heeft daarvoor een gepatenteerde oplossing ontworpen, waarmee nu ook grote industriële robots mobiel inzetbaar zijn – zonder veiligheidshek en beschermd door veiligheidsproducten van SICK.

 

 

„Samen met SICK hebben wij de uitdaging overwonnen, automatisering voor kleine batchgrootten bij hoge productievolumes mogelijk te maken“, zegt OpiFlex-directeur Johan Frisk en vult aan: „Een oplossing zonder hek was voor ons zeer belangrijk, omdat deze voor onze klanten veel meer flexibiliteit mogelijk maakt“. Juist kleine en middelgrote bedrijven (MKB) willen graag kleine series geautomatiseerd produceren, wat tot nu toe met vast geïnstalleerde en daarmee minder flexibele robotcellen moeilijk was. Dankzij de mobiele robotcellen zonder veiligheidshek van OpiFlex en de eenvoudige robotprogrammering wordt dit type automatisering nu mogelijk.

Met een vorkheftruck, pompwagen of automatisch geleid transportvoertuig wordt de mobiele robot van OpiFlex in een productie naar het passende werkstation gereden, daar vast aan een eerder geïnstalleerd platform gekoppeld, ingestoken en is direct gebruiksklaar. „Dat maakt het ons mogelijk, grote robots te bewegen en bij volle snelheid te laten lopen“, zegt Frisk.

 

 

Safe Robotics van SICK zorgt voor beveiliging van de robot

Daarbij wordt gebruikt gemaakt van twee veiligheidslaserscanners S300 Mini Remote van SICK, die vast op de mobiele robotcel zijn gebouwd en op de betreffende gebruikslocaties personen in de omgeving van het station herkennen. Nadert een persoon de robot, stuurt de veiligheidslaserscanners een signaal naar de veiligheidsbesturing Flexi Soft en de robot vermindert eerst zijn snelheid. Pas wanneer de persoon in de veiligheidszone komt, stopt de robot volledig. Daardoor stijgt de productiviteit, omdat de robot niet altijd volledig stopgezet hoeft te worden. De veiligheidsbesturing Flexi Soft beveiligt bovendien de robotgrijper en stopt de robot, zodra de robot delen zou kunnen verliezen en daarmee zijn omgeving in gevaar zou brengen.

Verder controleert de veiligheidsoplossing, of de flexibele robotcel vast in de betreffende aandokstation is verankerd, wanneer de robot naar een andere positie wordt verplaatst. Robot en aandokstation zijn daarmee ideaal op elkaar afgestemd. „Het innovatieve aan onze oplossing is, dat deze zeer eenvoudig te integreren is. Alles is aanwezig. Men neemt de robot, plaatst hem op de juiste plaats en alles is direct beveiligd“, zegt Ake Tornros, Product Manager Safety Systems van SICK in Varby, Zweden.

 

 

Safety Services – Advisering vanaf het begin

In het begin kregen Johan Frisk en zijn team van OpiFlex vooral te maken met scepsis. „Wij hadden dit innovatieve idee, een mobiele oplossing zonder veiligheidshek voor een grote robot te ontwikkelen, en eerst zeiden de mensen: ,Dat is niet mogelijk. Jullie zullen daarmee niet voldoen aan de veiligheidsvoorschriften‘“, beschrijft Frisk de aanvankelijke uitdagingen. Maar de OpiFlex-bedenkers wilden zo snel niet opgeven en namen contact op met de SICK-veiligheidsexperts – en ontwikkelden uiteindelijk samen met hen het passende concept.

„SICK heeft ons in een paar workshops geholpen, mogelijke risico's te identificeren“, zegt Frisk. Onderdeel van de ondersteuning door SICK waren onder andere de risicobeoordeling, uitgebreide advisering alsmede ondersteuning voor een veiligheidsconcept voor de mobiele robotcel, zodat aan het einde de voor OpiFlex passende implementatie werd geïmplementeerd. „Het was voor ons een zeer spannend project. Vanaf de eerste risicobeoordeling tot het de hardware- en softwareconcept hebben wij de klant tijdens het volledige proces ondersteund en begeleid“, zegt SICK-expert Tornros.

 

 

Tijdperk van Industrie 4.0: kleine batchgrootten bij hoge productievolumes

De zogenaamde derde robotrevolutie met flexibele robots wordt in belangrijke mate bevorderd door het vereiste, kleine batchgrootten bij hoge productievolumes te vervaardigen. Flexibele robots verhogen de productiviteit en flexibiliteit zowel voor kleine alsook voor grote productieseries bij MKB, dier-1-bedrijven alsook OEM's. De OpiFlex-robotcel werd oorspronkelijk ontworpen voor MKB met kleine series en gering machinegebruik. Intussen stijgt echter ook bij OEM's en dier-1-bedrijven de behoefte aan flexibiliteit, om kleinere batchgrootten bij hoge productievolumes te realiseren. Sommige van deze bedrijven hebben reeds interesse getoond voor de oplossing van OpiFlex, omdat deze aan een nieuwe machine veelal sneller is ingericht. 

Verder maakt OpiFlex een enorm snelle programmering van de robot mogelijk in ongeveer tien minuten. In plaats van de robot meerdere uur te programmeren, hoeft de operator slechts enkele vragen te beantwoorden, de robot een paar eenvoudig bewegingen te leren en deze programmeert zich vervolgens automatisch.

 

 

Een speciale uitdaging voor dier-1-bedrijven en OEM's, die in drie tot vijf ploegen werken, is de planning van productiestops bij de aanpassing of nieuw-inrichting van automatiseringsoplossingen. Bij de implementatie met conventionele robotcellen ligt de productie vaak meer dan tien dagen stil, wat een uitval van 30 tot 50 ploegen betekent. OpiFlex daarentegen reduceert de installatietijden van een complete cel met tot 90 procent, heeft dus slechts twee tot drie lagen tijd nodig. Met name binnen krappe productieplanningen is dit een groot voordeel, om zo weinig mogelijk tijd te verliezen. 

Het Zweedse bedrijf werd reeds met een paar awards onderscheiden voor de innovaties, onder andere als finalist bij de IERA-award, één van de belangrijkste prijzen in de robotsystemen. Daarover directeur Johan Frisk: „Voor ons als kleiner, innovatief bedrijf was SICK een grote hulp bij het bereiken van onze doelen. Ik ben erg trots, samen met SICK deze flexibele en mobiele robotoplossing te hebben ontworpen, om juist kleine en middelgrote bedrijven te helpen bij de automatisering van kleinere productieseries.“ Het is het doel van OpiFlex de derde robotrevolutie met flexibele robots verder te bevorderen door zijn gepatenteerde oplossing zonder veiligheidshek, met eenvoudige robotprogrammering en aandokstations – alles ondersteund door veiligheidsproducten van SICK.

 

Verdere bijdragen:

Smart Motor Sensors van SICK maken HIWIN-robots veilig en klaar voor de toekomst

Universal Robots en SICK op weg naar de toekomst

Cobots Claus & Clara: collaboratieve robotsystemen met SICK safety

 

sensoroplossingen voor robotsystemen:

Samenwerking op gelijke voet – sensoroplossingen voor de robotsystemen van SICK

 

Josef Zimmermann
Josef Zimmermann

Josef Zimmermann 

Technical Industry Manager Robotics

Sinds 2010 werkt Josef Zimmermann als Technical Industry Manager intensief aan het onderwerp robotsystemen. Als applicatie-ingenieur in het bereik van lasermeettechniek en netwerktechnologieën trad hij in 2000 bij SICK in dienst. Raakvlakken met zijn huidige werkgebied bleken al vroeg via de navigatie van autonome voertuigen alsmede projecten in de industrie en servicerobotsystemen.