Cobot op verplaatsbaar platform: oplossing voor plaatverwerkende industrie

Kleine reeksen, grote variatie en grote onzekerheid over de orderportefeuille zorgen ervoor dat toeleveranciers in de metaalsector moeilijk oplossingen vinden in gestandaardiseerde automatisering. Bijgevolg kent de sector nog heel wat repetitief, manueel werk, wat weegt op enerzijds de productiekosten en anderzijds de toegevoegde waarde die technisch geschoolde medewerkers leveren. Sirris en de onderzoeksgroep KUL_ACRO hebben binnen het Coock+ ROBUST-project een innovatieve oplossing ontwikkeld: een cobot op een verplaatsbaar platform. Deze assistent kan eenvoudig worden aangepast aan de veranderende behoeften. De focus ligt op het automatiseren van belastende en repetitieve taken – vaak omschreven als ‘dirty, dangerous en dull’ – die weinig voldoening bieden voor de operator. De eerste versie van deze mobiele cobotassistent werd gepresenteerd tijdens de Sirris 4.0 Made Real roadshow in Genk op 3 december 2024.

ROBUST staat voor Reconfigurable Cobotic Production Assistant. Het hoofddoel van ROBUST is het transformeren van cobots tot mobiele, herconfigureerbare productieassistenten. Dit omvat het demonstreren van technologische bouwblokken die kmo’s kunnen gebruiken om cobots als mobiele, aanpasbare productie-assistenten in te zetten. COOCK+ ROBUST, gefinancierd door VLAIO, gaat bedrijven ondersteunen en op weg helpen met het implementeren van deze (semi-)geautomatiseerde oplossingen op basis van cobots.

Uitdagingen in automatisering

Het project vertrekt vanuit de uitdagingen rond automatisering bij plaatwerktoeleveranciers die voortvloeien uit kleine reeksen en variabele orders. Dit leidt tot handmatige processen die veel tijd vragen, terwijl de volledige skillset van de operator niet optimaal benut wordt. Dit is inefficiënt, zowel voor werknemers als voor werkgevers. ROBUST richt zich op het creëren van oplossingen die de mobiliteit, herconfigureerbaarheid en autonomie van cobots versterken. Deze oplossingen worden geïllustreerd door middel van vier demonstrators met verschillende toepassingen, zoals persen, lassen, ontbramen, boren, schroeven, schuren en verlijmen van diverse series producten. De demonstrators omvatten een breed scala aan praktische opstellingen en randvoorwaarden, waarbij ze in detail worden beschreven en hun impact op het productieproces wordt gemeten. Sirris en onderzoeksgroep KUL-ACRO worden daarbij ondersteund door een twintigtal bedrijven uit de sector die het project opvolgen en bijsturen. 

Wat maakt de cobot op een verplaatsbaar platform uniek?

De mobiele cobotassistent, ontwikkeld op basis van bestaande processen in het Sirris-labo te Genk, bestaat uit een cobotarm en een mobiel platform. De cobotarm is een standaardcomponent die veel gebruikt wordt en uitermate geschikt is voor het uitvoeren van de beoogde taken. Het mobiel platform moest aan onderstaande eigenschappen voldoen: 

Flexibel, snel en eenvoudig te verplaatsen tussen verschillende werkstations;

Voorzien van voeding, perslucht en communicatie met de werkpost via snel ontkoppelbare connectoren;

Om de veiligheid te waarborgen, is het veiligheidscircuit van de cobot gekoppeld aan dat van de machines, waardoor een noodstop beide stopt. Bovendien zorgen eigen veiligheidscanners dat de cobot vertraagt of stopt wanneer mensen te dichtbij komen.

Snel en efficiënt uitlijnen

Een belangrijk aspect van de cobotassistent is het snelle en nauwkeurige uitlijnsysteem voor samenwerking met machines. Tijdens het Sirris-evenement werd een tactiel uitlijningsysteem gedemonstreerd. Door de ingebouwde krachtgevoeligheid kan de cobot machineonderdelen aftasten en een referentie-assenstelsel (robotframe) berekenen. In de demonstrator gebruikt de cobot zijn grijper om een metalen taster op te pakken en metingen uit te voeren. Na verplaatsen van de cobot behoudt hij een herhaalnauwkeurigheid van circa +/- 1 millimeter binnen het werkbereik. In de toekomst worden andere uitlijningsmethoden onderzocht, zoals visiesystemen of fysieke koppelingen die de operator niet hinderen. 

Semi-automatische en gebruiksvriendelijke programmering

De cobotassistent moet niet alleen eenvoudig kunnen worden uitgelijnd, maar ook inzetbaar zijn voor andere, gelijkaardige productvarianten. Dit vereist een gebruiksvriendelijke programmering van de cobot, zodat operators eenvoudig de belangrijkste parameters van het proces kunnen aanpassen zonder uitgebreide training. Het proces is hierdoor semi-automatisch: de cobot neemt het zware werk uit handen, terwijl de operator een cruciale rol behoudt in het instellen van de juiste parameters in de cobots.

Praktijktests en verdere ontwikkeling

De demonstratie van de cobotassistent tijdens het Sirris 4.0 Made Real Roadshow evDeent is een eerste stap richting flexibele en herconfigureerbaar cobots voor kmo’s in de plaatverwerkende industrie. Deze sector ondervindt momenteel nog moeilijkheden om te genieten van de voordelen van automatisering, door beperkende factoren als kleine seriegroottes en een sterke variatie in producten. De volgende stappen van het Coock+ ROBUST-project zijn:

Het selecteren van de verschillende processen bij deelnemende bedrijven voor praktijktests en proof-of-concept. Deze tests dragen bij aan de verdere optimalisatie van de cobotassistent voor gebruik op de werkvloer;

Een tweede demonstrator ontwikkelen om de processen bij de bedrijven verder te ­optimaliseren.