Veiligheidslaserscanners van SICK laten mensen en robots samenwerken bij RoboJob

In de fabriek van de toekomst zullen mensen en robots meer en meer gaan samenwerken. Vanuit die visie ontwikkelt RoboJob innovatieve systemen voor het automatisch beladen van werktuigmachines. Om dit alles ook op een veilige manier te laten verlopen, wordt een beroep gedaan op de veiligheidsscanners van SICK die ingrijpen wanneer er een veiligheidsrisico ontstaat voor de operator.

Het automatisch beladen van freesmachines en draaibanken is een praktijk die steeds meer ingang vindt in de wereld van metaal- en kunststofbewerking. Eens een machine correct geprogrammeerd is om een bepaalde bewerking uit te voeren, is het perfect mogelijk om een robot in te schakelen om opeenvolgende werkstukken in de machine te plaatsen en nadien ook weer uit te nemen zodat een productiecel ontstaat die volledig autonoom kan werken.

“Toeleveringsbedrijven moeten automatiseren om competitief te blijven”, zegt Helmut De Roovere, zaakvoerder van RoboJob. “Tarieven voor CNC-werk worden internationaal bepaald. Tegelijk worden bedrijven geconfronteerd met een stijgende loonkost en de moeilijkheid om technisch geschoolde mensen te vinden. Automatisering kan hierop een antwoord bieden.”

RoboJob is een onderdeel van de Aluro Group, waar ook Aluro, een gekende machinebouwer voor de aluminiumsector, deel van uitmaakt. In die groep zit ook Aluro CNC, een verspanend toeleveringsbedrijf dat tien jaar geleden zelf geconfronteerd werd met de uitdaging om competitief te blijven. Omdat het bedrijf in de markt niet meteen een geschikte automatiseringsoplossing vond, werd RoboJob opgericht, een bedrijf dat intussen uitgegroeid is tot marktleider in de sector en haar systemen verkoopt in binnen- en buitenland.
 

“Een van de belangrijkste redenen waarom we destijds zelf een oplossing ontwikkeld hebben is omdat we wilden dat de CNC-machine toegankelijk zou blijven”, legt Helmut De Roovere uit. “In toeleveringsbedrijven waar kleine reeksen en ook individuele stukken gemaakt worden, gebeurt nog heel veel werk aan de machine zelf. De klassieke oplossing – een robot voor de machine plaatsen met een kooi eromheen – maakt dat onmogelijk. In onze oplossing staat de robot schuin opgesteld naast de machine waardoor zowel de robot als een operator vlot aan de machine kunnen werken.”

Een ander kenmerk van de RoboJob oplossingen zijn de flexibele tafels die de robot gebruikt om stukken op te nemen en terug te plaatsen. Die tafels bevatten een systeem met stangen en steunen die eenvoudig verplaatst kunnen worden in functie van de producten die men wil maken. De hoogte van de tafel kan ook automatisch aangepast worden zodat de robot exact weet op welke positie hij een volgende stuk kan opnemen of wegleggen.

Een derde opvallende eigenschap van de Turn-Assist en Mill-Assist, zoals de oplossingen van RoboJob heten, is dat er geen kooi geplaatst wordt rond de robot. In plaats daarvan wordt de omgeving van de robot bewaakt met een veiligheidsscanner van SICK. RoboJob was destijds overigens een van de eerste bedrijven die deze scanners in dit soort toepassingen gebruikten.
 

De werking van zo een veiligheidsscanner is op zich zeer eenvoudig want de scanner die bij de robot net boven de grond staat opgesteld, detecteert ondubbelzinnig wanneer er iemand te dichtbij komt en geeft dan een alarm.
“Een van de voordelen van de scanner is dat we twee zones kunnen definiëren”, zegt Helmut De Roovere. Wanneer iemand in de buitenste zone komt, laten we de robot vertragen en wordt er een alarm gegeven zodat de persoon verwittigd wordt dat hij te dicht bij de robot komt. Er is dan nog niet direct een gevaar en de robot kan zijn taak nog blijven uitvoeren, maar de snelheid wordt verlaagd zodat de robot snel stopgezet kan worden wanneer dat nodig zou zijn. Als de persoon nog dichter komt en het tweede veiligheidsveld betreedt, wordt de robot automatisch stilgelegd.”
 

De veiligheidsscanner communiceert hiervoor met de robotsturing die het safety algoritme beheert. Het is die sturing die de robot eerst trager laat werken en vervolgens, indien nodig, helemaal stil legt. In die sturing zijn ook al safe limits geprogrammeerd die ervoor zorgen dat de robot in geen geval buiten het bereik komt dat nodig is om zijn taken uit te voeren.
Door het gebruik van die safe limits, kan ook de veiligheidszone die door de scanner bewaakt moet worden, beperkt worden. In de praktijk is die zone wel groter dan het bereik van de robot want ook de mensen die bij de machine komen, hebben een zeker bereik en dat moet mee in rekening gebracht worden.

Helmut De Roovere: “Het gebruik van de scanners is een belangrijk element in ons opzet om de automatisering zo laagdrempelig mogelijk te maken. We willen een systeem dat rekening houdt met de operator en zich aan hem aanpast in plaats van omgekeerd. Daarom hebben we ook een gebruiksvriendelijk platform ontwikkeld dat boven de robotsturing draait en aangepast is aan de manier waarop operatoren het systeem gebruiken.” In die oefening wil RoboJob steeds verder gaan waarbij ook de werking van de periferische scanners verder verfijnd zal worden.

Helmut De Roovere: “Vandaag hebben we twee zones die gedefinieerd zijn in functie van het bereik van de robot. Dat willen we verbeteren door de veiligheidszones dynamisch aan te passen in functie van wat de robot op dat moment aan het doen is. In de risico analyse kunnen we voor elke positie en beweging van de robot bepalen welke op dat moment de veilige zones zijn. Dat moet de operatoren nog meer ruimte geven om veilig in de buurt van de robot te kunnen werken. En het versterkt ook het principe dat de robot rekening moet houden met de operator, want als die iets moet doen aan de machine, zal de robot wel verder werken, maar alleen als hij op die manier geen onveilige situatie voor de operator creëert.”