VISION & ROBOTICS
jaaRgaNg 4 | NummeR 1 | feBRuaRI 2012
grijpersoorten toegelicht
efficiënt persluchtverbruik
Serviesgoed onder de loep
grip
Inclusief dossier
Metaalbewerking
02
www.fanucrobotics.bewww.fanucrobotics.nlTel.: +32 (0)15 20 71 57
Ontdek ons volledig productgamma op
Welcome to the
world
Welcome to the
worldMetalMetalMetalMetalMetalMetalMetalMetalMetal
Tot 1350kg tillen. Gebruiksvriendelijk. En nauwkeurig.
world
Tot 1350kg tillen. Gebruiksvriendelijk. En nauwkeurig.
FRBL_ADV_metal.indd 1 1/18/2012 4:21:52 PM
03
ColofonVision & Robotics is hét vakblad over automatise-
ringsoplossingen voor de maak-, agro-en foodindustrie
door specialisten in robotica en visionsystemen.
jaaRgaNg 4 | NummeR 1 | feBRuaRI 2012
Vision & Robotics verschijnt zes maal per jaar. Toezending
geschiedt op abonnementbasis en controlled circulation.
uITgeVeR
Henk van Beek, Fenceworks BV
Telefoon: 06 - 28 41 70 73
E-mail: [email protected]
RedaCTIe
Liam van Koert, Verbal Essence
Joanna Hughes, Verbal Essence
Telefoon: 06 - 17 58 82 65
Email: [email protected]
RedaCTIeRaad
Pieter Jonker, TU Eindhoven en TU Delft
Jaap van de Loosdrecht, Computer Vision Lab, NHL
Martin van der Have, RAB en ABB
Fred Bokhorst, RAB en Ferdar
Bas Wondergem, DVC
Hans Lenos, lenosonline.info
Wim Hoeks, NTS groep
VORmgeVINg
Laura Willemsen, Grafisch ontwerp
dRuk
Drukkerij ProFeeling, België
POSTadReS RedaCTIe
Maredijk 17, 2316 VR Leiden
E-mail: [email protected]
aBONNemeNTeN
adVeRTeNTIe-exPlOITaTIe
Mike de Jong, Bureau voor Marketing Media BV
Telefoon: 06 - 43 05 30 25
E-mail: [email protected]
aaN d IT NummeR weRkTeN mee
Yves De Groote, Bart Driessen, Nick de With,
Bram Janssen, Bert Stap, Philip van Ootegem
Column 03
Het is ook nooit precies goed. Helemaal niet wanneer het het weer betreft. En hoe-
wel ik in mijn vorige column ook al een beetje de Piet Paulusma heb uitgehangen,
kan ik door mijn koude vingertoppen en bijna bevroren tenen aan weinig anders
denken: van het weekend gaan eindelijk de schaatsen uit het vet! Een raar verlan-
gen eigenlijk. Ik ben geen goede schaatser. Daarvoor is mijn techniek te roestig
en zijn mijn enkels te zwak. Met mijn conditie is het al niet veel beter gesteld.
Ik vermoed dat ik na een ‘op en neertje’ op de Wijde Aa die bij ons achter loopt,
met de tong op de ijzers thuis kom. Er vanuit gaande dat er geen tegenwind is dan.
Want in dat laatste geval stop ik in Hoogmade, haal ik een ‘stempeltje’ bij de be-
kende kroeg en bel ik of ze me met de auto komen halen. Eigenlijk ben ik helemaal
niet gemaakt voor de kou. En net als de bloemetjes die afgelopen weken spontaan
en veel te vroeg de kop boven het nog zanderige maaiveld uitstaken, gaat de plot-
selinge temperatuursdaling me niet in de koude kleren zitten. Tussen de min vijf
en min tien overdag, daar ben ik niet op gebouwd. Om over de gevoelstempera-
tuur nog maar niet te spreken. Liefst pleit ik vanaf deze frisse werkplek (misschien
de volgende keer toch een wat zwaardere CV-ketel kiezen?) voor een vorstflat.
Of voor een robot natuurlijk. Want dat moet je die jongens (raar, ik zie een robot
eigenlijk nooit als meisje) toch nageven. Het zijn bikkels die ongeacht de tempe-
ratuur onverstoorbaar doorgaan. Geen ijsvrij voor de robot. Sterker nog, laat ze
maar gewoon in de koelcel werken als dat beter voor het te verwerken product is.
Ondertussen kunnen wij mooi gaan schaatsen. Want dat is aan robots niet besteed.
Of moet ik zeggen nog niet? Want wie weet is het in energetisch opzicht helemaal
niet zo’n raar idee. Hmm. Waar zo’n ijsvrijmomentje al niet goed voor is.
lIam VaN kOeRT
Ijsvrij
ww
w.z
eros
even
.de
ww
w.z
eros
even
.de
KUKA Automatisering & Robots, Centrum Zuid 1031, 3530 Houthalen, België. Email: [email protected]. Tel.: +32 (0)11 51 61 60.
ww
w.z
eros
even
.de
ww
w.z
eros
even
.de
Meer informatie over de nieuwe
KUKA-producten kan U vinden op:
www.automation-becomes-easy.com
Of scan deze QR-code met je
smartphone.
Automation becomes easy.
Ontdek hoe KUKA zich heeft toegelegd op het vereenvoudigen
van de robotica in elke dimensie: Automation becomes easy!
Eenvoudig te plannen. Eenvoudig te integreren. Eenvoudig te
bedienen. Eenvoudig in onderhoud. Eenvoudig in aanpassen naar
specifi eke vragen. Met de QUANTEC robotgeneratie – veelzijdiger en
sterker dan nooit ervoor. Met de KR C4 kontroller – waar overbodige
Hardware geëlimineerd is. Met het nieuwe KUKA smartPAD – de
gemakkelijkste manier om een robot te bedienen.
In dit nummer
Grijpersoorten toegelicht 08
Vijf stappen voor een efficiënt
persluchtgebruik 11
Robots rukken op
in de voedingsproductie 14
Serviesgoed onder de loep 18
Dossier Materiaalbewerking 21
VDL Steelweld robotiseert
met Digital Manufacturing 23
Robots houden tunnelwanden
in topconditie 26
Steeds meer robots op SPS/IPCdrives 28
Rubrieken
Redactioneel 03
Colofon 03
Nieuws 06
Branche Bulletin 30
Robotveiligheid 32
(Un)Safe 36
Productnieuws 38
Adverteerdersindex 41
Column Vision & Robotics 42
Inhoud 05
21
8
18
februari 2012| VISION & ROBOTICS
dossier metaalbewerking
Nieuws06
Bij Siemens leren onderzoekers de quadrocop-
ter steeds beter kijken. Het onbemande systeem
heeft een diameter van bijna een meter en is
voorzien van vier rotors. Tijdens de vlucht re-
gistreert het systeem de omgeving met lasers,
terwijl optische sensoren en videocamera’s elk
detail vastleggen. In een proces dat bekend
staat als ‘supervised learning’ worden zulke
systemen eerst geprepareerd met honderd-
duizenden beelden. Zo wordt als het ware het
proces geïmiteerd waarbij een kind onderscheid
leert te maken tussen bijvoorbeeld een boom en
een antenne, omdat het in het verleden al tal-
loze objecten heeft gezien. Vervolgens worden
deze beelden via intelligente algoritmen onder-
zocht op typische kenmerken. Op basis hiervan
kan de quadrocopter een nauwkeurig digitaal
3D-model van zijn omgeving samenstellen, bij-
voorbeeld van bagageafhandelingen, fabrieks-
gebouwen of evenementenlocaties ten behoeve
van bouwplanningen of gebouwinspecties.
In de toekomst kan het toestel routinematige
vluchten uitvoeren voor de inspectie van slecht
toegankelijke installaties, zoals windmolens en
hoogspanningsmasten. Computerwetenschap-
pers van Corporate Technology in Princeton en
München werken samen met robotica-experts
van het Massachusetts Institute of Technology in
Boston om deze geavanceerde ‘eye in the sky’-
technologie verder te ontwikkelen. Doel van
het project is het creëren van een systeem dat
digitale modellen van complexe binnenruimtes
kan produceren en ontoegankelijke installaties
kan inspecteren. Bij andere projecten die wor-
den uitgevoerd in diverse R&D-centra ontwikkelt
Siemens systemen die luchtopnamen kunnen
analyseren op complexe patronen (bijvoorbeeld
van industrieterreinen, gebouwen of wegen),
systemen die röntgenfoto’s van bagage en zee-
containers kunnen onderzoeken op verdachte
voorwerpen, systemen die verkeersborden
kunnen identificeren en lezen en systemen die
toezicht houden op mensenmenigten.
Voor onderzoekers op het gebied van kunst-
matige intelligentie vormt de ontwikkeling van
een systeem met visuele competentie na vijftig
jaar nog steeds een grote uitdaging. Computers
zijn nog steeds opmerkelijk primitief als het gaat
om het kijken naar de echte wereld. Waar een
klein kind moeiteloos het verschil ziet tussen een
boom en een antenne, is een computer niet in
staat om dergelijke beelden betrouwbaar aan het
betreffende object te relateren. Onderzoeks-
groepen uit wetenschap en industrie zijn dan
ook druk bezig om de beeldverwerkingfuncties
van kunstmatige systemen te verbeteren.
SIemeNS maakT geBRuIk VaN eeN meT SeNSOReN uITgeRuSTe mINIhelIkOPTeR VOOR heT VeRzameleN
eN INTeRPReTeReN VaN VIdeOBeeldeN. dIT TOeSTel, eeN zOgeNOemde ‘quadROCOPTeR’ kaN OP BaSIS VaN
de VeRzamelde daTa eeN dIgITaal 3d-mOdel CReëReN VaN de dIReCTe OmgeVINg VaN BIjVOORBeeld
eVeNemeNTeNlOCaTIeS eN faBRIekSgeBOuweN.
quadrocopter maakt 3d-beeld
Aan de Amerikaanse Harvard University hebben technici een robot ontwikkeld die geen harde delen bevat. Het vierpotig
robotje is vervaardigd uit een elastisch polymeer, wat moet resulteren in een relatief lichtgewicht en goedkoop systeem.
De aandrijving van het robotje is pneumatisch. Hiertoe hebben de onderzoekers skeletloze dieren, zoals de zeester en
de worm bestudeerd. Ook deze dieren zijn relatief licht en kunnen zich eenvoudig aan de omgeving aanpassen. Boven-
dien kunnen ze goed overweg met obstakels. In een poging deze voordelen te benutten, hebben de technici een vol-
ledig uit een elastisch polymeer bestaand vierpotig systeem gemaakt. Middels lithografie zijn in kleine luchtkamers en
luchtkanalen aangebracht in het kunststof aangebracht. Vervolgens zijn de kanalen met slangetjes aangesloten op een
compressor. Door de druk in de kamers alternerend te variëren, krommen of strekken de poten zich. Zodoende kan de
robot kan zichzelf met een snelheid van maximaal 4,3 meter per uur voortbewegen, wat overeen komt met 92 keer de
lichaamslengte van 4,7 cm. De onderzoekers beschouwen het eenvoudige productieproces van de robot als een belang-
rijk voordeel. Het concept leent zich hierdoor voor de goedkope productie van kleine robotjes. Ook maakt het de ontwik-
keling van prototypen mogelijk. Tot slot noemen de onderzoekers de relatief eenvoudige aansturing als pluspunt.
flexibele robot van elastisch polymeer
Nieuws
Google heeft al een systeem ontwik-
keld dat een auto zelf kan laten rij-
den, maar nu heeft het bedrijf ook
patent gekregen op de technologie
die de auto kan laten weten wanneer
deze zelf de controle mag overne-
men van de bestuurder en waar ‘ie
zich op dat moment bevindt. Volgens
Google kan deze technologie ervoor
zorgen dat de zelfrijdende auto bij-
voorbeeld gebruikt kan worden voor
toeristenritten of om een kapotte
auto zelfstandig naar een garage te
laten rijden. Het patent heeft betrek-
king op technologie die via twee sets
sensoren aan de auto duidelijk kan
maken waar deze is en waar deze
heen moet. De eerste set identificeert
een zogenoemde ‘landing strip’ een
specifieke plek waar een auto gepar-
keerd moet zijn voordat de techno-
logie de regie over kan nemen. Een
tweede set sensoren bepaalt dan op
welke strip de auto precies staat, aan
de hand van een combinatie van GPS-
bepaling en voorgeprogrammeerde
herkenningspunten zoals bomen en
gebouwen. Als de auto dit eenmaal
weet en geprogrammeerd is om naar
een bepaald punt toe te rijden, kan
die zelfstandig zijn weg vinden, om-
dat hij niet alleen via GPS bepaling
gestuurd wordt, maar ook bijhoudt
hoe er gereden wordt en aan de hand
van die data exacter kan bepalen
wanneer er welke actie vereist is.
Om de menselijke bestuurder te la-
ten weten waar de landing strips zich
bevinden, denkt Google aan simpele
markeringen op de weg, maar ook
het scannen van een QR-code met
informatie over de landing strip is in
het patent opgenomen. Om te weten
waar de auto heen moet rijden vanaf
die plek beschrijft het patent een ma-
nier voor de auto om via een internet
adres op te zoeken waar staat op wel-
ke locatie de auto verwacht wordt.
Google test al jaren uitgebreid met
zelfrijdende auto’s en heeft ook al
prototypes op de openbare weg rond-
rijden, uiteraard wel met een mense-
lijke bestuurder aan boord voor de
veiligheid. Volgens het bedrijf zou
een robot sneller kunnen reageren
dan een mens, dus als de technolo-
gie geperfectioneerd wordt, zou dit
in belangrijke mate kunnen bijdragen
aan de verkeersveiligheid. Overigens
betekent het patent niet dat andere
fabrikanten geen zelfrijdende auto
meer zouden mogen ontwikkelen.
Het patent heeft enkel betrekking
op de technologie die het mogelijk
maakt om te wisselen tussen men-
selijke besturing en autonoom rijden.
Een robot die zelfbewust wordt,
het lijkt niet langer toekomstmu-
ziek. Dat moet tenminste blijken uit
een experiment waarin een robot
zichzelf voor de eerste keer in een
spiegel bewondert. Bij het Spaanse
bedrijf TheCorpora, dat zich spe-
cialiseert in robotica, plaatsten ze
hun robot Qbo, die voorwerpen en
gezichten kan herkennen, voor een
spiegel om te zien of hij ook kon
leren zichzelf te herkennen. Qbo is
een open source project. De robot
is onder meer uitgerust met pro-
gramma’s voor stereoscopisch zicht
en het herkennen van voorwerpen
en gezichten. Met een eenvoudig
experiment was de robot in staat op
commando van een ingenieur zich-
zelf te herkennen door gebruik te
maken van de ‘Object Recognition’
en ‘Face Recognition’ modus.
Dit was slechts een eerste stap,
want bij TheCorpora werken ze aan
volgende experimenten. Zo moet
Qbo zichzelf kunnen herkennen in
een spiegel zonder de hulp van een
menselijke gids. En in een volgende
stap willen ze uitzoeken wat er ge-
beurt als Qbo geconfronteerd wordt
met een andere Qbo.
google krijgt patent voor zelfsturende auto
07Nieuws
flexibele robot van elastisch polymeer
Robot herkent zichzelf in spiegel
Onderzoekers van de Japanse Osaka University heb-
ben een robot gebouwd, die in de nabije toekomst
ingezet kan worden voor het redden van mensen-
levens. Asteriks, zoals de robot heet, is geïnspireerd
op de dierenwereld en speciaal ontwikkeld voor zoek-
en reddingsoperaties. De robot is zo gemaakt dat hij
omnidirectioneel is; het maakt niet uit of je hem op
zijn kop zet, want Asteriks zal dan de positie van zijn
benen draaien en vrolijk zijn weg vervolgen. Met de
recente natuurrampen in het achterhoofd, kan de
machine handig zijn voor het leveren van benodigd-
heden en camera-apparatuur aan overlevenden. De
mogelijkheden voor het gebruik van de robot zijn
divers. Zo kan Asteriks op afstand bommen ontmante-
len en surveillances uitvoeren.
asteriks kan mensen levens redden
0808
eR kOmT Veel kIjkeN BIj heT kIezeN VaN de juISTe gRIjPeR. Vaak leIdeN eR meeRdeRe wegeN
NaaR ROme, maaR IS afhaNkelIjk VaN de SPeCIfIeke TOePaSSINg eN de dOelSTellINg de eNe
OPlOSSINg BeTeR daN de aNdeRe. mOeT heT VaCuüm wORdeN Of TOCh meChaNISCh? eN alS dIe
keuze eeNmaal gemaakT IS, wORdT heT daN eeN zuIgNaP, BeRNOullIgRIjPeR, VORmgeSlOTeN
PaRallelgRIjPeR Of TOCh maaR eeN NaaldgRIjPeR?
grijpersoorten toegelicht
VaN fuNCTIe NaaR fySIeke OPlOSSINg
Product centraalWanneer de term grijper gebruikt wordt, hebben fabrikanten het over
het algemeen over de functie ‘grijpen’ Deze functie kan, naast met de
fysieke mechanische grijper, ook worden vervuld met behulp van een
zuignap die middels vacuüm een product vastpakt. Daarnaast kennen
beide hoofdtypen weer hun eigen varianten. Om te bepalen wat de beste
oplossing is, moet altijd vanuit het product gedacht worden. Deze heeft
namelijk een bepaalde vorm, massa, oppervlakte, elasticiteit en kwets-
baarheid. Daarna komen de omgevingsfactoren in beeld en ga je kijken
hoe je een cyclustijd zo laag mogelijk kunt krijgen, of juist met zo min
mogelijk energie de actie kunt uitvoeren. Hierbij zal in eerste instantie
gekeken worden naar standaard oplossingen, maar als deze niet toerei-
kend zijn, dan komen ook klantspecifieke grijpers in beeld.
VacuümgrijpersDe zuignap is wellicht de meest toegepaste grijper binnen de industrie.
Soms licht het gebruik van vacuüm, bijvoorbeeld bij de handling van pla-
ten, voor de hand. Een andere belangrijke reden voor het kiezen van
deze vacuümoplossing kan het gewicht van de grijper zijn. Doordat een
zuignap meestal lichter is, kan men met een kleinere en goedkopere
actuatoren uit de voeten en zal het dynamische gedrag van het systeem
beter zijn. Massa’s van de grijper kunnen namelijk snel oplopen. Zo is
bij een palletiseertoepassing van jerrycans de grijpermassa al snel der-
tig kilogram. Andere redenen kunnen omgevingsfactoren als hygiëne of
08 grijpers
Liam van Koert,
De Fingripper, afkomstig uit het
bionische laboratorium van Festo,
kan meerdere productvormen
mechanisch grijpen. Inmid-
dels is ook een ‘olifantenslurf ’
voor meer flexibiliteit aan de
configuratie toegevoegd.
grijpers 09
tijd – dit is de tijd die nodig is om de gewenste onderdruk te bereiken- ,
het zuigvermogen en de prijs. Ook de karakteristieken van de vacuüm-
generator kunnen in de software worden opgenomen om te kijken of de
verschillende gekozen zuignapjes het houden.
Vuistregels voor besparingHoewel er natuurlijk naar hartenlust gecombineerd kan worden met alle
ter beschikking staande middelen en hun parameters, loont het enkele
vuistregels in acht te nemen. Een voor de hand liggende regel die van
invloed is op het fysieke bouw van het vacuümsysteem, is het zo kort
mogelijk houden van de slang tussen zuignap en generator in verband
met optredende verliezen. En ook de evacuatietijd van de vacuümgene-
rator heeft onder te grote slanglengtes te lijden. Kies daarnaast niet te
hoge drukken. Vaak wordt gedacht: hoe meer vermogen, des te beter
het vacuüm, maar dat is onzin. In de regel is 4 tot 4,5 bar voldoende.
Daarnaast zijn generatoren grofweg in twee typen op te delen: een hoge
vacuüm variant en een hoge suctionflow variant. Beide hebben een iden-
tiek verbruik echter de hoge drukvariant genereert negentig procent va-
cuüm en is ideaal voor vlakke en of zware producten. De hoge flow vari-
ant genereert vijftig procent vacuüm maar met een tweemaal zo hoge
suctionflow. Dit maakt hem vaak een ideale generator voor hele snelle
applicaties of in applicaties waarbij het product poreus is en er sprake is
van lekkage over het zuignapoppervlak. Gebruik generatoren met een
luchtbesparingsfunctie als je nog meer wilt besparen. Deze schakelt de
generator uit als er voldoende vacuüm is bereikt, en weer in als er te
weinig onderdruk is. Ook kan je flowsensoren toepassen om ervoor te
zorgen dat je handling proces sneller verloopt. Zo kan je een actuator
alvast laten bewegen wanneer het vacuüm zeventig procent van de uit-
eindelijke waarde is.
BernoulligrijperWanneer over vacuümgrijpen wordt gesproken is het vastzuigen van het
product middels een zuignap veruit de meest toegepaste methode. Een
interessante grijpervorm die minder bekendheid geniet, is de Bernoul-
ligrijper. Onder invloed van de wet van Bernoulli, zweeft het op te tillen
product doordat de lucht er met hoge snelheid overheen wordt geblazen.
De grijper die ook wel ‘floating cup’ grijper wordt genoemd, is door
zijn contactloosheid erg geschikt voor de voedselverwerkende industrie.
Daarnaast wordt het gebruikt voor lastig op te pakken producten, zoals
plakjes ham, zalm of lasagne. Een traditioneel nadeel van de Bernoul-
ligrijper is wel dat hij minder nauwkeurig is en tevens niet dezelfde cyc-
lustijden haalt als zijn vastzuigende tegenhanger. Toch zien we dat ook
hier de techniek niet stil staat. Onder invloed van de interesse vanuit de
zonnecellen en waferverwerkende industrie (ook hier geniet contactloze
handeling de voorkeur kwamen enkele fabrikanten met Bernoulligrijpers
die naar eigen zeggen de oude pijnpunten het hoofd geboden hebben.
Ook blijkt het luchtverbruik van de nieuwe generatie Bernoulligrijpers
een stuk lager te liggen, wat de energiekosten uiteraard ten goede komt.
mechanische grijpersVoor een compleet overzicht is het tot slot de beurt aan de mechani-
sche grijper. De mechanische grijper kent een bijna net zo groot toepas-
singsgebied als zijn vacuümtegenhanger. Met name daar waar zeer hoge
nauwkeurigheid wordt verlangd is de mechanische oplossing populair.
omgevingstemperatuur zijn. In de voedselverwerkende industrie moet
de grijper goed gereinigd kunnen worden. Een zuignapoplossing is dan
meestal beter, omdat deze geen scharnierpunten bevat. Wel moet de
zuignap in siliconen zijn uitgevoerd, aangezien er geen giftige micros-
copische deeltjes in het voedsel terecht mogen komen. Siliconen zie je
ook vaak terug als er gewerkt moet worden bij hoge temperaturen. Bij
elektronica handling daarentegen is siliconen uit den boze en wordt er
voor zuignappen gekozen van antistatisch materiaal.
Vele parametersWanneer is vastgesteld dat vacuüm de beste oplossing voor een toepas-
sing is, zijn er naast het materiaal van de zuignap nog vele keuzes te
maken. Eerst dient een aantal producteigenschappen in kaart gebracht
te worden. Wat is de wrijvingscoëfficiënt van de gecombineerde ma-
terialen? Wat zijn de vorm en de massa van het product en wat is de
traagheid? Vervolgens kiest men de vorm van de zuignap (rond of ovaal),
inclusief het aantal balgen, de grootte van de zuignap, het aantal toe te
passen zuignappen en de positie van de verschillende zuignappen. Ook
de dynamische gegevens van de applicatie dienen goed in kaart te zijn.
Gelukkig is er software op de markt die al deze parameters in hun onder-
linge samenhang simuleert. Geen overbodige luxe wanneer men snel tot
de optimale oplossing wil komen.
SysteembenaderingMet de voorgaande waslijst aan selectiecriteria is de zoektocht naar de
juiste componenten voor het perfecte vacuüm grijper allerminst voorbij.
De vacuümapplicatie is namelijk een systeem waarbij ook de vacuüm-
generator en de verschillende ventielen, sensoren en besturing een rol
spelen. Hoewel het wat ver gaat ook de besturing in dit artikel aan bod te
laten komen, geldt voor de vacuümgenerator een zeer directe invloed op
het succes. Enkele zeer bepalende grootheden hierbij zijn de evacuatie-
Ook bij mechanische grijpertechnologie is wrijving een
belangrijke parameter om rekening mee te houden.
010010 food010
Ook voor deze grijpvorm is er een groot aantal keuzes te maken dat het
succes van de applicatie bepaalt. Het begint met de selectie van het type
grijper. Wordt het een parallelgrijper, driepuntsgrijper, radiaalgrijper of
hoekgrijper? Vervolgens wordt deze naast de applicatiegetallen gelegd.
Wat is de massa van het product, wat is de lengte van de grijpervinger en
wat is het moment dat hierop komt te staan? Maar ook de gewenste slag
of hoek (afhankelijk van het type grijper) en de benodigde nauwkeurig-
heid zijn belangrijke parameters. Het is namelijk niet zo moeilijk voor te
stellen dat wanneer je bij de assemblage van een fietsslot er een mil-
limeter naast zit, het allemaal niet meer past. Dit betekent dat de grijper
op 0,1 millimeter nauwkeurig moet kunnen werken. Bij waferproductie
liggen deze nauwkeurigheden in de orde van honderdsten. Ook bij me-
chanische grijpers speelt de wrijvingscoëfficiënt een belangrijke rol. Hier-
bij maakt het nog wel uit of we met een vormgesloten grijper te maken
hebben of met een krachtgesloten grijper. Bij een vormgesloten grijper
ligt het product door de vorm van de grijper al min of meer opgesloten
en kan het geen kant meer op. Bij krachtgesloten grijpers daarentegen is
het de wrijvingskracht die de grip bepaald. Het kan hier door optredende
versnellingen gebeuren dat de benodigde klemkracht vele male groter is
dan men op basis van de massa van het te tillen product zou verwach-
ten. Houdt in deze gevallen ook rekening met de extra belasting door de
vingers (hoe langer, hoe groter het moment) op de geleidingen. Overi-
gens kan ook hier middels speciale software gekeken worden of hiervoor
genoemde keuzes in relatie tot optredende snelheden, versnellingen en
jerk succesvol waren.
Ook mechanische grijpers werken over het algemeen op basis van pers-
lucht. Meestal betreft het een dubbelwerkend systeem, maar ook enkel-
werkende systemen met een veer komen voor. De openings en sluitings-
snelheden tot slot zijn om dat ze in de orde van tienden van seconden
liggen, meestal niet kritiek voor de meeste applicaties.
NaaldgrijpersEen bijzonder type binnen de groep van mechanische grijpers is de naald-
grijper. Naaldgrijpers zijn speciale grijpers die ook op basis van perslucht
werken. De naalden worden in het product ingebracht en trekken zich
terug middels een veersysteem of perslucht. De naalden staan hierbij
onder verschillende hoeken om een goede grip op het product te ga-
randeren. Er zijn diverse varianten voor verschillende omstandigheden
beschikbaar en tevens kunnen naalddiameters en slag worden aange-
past. Typische toepassingen worden gevonden in het grijpen van flexi-
bele materialen als textiel, isolatiematten, vezelcompounds als fleece of
vilt, tapijt, filters, geweven materialen (bijvoorbeeld met koolstofvezels),
polystyreen en metaalschuim.
V acuümtechniekIn het Latijns betekent vacuüm niets meer of minder dan ‘leeg’. Het is
dan ook een term die wetenschappers gebruiken voor de afwezigheid
van materie in een ruimte of volume. In de praktijk blijkt dit echter niet
haalbaar, zodat we het in de industrie weliswaar over vacuümtechniek
hebben, maar eigenlijk onderdruk bedoelen.
laag vacuüm (30-60%)We spreken van laag vacuüm als het gaat over drukken tot -30 kPa.
Laag vacuüm wordt vooral gebruikt bij hogere afzuigdebieten, vereist
voor onder andere poreuze werkstukken of werkstukken die bij een
diep vacuüm onderhevig kunnen zijn aan vervormingen.
midden vacuüm (60-90%)We spreken van middenvacuüm bij waarden tussen -30 en -85 kPa.
In dit gebied bevinden zich de meeste industriële toepassingen , zo-
als het handelen van materialen met een glad, niet-poreus oppervlak.
Denk hierbij aan glas, metaal of kunststof.
hoog vacuüm (> 90%)Voor alle waarden die onder de -85 kPA liggen, wordt van hoog va-
cuüm gesproken. Enerzijds worden dergelijke waarden veel toegepast
in laboratoria, maar ook bij het testen van leidingen en drukvaten of
bepaalde onderdelen in de vliegtuigindustrie komen deze lage druk-
ken veelvuldig voor. Gezien de hoge kostprijs is hoog vacuüm minder
geschikt als automatiseringsoplossing.
010 grijpers
Wanneer gezorgd wordt voor voldoende wrijving middels
een friction cup hoeft zelfs olie geen probleem te zijn.
011
VOOR NIeTS gaaT de zON OP. eN wIe zIjN kOP IN de wINd STeekT, kaN de lONgeN kOSTelOOS meT VeRSe
luChT VulleN. zOwel zON alS wINd zIjN SINdS meNSeNheugeNIS zO’N VaNzelfSPRekeNdheId, daT
heT maaR laNgzaam dOORdRINgT daT PeRSluChT VOORal dOOR TOedOeN VaN Vele lekkageS eeN
duuRdeRe eNeRgIeBRON IS. wIe eR eChTeR SlIm mee OmgaaT, kaN Veel geld BeSPaReN. eeN
VIjfSTaPPeNPlaN helPT de geBRuIkeR OP de gOede weg.
Vijf stappen voor een efficiënt persluchtgebruik
Als één van de oudste energiedragers neemt
perslucht al vele decennia een belangrijke plek
in de industriële productie in. Of het nu gaat
om de aandrijving van handgereedschappen
als de pneumatische boor, het aansturen van
machines of processen als het vernevelen van
verf, in bijna elke fabriek zijn wel compres-
soren te vinden die er voor zorgen dat de op
druk gebrachte lucht zijn belangrijke werk kan
doen. Recente getallen laten zien dat zo’n tien
procent van de elektriciteitsrekening van de
Europese industrie voor rekening komt voor de
opwekking van perslucht. Dit komt neer op on-
geveer 80 TWh. Het feit dat bij veel gebruikers
de perceptie bestaat dat lucht nagenoeg gratis
is – de kosten worden veelal met de overige
elektriciteitskosten op de grote hoop gegooid –
kost het bedrijfsleven dan ook veel geld. En de
bedrijven die het persluchtverbruik wel in het
vizier hebben, weten lang niet altijd waar de
grootste winst te behalen valt.
BewustwordingEen beter omgaan met perslucht begint met
bewustwording. In het geval van lekkage, zou
het net zo vanzelfsprekend moeten zijn de
lekken te dichten als wanneer het om olie of
water gaat. Want hoewel een persluchtlek niet
zoveel sporen achterlaat als voorgenoemde
lekkages, is volgens een rapport dat begin
2000 door het Frauenhofer instituut werd ge-
publiceerd vijf tot vijftig procent minder pers-
luchtverbruik mogelijk. En hoewel afhankelijk
van de applicatie, valt het leeuwendeel van
deze besparingen - meer dan veertig procent
- te behalen door het verhelpen van de lek-
kages. Omdat persluchtvoorziening niet op
zichzelf staat, maar een systeem is van com-
pressoren, leidingen, koppelingen, ventielen
Liam van Koert
Perslucht
012
situatie. Meten blijft immers weten. Hiertoe
wordt eerst gekeken waar de lekken zich be-
vinden en hoe groot deze zijn. Het is hierbij
een misvatting dat lekkages op gehoor kun-
nen worden opgespoord. Want hoewel een lek
van één millimeter in een systeem met een
werkdruk van één bar – dit kost zo’n vijfhon-
derd euro per jaar – op deze manier nog wel
te vinden is, hoor je dat lek van zestien mil-
limeter in hetzelfde systeem – dit kost 20.000
euro per jaar – helemaal niet. De praktijk wijst
uit dat slecht twintig procent van alle lekka-
ges, uitgaande van een standaard ruimte met
en actuatoren, is ook veel te besparen door
optimalisatie. Hierbij kan gedacht worden
aan het kiezen van betere compressoren, het
aanpassen van de regeling (bijvoorbeeld in
cascadeopstelling), het zorgen voor de juiste
leidingen en koppelingen op de juiste plek en
het nog eens kritisch kijken naar de machines
en installaties zelf. Met de bewustwording om-
trent perslucht komt naast een lagere energie-
rekening vaak nog een extra bonus: een goed
ingeregelde machine of installatie gaat langer
mee en heeft over het algemeen een hogere
capaciteit.
meten is wetenHeeft men de bovenstaande getallen op zich
laten inwerken en bestaat er de wens het
persluchtverbruik eens goed onder de loep
te nemen, dan is het tijd voor het maken van
een plan van aanpak. Dit is niet iets wat on-
derschat mag worden en is dusdanig specialis-
tisch werk, dat men er in de meeste gevallen
verstandig aan doet er een expert bij te ha-
len. Het plan van aanpak begint namelijk met
een duidelijke weergave van de bestaande
tig tot vijfennegentig procent moet haalbaar
zijn. De juiste manier van repareren speelt hier
bij een belangrijke rol. En ook andere elemen-
ten die bijdragen aan de besparing kunnen
worden bekeken. Zo kan het in sommige ge-
vallen geld opleveren door de warmte van de
compressoren (van de 100 procent energie die
je erin stop wordt soms 90 procent omgezet in
warmte) te gebruiken om bepaalde ruimten te
verwarmen. Hoe vergaand de besparingsope-
ratie ook strekt, het plan van aanpak laat zien
wat de kosten en de baten zijn en helpt natuur-
lijk ook het hoger management te overtuigen.
een geluidsniveau van zestig decibel, op het
gehoor kan worden gevonden. Gelukkig zijn er
de afgelopen jaren meerdere bedrijven geko-
men die zich specifiek richten op deze tak van
sport. Ze beschikken over de juiste apparatuur,
die overigens ultrasoon is en dus wel degelijk
werkt op basis van geluid, om lekken te kun-
nen opsporen. Hierbij hoeft in veel gevallen de
machine of installatie niet te worden stilgezet
in verband met achtergrond geluid. Dit komt
doordat de sensoren weliswaar zeer gevoelig
zijn in termen van decibellen, maar zich richten
op een bepaald frequentiegebied (typisch 38-
42 kHz). Dit is natuurlijk helemaal van belang
bij metingen om en nabij de compressor. Ook
voor leidingen die lastig te bereiken zijn, bij-
voorbeeld door de grote hoogte waar deze zich
bevinden, is er een oplossing: de paraboolsen-
sor. Deze is geschikt voor afstanden tot vijftig
meter. De meeste lekkages worden overigens
gevonden bij de koppelingen, dit in verband
met sleutelwerkzaamheden.
Zijn alle lekkages in beeld, dan is de vraag hoe
deze het beste kunnen worden gedicht. Hon-
derd procent lekvrij is een utopie, maar negen-
Snel resultaatEerder werd al gesteld dat een honderd pro-
cent lekvrije situatie een utopie is. Begin daar-
om met die aanpassingen die snel een groot
resultaat opleveren. Het houdt de moed erin
en zorgt voor snelle terugverdientijden. Naast
het verhelpen van de lekkages is het op zoek
gaan naar de ondergrens van de benodigde
werkdruk voor machines en installaties – deze
wordt in de volksmond schertsend ook wel
eens de piepdruk genoemd: de druk waar de
operator gaat piepen – misschien wel de een-
voudigste manier om het persluchtverbruik te-
juiste spullen, juiste plek, juist gebruiktDe experts hebben niet alleen verstand van
lekkages. Ook zien zij of het algehele systeem
wel optimaal is ingericht. Zijn de juiste type
koppelingen en leidingen wel toegepast? Hoe
zit het met diameters en slanglengtes? Zitten
er geen onnodige bochten en overlopen in
het systeem? Een hoop dingen liggen voor de
hand: uiteindelijk moet de lucht met zo min
mogelijk weerstand de machine of installatie
in kunnen. Toch worden in de praktijk veel
houtje touwtje aansluitingen gerealiseerd en
het voorkomen hiervan is vooral een kwestie
van discipline. Ook een andere configuratie
kan helpen: is het een idee om de hoofdpers-
leiding als ringleiding neer te leggen? Dit kan
leiden tot een lagere benodigde werkdruk en
daarmee een lagere belasting van de compres-
sor. Tot slot zijn er de laatste jaren ook steeds
meer intelligente componenten gekomen die
bij de besparing kunnen helpen. Zo zijn er va-
cuüminjectoren die op precies het juiste mo-
ment in- en uitschakelen. Ook met dergelijke
technologie valt veel te besparen.
Perslucht
013
Blijven controlerenIs alles eenmaal geoptimaliseerd, dan is het
zaak het persluchtsysteem ook in goede con-
ditie te houden. Meten blijft weten en wil men
structureel besparen, dan kan dit alleen met
een goed energiebeheer. Men zou natuurlijk
periodiek de persluchtinstallatie kunnen nalo-
pen en enkele malen per jaar kunnen kijken of
er nieuwe lekken zijn ontstaan. Filters dienen
periodiek te worden vervangen en onderdeel
te zijn van een proactief onderhoudsregime.
Maar wil men het persluchtverbruik echt goed
in de hand houden, dan is condition moni-
rug te dringen. Wat in de praktijk namelijk veel
voorkomt is dat er op de werkvloer een te lage
werkdruk wordt gesignaleerd, waarop alle re-
duceren omhoog worden gedraaid. Hoewel dit
visueel lijkt te werken, wordt in feite de vraag
verhoogd en wordt de druk te laag. Een goede
manier om de ondergrens op te zoeken is te
kijken bij welke druk een machine in storing
gaat. Kijk vervolgens waarom de machine in
storing gaat. Zijn bijvoorbeeld alle filtereenhe-
den netjes vervangen en kan men misschien
lokaal ook uit de voeten met een booster, om
de druk alleen plaatselijk te verhogen? Regel
dus op applicatieniveau met behulp van ven-
tielen. Ook op actuatorniveau kunnen verge-
lijkbare maatregelen helpen. Het plaatsen van
een reduceer rechtstreeks in de cilinderpoort
dringt het persluchtverbruik mogelijk met 33
procent terug. Voor de teruggaande slag is im-
mers meestal niet de volledige werkdruk no-
dig. Uiteindelijk zal de lagere werkdruk niet al-
leen bijdragen aan een minder hard werkende
compressor, ook zal de hoeveelheid weglek-
kende lucht als direct gevolg van deze verla-
ging afnemen.
wordt zo ver mogelijk omlaag gebracht en een
energiebeheersysteem wordt geïmplementeerd.
Hierbij is zowel kennis ten aanzien van pers-
lucht, als specifieke proceskennis vereist. Een
mooi voorbeeld is het gebruik van nozzles voor
bijvoorbeeld schoonblazen, koelen of transporte-
ren. Een energie-efficiënte nozzle met reduceer-
ventiel voor een minder turbulente stroming,
gaat hier hand in hand met de kennis over het
blazen zelf. Blaast men te hard dan verbruikt
men onnodig veel lucht, maar bereikt men ook
niet de juiste kwaliteit. Juist hier zijn besparingen
mogelijk tot vijfenzeventig procent.
toring de manier om dat te doen. Door het
plaatsen van flowmeters kan de prestatie van
een machine of installatie continu in de gaten
gehouden worden en kan er direct worden in-
gegrepen wanneer er iets fout dreigt te gaan.
Natuurlijk kosten flowmeters en bijbehorende
visualisatie- en beheersoftware extra geld,
maar de terugverdientijd van deze investering
ligt, wanneer de kosten van lekkage en een
betere performance van machine of installatie
in het algemeen worden meegenomen, in de
orde van maanden. Tot slot kan het als machi-
nebouwer aanbieden van een analyseservice,
waarbij voor de klant het machinepark online
in de gaten wordt gehouden, zowel als een
winstgevende als een onderscheidende acti-
viteit gelden.
VakwerkResumerend kunnen vijf stappen worden on-
derscheiden voor een efficiënter omgaan met
perslucht. Het begint met de bewustwording,
vervolgens wordt een plan van aanpak gemaakt,
samen met experts worden toegepaste mate-
rialen en lay-out geoptimaliseerd, de werkdruk
ultrasone lekdetectorenLekkagedetectie vindt plaats op basis van het meten van
het geluid dat een lek produceert. De lekdetector is in
feite niets anders dan een microfoon die zeer gevoelig is
voor de frequenties die door gaslekken worden geprodu-
ceerd. Hoewel dit er meerdere zijn (twintig procent van
de lekken is voor mensen hoorbaar), wordt over het alge-
meen een frequentie rond de 40 kHz gekozen. Dit blijkt de
beste balans tussen een hoogenergetische waarde (des te
meer energie een lek krijgt, des te hoger de frequentie)
en de geleidbaarheid van lucht (lucht geleidt hoge fre-
quenties slechter). Op deze manier is er zo min mogelijk
verstoring door andere bronnen en kan tegelijkertijd de
afstand worden gemaximaliseerd. Verdere in de detector
aanwezige elektronica zorgt voor de juiste filters en ver-
sterkers voor een optimaal resultaat.
Lekdetectoren zijn er in allerlei soorten en maten. Zo zijn
er verschillende typen microfoons – met de parabooluit-
voering als kampioen voor wat betreft de afstand (tot cir-
ca vijftig meter) – zijn er tal van variaties voor wat betreft
visualisatie en datamogelijkheden en zijn er zelfs speci-
fieke uitvoeringen voor explosieveilige omgevingen. In
de meeste gevallen is er tevens de mogelijkheid om een
koptelefoon aan te sluiten, om ook auditieve terugkoppe-
ling te krijgen over waar het lek zich bevindt.
Opp.
dia (mm)
l/min kubieke m/jaar
met 8000h
= kW Kost in €
1 80 38.400 0,4 288
3 670 321.600 4 2.880
5 1857 891.360 10 7.200
10 7850 3.768.000 43 30.960
Gemiddelde kosten van een lekkage
Tabel 1: Besparingsmogelijkheden voor persluchtBetere regeling van de compressoren 10%
Machine of installatie verbeteren 12%
Optimaliseren persluchtsysteem
(leidingen, koppelingen, etc.) 26%
Lekdetectie 42%
Tabel 2: het effect van een lagere werkdruk*Flow bij 6 bar (o): 255,5 l/min
Flow bij 7,56 bar (o): 312,5 l/min (+22,3%)
Flow bij 8,41 bar (o): 343,5 l/min
(+ 9,9% t.o.v. 7,56 en +34,4% t.o.v. 6 bar)
Lagere flow = minder lekkage
Perslucht 013
014
VIjf leVeRaNCIeRS VaN ROBOTS VOOR de VOedINgSINduSTRIe, alSmede deSkuNdIgeN VaN de SeCTOR-
fedeRaTIe VOOR de TeChNOlOgISChe INduSTRIe agORIa, waaRONdeR OOk SIRRIS, SCheTSeN de ONTwIk-
kelINgeN IN ROBOTISeRINg IN de faBRIek. OOk de dRIjfVeReN eN Te VeRwaChTeN ReVOluTIONaIRe zakeN
kOmeN TeR SPRake. IS de OPeRaTORVRIje faBRIek eeN uTOPIe Of mISSChIeN al weRkelIjkheId?
Welke zijn de voornaamste ontwikkelingen op
dit moment en in welke type robots vinden we
die terug?
Pieter Rebry: “Robots worden in de voedings-
industrie steeds meer ingezet voor het primair
verpakken en voor het verwerken van verse
producten, waaronder vlees, vis, kaas en berei-
de gerechten. Dit brengt extra eisen met zich.
Zo zijn de snelheden hoger dan bij het verwer-
ken van secundaire verpakkingen en het pal-
letiseren. Bovendien liggen in een productie-
omgeving de eisen die worden gesteld aan de
hygiëne en de reinigbaarheid hoger dan in een
verpakkingsomgeving voor secundaire verpak-
kingen. Wat betreft bereik, laadvermogen, snel-
heid en nauwkeurigheid doen de Stäubli robots
HE2 robots type TX60 tot TX200, die speciaal
voor de voedingsindustrie zijn ontwikkeld, niets
onder voor hun standaard industriële versies.”
Kris Jans: “Eenvoudige, snellere en intelligen-
tere visiesystemen brengen het automatiseren
op een hoger niveau. De intelligentie van de
robotbesturing wordt tevens gebruikt om XYZ
machines via ‘motion control’ aan te sturen.
Dit speelt vooral in de bottelarijwereld. Verder
zijn er robots ontwikkeld die onder extreme
omstandigheden kunnen werken, zoals bij een
omgevingstemperatuur tot -30°C.”
Anje Van Vlierberghe: “Deltarobots worden
meer en meer ingezet in de voedselindustrie,
waar de snelste robots ter wereld van dit type
te vinden zijn.”
Sven De Troy: “Zoals hiervoor gezegd, wordt
veel ingezet op robots met parallelle kinema-
tica. Festo, bijvoorbeeld, heeft hiervoor twee
mooie op de natuur gebaseerd prototypecon-
cepten uitgewerkt: grijpers zoals de slurf van
een olifant en een vinvormige grijpers voor
delicate voorwerpen en andere kinematica dan
de slurf.”
Gianni Paddeu: “Het is ook gedaan om lange
uren te verspillen aan programmatie om een
werkend geheel te creëren zonder het concept
verder te verfijnen. We hebben hiervoor de MO-
TOPick software die toepasbaar is op alle robots,
maar deze wordt vooral ingezet met onze nieu-
we deltarobot zoals MPP3, MPK2. Door deze soft-
ware is het mogelijk de machine in een hand-
omdraai te laten lopen, waarbij het overzicht van
de functies niet verloren gaat en het aanpassen
aan de specifieke wensen van de gebruiker mo-
gelijk is. Dit biedt vooral voor de integrator en ten
slotte ook de eindgebruiker meerwaarde.”
Welke zijn de voornaamste drijfveren?
Gianni Paddeu: “Robotica heeft één enorm
belangrijke rol te vervullen: de voedingsketen
Robots rukken op in de voedselproductie
de VOedINgSkeTeN mOeT VeIlIg, effICIëNT eN kOSTeNeffeCTIef zIjN
Yves De Groote
food
Gesprekspartners:
Jeroen Vits (adviseur mechatronica), Agoria, Brussel
Anje Van Vlierberghe (programma manager mechatronica),
Sirris, LeuvenSven De Troy (productietechnoloog), Sirris, Leuven
Kris Jans (sales en marketing), Kuka Automatisering
+ Robots NV, Houthalen
Pieter Rebry (sales engineer), Stäubli Benelux NV, Bissegem
Peter Kiekens (sales manager), Fanuc Robotics Benelux, Mechelen
Haayo Terpstra (Business Development Manager Robotics),
ABB BV, Zaventem
Gianni Padden (account manager robotica), Yaskawa Benelux BV,
Son (Nederland)
015food
moet veilig, efficiënt en kosteneffectief zijn.
Moeilijke arbeidsomstandigheden, die vaak
gepaard gaan met hele koude of hoge tempe-
raturen en ergonomische factoren, spelen een
alsmaar belangrijkere rol.”
Pieter Rebry: “Toenemende kwaliteitseisen en
eisen op vlak van microbiële zuiverheid, zowel
voor verse als voor verwerkte producten, zijn
hierbij ook van belang.”
Anje Vlierberghe: “Ook is van belang dat het
vinden van operators steeds moeilijker wordt.
Dit geldt met name wanneer zij uit hygiëneoog-
punt in koele of koude omstandigheden moe-
ten werken.”
Kris Jans: “Door de betere machinebeschik-
baarheid kunnen de productiekosten worden
gedrukt. In sommige gevallen kunnen bedrijven
de levertermijn van hun producten aanzienlijk
inkorten of grotere batches in een aanvaardbare
tijdspanne afhandelen. Dit kan de concurrentie-
positie aanzienlijk verbeteren.”
Haayo Terpstra: “Het antwoord is hier kortom
eenvoudig, te weten: kostenreductie.”
Welke zijn de voornaamste ‘enablers’?
Pieter Rebry: “Naast de toegenomen aanvaar-
ding van robots ‘upstream’ in het voedingsver-
werkingsproces zijn dit de ontwikkeling van
geschikte reinigingsmiddelen en procedures die
beantwoorden aan de hygiënevereisten van de
robot.”
Peter Kiekens: “De technologische vooruit-
gang: vroeger kon het niet, nu wel. Het moet
ook. Alles moet vlugger, hygiënischer en kos-
tenbesparend zijn. Ook werkkrachten vinden
die een monotoon werk willen verrichten is niet
meer vanzelfsprekend.”
Sven De Troy: “Steeds meer onderzoeksontwik-
kelingen worden op industrieel niveau toepas-
baar en economisch rendabel.”
Anje Van Vlierberghe: “Van belang zijn na-
tuurlijk ook de dalende prijzen van de robots en
de genoemde technologische ontwikkelingen.”
Gianni Paddeu: “Vraag en aanbod blijven de
drijvende kracht voor bovenstaande ontwikke-
lingen. Wat heb heeft een bedrijf aan een ‘exo-
tische’ robot of software die toch niet verkoopt?
Enkel wat prestige kan de ondernemers hier
mee scheppen en daar blijft het bij.”
Wat mogen we voor ontwikkelingen en nieu-
wigheden verwachten bij de robotisering in de
voedingsindustrie?
Jeroen Vits: “De belangrijkste ontwikkelingen
zijn hogere snelheden van de robotica en van
de besturing zijn. De bediening wordt boven-
dien eenvoudiger. We krijgen bij wijze van spre-
ken ‘robots for dummies’.”
Kris Jans: “Visiesystemen die de robots aanstu-
ren en een productcontrole uitvoeren maken
robots nog intelligenter.”
Peter Kiekens: “Visietechnologie is helemaal
niet meer weg te denken. Deze technologie
wordt volop gebruikt om producten te sorteren
op basis van bepaalde criteria, alsook om kwa-
liteitscontroles uit te voeren. FANUC heeft hier-
voor zijn eigen geïntegreerd iRVision systeem.
In het algemeen worden de robots steeds beter
geschikt voor toepassingen in de voedingsindu-
strie door volledig te voldoen aan de specifieke
gestelde industrie eisen.”
Sven De Troy: “ACRO (AutomatiseringsCentrum
Research en Opleiding, red.) heeft bijvoorbeeld
een systeem ontwikkeld voor het automatisch
sorteren van appels. Dan is er nog de industri-
ele zes-assige hygiënisch robot van Kuka, waar-
bij kadavers van varkens worden versneden.
De positionering gebeurt met behulp van een
visiesysteem.”
Haayo Terpstra: “Een andere waardevolle ont-
wikkeling is de simulatie en off-line program-
mering van robots in een verpakkingsproces.
Robots doen steeds vaker nuttig werk voor in de productieketen.
016
Simulatie helpt het verpakkingsproces beter
inzichtelijk te maken waardoor risico’s worden
vermeden. Het grote voordeel van off-line pro-
grammering is dat stilstandtijden sterk kunnen
worden verkort”.
Jeroen Vits: “De ontwikkeling van ‘zachte han-
den’ voor het hanteren van voedingsproducten
gaat ook verder. Dit omvat de verdere ontwik-
keling van visiesystemen. Een gedetailleerde
visiesysteem is noodzakelijk om objecten die
telkens van vorm en positie verschillente detec-
teren. Belangrijk zijn ook de besturingsystemen
die op basis van de visualisatie de robot naar
de juiste coördinaten in de ruimte doen bewe-
gen. Verder zijn sensoren van belang voor een
terugkoppeling, wanneer een object afwijkt
van het berekende zogenoemde contourplot.
Deze sensoren maken een robot bijvoorbeeld
drukgevoelig, zodat de beweging van de robot
wordt afgeremd bij stijgende weerstand. Verder
is er de ontwikkeling van grijpers op basis van
vacuümtechnologie, waarbij op een efficiënte
wijze voldoende trekkracht wordt gerealiseerd
bij hoog verlies aan vacuüm door ruwe opper-
vlakken of vormverschillen.”
Gianni Paddeu: “Het gebruik van performan-
tere materialen die beter bestand zijn tegen
reinigingsproducten met een hogere of lagere
pH-waarde is een andere belangrijke ontwikke-
ling. Dit geldt in het bijzonder voor de ‘high
care’ zones in de productie, waar nat wordt ge-
reinigd. Ook is er steeds meer aandacht voor het
hygiënisch ontwerp van de robot, zodat deze
beter reinigbaar is.”
Jeroen Vits: “Robots zullen ook beter be-
schermd zijn tegen externe invloeden en vol-
ledig zijn ingepakt, naast eenvoudig te reinigen.
Voorkomen moet worden dat smeermiddelen
op de producten druppen.”
Peter Kiekens: “Doordat de robots voor de voe-
dingsindustrie standaard voorzien zijn van een
speciale coating en RVS componenten, zijn ze
bestand tegen allerlei detergenten die gebruikt
worden voor het reinigen. Fanuc robots worden
daarom ook ingezet voor het handelen van niet-
verpakte voedingsproducten.”
Haayo Terptra: “We kunnen verder nog stellen
dat de pioniersfase achter ons ligt en we nu de
periode in zullen gaan van standaardisatie. Bij
ABB zien we nu dat we niet alleen uitkomen
met nieuwe robots, maar ook meteen met stan-
daard grijpers, camera’s, processoftware en vei-
ligheidsvoorzieningen.
Wat niet te standaardiseren is, blijft het terrein
van de systeemintegratoren.”
Mogen we revolutionaire zaken uit andere sec-
tor verwachten in de voedingsindustrie?
Jeroen Vits: “Sensortechnologie uit andere sec-
toren maakt zeer veel vooruitgang en biedt ook
mogelijkheden voor de voedingsindustrie. Het-
zelfde geldt voor de software voor herkenning
en visualisering.”
Haayo Terpstra: “De meest belangrijke ontwik-
kelingen vinden plaats op het gebied van sen-
sortechnieken, waardoor robots beter instaat
zullen zijn te reageren op een veranderende
omgeving. Ze worden daardoor veel flexibeler.
Denk vooral aan ontwikkelingen op het gebied
van cameratechniek. Er is een trend naar real
time reageren op sensorinformatie. Hiervoor
moet de robotbesturing worden aangepast. Zo
maakt ontwikkelingwerk van ABB het mogelijk
dat een sensor niet meer op de ‘main’-computer
van de robot wordt aangesloten, maar op de as-
computer waardoor deze bijna real time kan
reageren.”
Anje Van Vlierberghe: “Een voorbeeld is ook
het gebruik van millimetergolven of hyperspec-
trale camera’s, die eerder voor ruimtevaart en
militaire toepassingen ontwikkeld waren. Hier-
mee kunnen voor het oog onzichtbare zaken
toch zichtbaar worden, zoals kwaliteitsgebre-
ken onder de schil van fruit, of ijsvorming in
voedsel bij lage temperatuur, of onzichtbare
vreemde voorwerpen in voedsel. De integratie
van dergelijke sensoren in robots biedt heel wat
mogelijkheden die nog niet volledig onderzocht
zijn. Dit geldt niet enkel voor kwaliteitscontrole,
maar bijvoorbeeld ook, zoals al genoemd, bij
het versnijden van vlees of fruit of groenten,
waardoor theoretisch gezien een hoger rende-
ment mogelijk is. Deze technologieën zijn op
zich verre van nieuw, maar onderzoeksinstellin-
gen als IMEC en VUB zijn hier momenteel volop
mee bezig.”
Gianni Paddeu: “Er wordt continu nieuwe ma-
terialen ontwikkeld, zoals in de medische en
farmaceutische sector, die beter bestand bie-
den tegen allerlei reinigingsprocedures.”
food
De deltarobot is veruit de meest toege-
paste robot in de verwerking van voedsel.
Wat zijn de voornaamste onderzoeksprojecten
en waar vinden die vooral plaats in België?
Peter Kiekens: “Projectonderzoek concen-
treert zich bij integratoren en wèl vooral op
vraag van de eindgebruikers. Zo neemt Fanuc
Robotics neemt het robotontwikkelingsvraag-
stuk voor haar rekening, in samenspraak met of
op aangeven van de machine- en lijnbouwers.”
Gianni Paddeu: “Hier en daar zijn onderzoeken
bezig op gebied van visie, en lijn-scanning om
volumes en geometrieën te bepalen van toch
meestal grillige vormen van voedingproducten.
Andere projecten gaan over de verbeteringen
van robotgrijper om te voorkomen dat produc-
ten beschadigen.”
Anje Van Vlierberghe: “Onderzoeksprojecten
gaan niet zozeer om de robots zelf maar eerder
naar (integratie van) sensoren bij IMEC en VUB.
In België speelt Flanders’ Food een belangrijke
rol bij het initiëren van gelijkaardige projecten.”
Sven De Troy: “Er wordt ook gekeken naar de
mogelijkheden om onderzoek dat zich in eer-
ste instantie niet richt op de voedingsindustrie
bruikbaar te maken voor de voedingsindustrie.”
Hoe ver zijn we van de operatorvrije voedings-
middelenfabriek (alleen de onderdienst komt
nog in de fabriek)?
Kris Jans: “De diervoedingsindustrie en de bot-
telarijen staan op dit vlak al erg ver, maar dit is
sterk afhankelijk van de sector binnen de voed-
selindustrie.”
Jeroen Vits: “Het is ook een afweging tussen
automatisatie en handenarbeid. Mens is nog al-
tijd flexibeler als een robot.”
Gianni Paddeu: “In de meeste bedrijven zullen
altijd nog operatoren ingeschakeld worden om
visuele controles en steekproeven uit te voeren.
De kwaliteit moet te allen tijde gegarandeerd
blijven.”
Haayo Terpstra: “Operatorvrij is een utopie al
kunnen we wel vaststellen dat er een duidelijke
wens is voor één operator per één of twee pro-
ductielijnen. Dit wordt al steeds meer waarheid.”
Anje Van Vlierberghe: “Voor operatoren blij-
ven er steeds taken over die minder repetitief
zijn. Bovendien is de voedingsindustrie, zeker
wat verpakking betreft, een industrie waar erg
veel variatie en thema’s zijn. Verpakking wordt
ook vaak als marketing gebruikt, dat wil zeg-
gen steeds weer andere vormen of materialen,
waardoor 100% automatiseren niet altijd trivi-
aal is.”
Sven De Troy: “Veelal wordt slechts op dee-
laspecten geautomatiseerd. Veelal enkel daar
waar er zich repetitieve taken voordoen met
een beperkte variatie. We zien binnen Sirris
wel duidelijk een trend naar automatisatie voor
kleinere reeksgroottes en een grote productva-
riëteit, maar we merken dat dergelijke automa-
tisatie ook de tijd nodig heeft om door de indu-
strie geaccepteerd te worden. De economische
situatie van de laatste jaren speelt hierin ook
een rol waardoor er vaak terughoudender wordt
gestaan tegenover investeringen in nieuwe
technologie.”
héT ONafhaNkelIjke VakBlad VOOR maChINeBOuweRS, SySTem
INTegRaTORS eN eINdgeBuIkeRS VaN PROduCTIe lIjNeN IN de maak-,
agRO- eN fOOdINduSTRIe. Neem VaNdaag NOg CONTaCT meT ONS OP VOOR
eeN gRaTIS aBONNemeNT.
Schrijf naar Maredijk 17, 2316 VR Leiden | Bel met 071 521 49 98 | Email naar [email protected]
018018 Vision
Bram Janssen
heT ameRIkaaNSe COlemaN TeChNOlOgIeS IS eeN SPeCIalIST IN VISION meT laBVIew. VOOR eeN faBRI-
kaNT VaN SeRVIeS ONTwIkkelde heT BedRIjf eeN INSPeCTIeSySTeem daT Tal VaN fOuTeN IN eeN gROTe
VaRIaTIe BORdeN, kOPPeN eN SChOTelS kaN heRkeNNeN. de CONTROle IS PReCIeS, SNel eN ROBuuST.
Serviesgoed onder de loep
PlaTe qualITy INSPeCTION SySTem VOORkOmT VaRIaTIe
Iedereen maakt gebruik van servies. Of het nu
gaat om een kop en schotel voor de bekende
koffie, of een diner thuis of in een restaurant,
de bedoeling is dat het servies er goed ver-
zorgd uitziet. Dat betekent geen scheurtjes,
putjes of andere onregelmatigheden die de
visuele aantrekkingskracht van het door ons
genuttigde kan ondermijnen. Het betekent dat
het gebruikte servies niet alleen kwalitatief
goed moet zijn, zodat we het in de vaatwasser
kunnen schoonspoelen, maar dat het er ook
visueel aantrekkelijk uitziet. Niemand zit te
wachten op een servies dat vol putten en an-
dere oneffenheden zit. De huidige fabricage-
technieken om dergelijke keramische of porse-
leinen serviezen te produceren zijn van goede
tot uitstekende kwaliteit. Desondanks blijft het
een natuurlijk proces waarbij er waarin onge-
wild onregelmatigheden kunnen optreden. Dit
impliceert dat de eindcontrole van groot be-
lang is om een kwalitatief hoogstaand product
te kunnen leveren dat er ook mooi uitziet.
InspectiesysteemDe uitdaging bestaat uit het ontwikkelen van
een geautomatiseerd inspectiesysteem met
transportband waarmee zowel de oppervlak-
ten aan de boven- als aan de onderkant van
meer dan 50 soorten serviesborden en -kom-
men kunnen worden gecontroleerd op een
uitgebreid scala aan moeilijk te identificeren
defecten en onregelmatigheden. Bovendien
moet het systeem een 3D model van de ser-
viesvorm in real time kunnen opnemen om
geometrische vervormingen te kunnen meten
en herkennen.
De oplossing die zich aandient bestaat uit de
beeldacquisitie software en hardware van
National Instruments. Dit in combinatie met
geavanceerde routines voor beeldanalyse die
ontwikkeld zijn met behulp van de NI LabVIEW
Vision Development Module. Deze combina-
tie vormt de basis voor een inspectiesysteem
(PQIS – Plate Quality Inspection System) met
een drietal camera’s waarmee de kwaliteit
van aardewerk kan worden gecontroleerd.
Het systeem maakt daarbij gebruik van een
tweetal transportbanden in een lijn, met enige
ruimte tussen de banden. Hiermee ontstaan de
faciliteiten om zowel de onderkant als de bo-
venkant te onderwerpen aan een inspectie. In
LabVIEW is een op maat gemaakt laser triangu-
latie algoritme ontwikkeld dat wordt ingezet
om 3D modellen met een zeer hoge resolutie
te verkrijgen.
Een aantal verschillende soorten defecten kun-
nen tijdens de productie van bijvoorbeeld plat-
te borden ontstaan. Zo wordt de term ‘warp’,
ook wel vervorming genoemd, gedefinieerd
als de oppervlaktehoogte variëring rond de
omtrek. Daarnaast de zogenoemde ‘trim de-
fecten’ die zowel de “trim insnijdingen’, een
inkeping ergens op het oppervlak zonder een
vaste hoekpositie, als de “trim bulten’, een
vervorming van de omtrek waardoor er geen
perfecte cirkel is ontstaan. Een ander defect
staat bekend als onzuivere glazuurhechting.
Dit defect ontstaat op het moment dat kleine
druppeltjes gesmolten glazuur zich aan de
bovenkant of onderkant van het oppervlakte
hechten. Meestal in het gebied dat grenst aan
de rand van het serviesgoed.
Eén van de stringentere eisen waar het in-
spectiesysteem aan moet voldoen is dat alle
genoemde defecten nog moeten worden ge-
detecteerd als het een grootte van minder dan
250 micrometer bezit. En dit voor borden met
een diameter tot en met dertig centimeter. Fi-
guur 1 toont een sterk vergrote weergave van
een oppervlakte met zowel een trim bult als
een ongemak van of op de glazuur hechting.
Deze manco’s worden door het PQIS ontdekt
Figuur 1: Vergrote weergave van een uitstulping op
bord en een hechtingsprobleem op het glazuur.
019019Vision
en gemarkeerd. De snelheid van het systeem
bedraagt maximaal 60 borden per minuut en
de inspectie wordt continu uitgevoerd. Dat wil
zeggen 24 uur per dag, zeven dagen per week,
met een minimale tot nul uitvaltijd.
SysteembeschrijvingFiguur 2 toont schematisch de werking van
PQIS. Het systeem bestrijkt drie secties van
dertig centimeter op de transportbanden,
waarbij tussen de transportbanden een ruimte
zit van circa 0,6 centimeter. Alle transportban-
den draaien op een aandrijving die in snelheid
kan variëren tot een maximale snelheid van
twee meter per minuut.
Een line-scan camera met een resolutie van
4096 beeldpunten in combinatie met een lens
bevindt zich onder de eerste opening tussen
de transportbanden. Deze samenstelling ver-
werft de beelden van de top van de onder-
steboven geplaatste serviesonderdelen. De
beelden worden bemonsterd via de NI Vision
Acquisition Software. Direct boven de tweede
tussenruimte bevindt zich eveneens een com-
binatie van een camera met een resolutie van
4096 beeldpunten en een lens. Deze combi-
natie verwerft de beelden van de onderkant
van het servies. Beide camerasystemen zijn
via Camera Link protocol gekoppeld aan een NI
PCIe-1430 dual Camera Link acquisitie eenheid.
Bovendien beschikt elke camera over een on-
afhankelijke elektronische fotosensor waar-
mee een triggersignaal via de Camera Link I/O
extensie eenheid wordt gerealiseerd.
De verlichting in de tussenruimten tussen de
transportbanden wordt gerealiseerd door ge-
richte in line LED-verlichting die in een bepaal-
de hoek ten opzichte van de camera as staat
opgesteld. De toepassing van deze speciale
niet op de as gerichte (indirecte) verlichting
resulteert in een donkere achtergrond van de
afbeelding waardoor er een hoog randcontrast
van het servies wordt verkregen. Het gebruik
van een directe verlichting zou leiden tot een
Figuur 2: Schematische weergave van PQIS.
020
overbelichting in de CCD-sensor. Het resultaat
van deze ongewenste directe verlichting is dat
gedetailleerde informatie over de rand van
het servies wordt vernietigd. Wordt licht door
de doorschijnende borden gezonden, worden
de defecten in het glazuur extra benadrukt.
Glashechtingen verstrooien het daar opvallend
licht en wordt waargenomen als een verande-
ring van de lichtintensiteit. Het geavanceerd
verwerken van de informatie over de lich-
tintensiteit zorgt dat er een detectie van de
gebreken in meer dan 95 % van de gevallen
wordt bereikt en dit zonder tussenkomst van
de mens als kwaliteitscontroleur.
De vervorming (warp) van een bord wordt
door een ander systeem op een van de trans-
portbanden gemeten. Een set van rood in-line
laserlicht wordt ingezet om een kortstondige
laserlijn te realiseren op de onderzijde van
het oppervlakte van het omgekeerde bord of
kom. Verticale verplaatsingen van deze laser-
lijn worden ten opzichte van een referentie-
bepaling weergegeven en worden gemeten
met behulp van een oppervlakte scan camera.
Vervolgens wordt een triangulatie toegepast
om een punt cloud model van het monster
te genereren als het de camera passeert. De
software corrigeert het perspectief van de lens
en de laseruitlijning met als resultaat dat mo-
dellen met een tolerantie van 100 microme-
ter en een dwarsdoorsnede resolutie van 150
micrometer wordt verkregen. De beide lasers
kunnen meer dan 250.000 punten per seconde
genereren. De punt clouds worden daarna ge-
analyseerd om het model van de vervorming
van de bemonstering te bepalen. Figuur 3
toont een dergelijke typisch model dat door
PQIS is gegenereerd.
Snelle ontwikkeling De PQIS software is ontwikkeld met behulp
van LabVIEW en de Vision Development Mo-
dule. Deze programma’s zijn de hulpmiddelen
waarmee het mogelijk is geworden om de ver-
eiste complexe beeldanalyse routines snel te
ontwikkelen. Bovendien biedt het de facilitei-
ten om de toepassing te voorzien van een een-
voudig te gebruiken, informatieve gebruikers-
interface. Figuur 4 toont een screenshot van
het belangrijkste applicatievenster van PQIS.
Figuur 4 laat het beeld van de onderkant en
de bovenkant van elk bord zien, evenals een
interactieve 3D plot van de vervormingsme-
ting en een verkorte tabel met de cumulatieve
statistieken, inclusief het aantal mislukkingen
van elk model. Zoals al aangegeven in figuur
1 accentueert PQIS de rand en de fouten van
de hechting die voor ieder model apart is ge-
vonden.
De systeembeheerder kan de PQIS-software
toepassen om de pass/fail criteria voor elk de-
fect te configureren. Tevens voorziet de soft-
ware in hulpmiddelen voor het uitlijnen van
het systeem en het diagnosticeren. Nieuwe
modellen binnen de productlijn kunnen via
een meegeleverde editor worden gedefinieerd
en aan het systeem worden toegevoegd op
het moment dat dit daadwerkelijk nodig is. Het
systeem maakt gebruik van een NI PCI-6514,
een industriële digitale I/O eenheid, om de
resultaten en de status naar een externe PLC
te versturen. Deze programmeerbare logische
controller sorteert het servies automatisch
nadat het PQIS heeft verlaten. Alle resultaten
worden, nadat elk model is geanalyseerd, in
een database opgeslagen. Deze database zorgt
gelijktijdig met behulp van SQL queries voor de
procestrend. De procestrend en de statistieken
zijn van onschatbare waarde voor zowel de
procesengineer als voor de kwaliteitsafdeling
die de kwaliteit van het product moet waar-
borgen.
Nieuwe generatieDe eerste generatie PQIS functioneert al meer
dan een jaar en de fabrikant heeft een deel
van zijn investeringen al terugverdiend. Im-
mers de handmatige eindcontrole van elk stuk
servies is voorbij, er is een hogere product-
kwaliteit gerealiseerd en zijn de opbrengsten,
het percentage goedgekeurd servies, toegeno-
men. Inmiddels is de tweede generatie PQIS
geïnstalleerd. Dit systeem is nu gevalideerd
en het blijkt defecten te detecteren met een
nauwkeurigheid die vele malen hoger is dan
bij een handmatige inspectie mogelijk is ge-
bleken.
020 Vision
Figuur 3: Realtime 3D-model gegenereerd door Warp
Analysis
Figuur 4: PQIS hoofdvenster binnen de gebruikersinterface.
VISION & ROBOTICS
dossier metaalbewerking
Reinigen, lassen en vlakslijpen in een lean productiesysteem
Vdl Steelweld robotiseert met digital manufacturing
dossier metaalbewerking022
Kijk voor alle artikelen en het laatste nieuws op www.visionenrobotics.nl
Vision & Roboticsnu ook online
Bram Janssen
Vdl STeelweld IS ééN VaN de BelaNgRIjke PROduCeNTeN VaN PROduCTIelIjNeN VOOR de auTOmOBIel-
INduSTRIe waaROP CaRROSSeRIedeleN VOOR auTO’S eN TRuCkS wORdeN gePROduCeeRd. kwalITeIT eN
PROduCTIe-effICIeNCy zIjN de gROTe Thema’S IN deze SeCTOR. dIT kaN eIgeNlIjk alleeN NOg maaR
BeReIkT kaN wORdeN dOOR eValuaTIe VaN alTeRNaTIeVe PROduCTIePROCeSSeN eN OPTImalISaTIe.
dIgITal maNufaCTuRINg IS NOOdzaak gewORdeN.
Vdl Steelweld robotiseert met digital manufacturing
aNalySe VaN alTeRNaTIeVe CONCePTeN gaRaNdeeRT effICIëNTIe
NoodzaakBij de ontwikkeling van productieautomatise-
ringssystemen krijgt VDL Steelweld twee ba-
sisgegevens aangeleverd: het productdesign
en de takttijd. “Onze expertise is om parallel
met de productontwikkeling het productiepro-
ces te ontwikkelen,” legt Maurice Donders, Unit
Manager Purchase & Logistics uit. “Het design
staat dan al wel vast maar vele andere engi-
neeringbeslissingen moeten dan nog genomen
worden en kunnen mede worden beïnvloed
door het productieproces. Alle aspecten worden
in dit stadium dus nog bestudeerd. Een paar
seconden winst in de productiesnelheid lijkt
niet de moeite waard, maar voor onze klanten
betekent het een gigantisch verschil op jaarba-
sis.” De ontwikkeling van het productieproces
gaat over de handling van het materiaal, de
verbindingstechniek, het aantal bewerkingen
en zo voorts. “Alle parameters staan ter discus-
sie,” aldus Donders. “Dat is niet meer zonder
digital manufacturing te doen. Om de noodza-
kelijke takttijden te halen, zijn altijd meerdere
opties mogelijk. Een mogelijkheid is meer ro-
bots in een bewerkingsstap inzetten om de tijd
te halen. Een alternatief is het verdelen van de
bewerkingen over twee stappen waarbij weer
minder robots nodig zijn. Kortom, een veelheid
aan alternatieven en keuzen die tegen elkaar
afgewogen moeten worden. Productiekwali-
teit speelt daarbij ook een belangrijke rol. Wij
hebben veel expertise in adaptieve systemen
waarmee feedback uit visionsystemen de stu-
ring van de robot beïnvloedt.”
Simultaneous engineeringEen leverancier van productieautomatise-
ringssystemen levert over het algemeen een
productielijn voor een deel van de carrosse-
riedelen, in het vakjargon de ‘body-in-white’.
Een complete fabriek wordt in de regel voor
meerdere leveranciers gebouwd. “In de aanbe-
steding wordt een partij uitgekozen om het si-
multaneous engineering traject uit te voeren,”
verduidelijkt Donders. “Die partij gaat in nauwe
samenwerking met de opdrachtgever het pro-
ductieproces parallel aan het product ontwik-
kelen. Daaruit volgt het productieproces dat
de basis vormt voor de aanbesteding van de
uiteindelijke productielijn. Daarop kunnen alle
leveranciers van productieautomatiserings-
systemen bieden.” Dit simultaneous enginee-
ring traject brengt in de automobielindustrie
onlosmakelijk met zich mee dat de leverancier
voorschrijft welke applicaties gebruikt moeten
worden. In de meeste gevallen is dat Tecnoma-
tix software. “Wij gebruiken Tecnomatix sinds
jaar en dag,” vertelt Donders. “Momenteel de
nieuwste versies van de Tecnomatix robot si-
mulatiesoftware Process Designer en Process
Simulate.”
In het Simultaneous engineering traject wordt
de lijn gemodelleerd met Tecnomatix Process
Designer. Dat gebeurt eerst op hoofdlijnen
om ruwweg bewerkingsvolgorden te bepa-
len, de lay-out van de lijn te ontwikkelen en
de beschikbare takttijden toe te kennen. “In
de database van Process Designer zijn alle pro-
ductiemiddelen opgeslagen,” legt Donders uit.
“Dat varieert van afscherming tot en met het
bevestigingsmateriaal waarmee de carrosse-
riedelen worden gefixeerd. Indien productie-
middelen niet beschikbaar zijn dan worden die
gemaakt en in Process Designer opgeslagen.”
Dat geldt met name voor die delen die worden
023dossier metaalbewerking
024
bepaalde door de geometrie die VDL Steelweld
van de opdrachtgever ontvangt. Diezelfde geo-
metrie wordt in Process Designer gebruikt om
verplaatsingen van het materiaal, bewegingen
van robots en de werking van het bevestigings-
materiaal te modelleren. In alle stadia van de-
taillering in Process Designer kan het proces
worden gesimuleerd met Process Simulate. De
gegevens die Process Simulate nodig heeft om
de analyses te kunnen uitvoeren zijn als eigen-
schap gekoppeld aan de productiemiddelen.
Zo is van een robot bekend waar de limieten
van de bewegingen zitten en hoe snel de arm
beweegt. Zo kunnen reikwijdten, bewegings-
paden en takttijden nauwkeurig worden door-
gerekend en getoond. “Door in de conceptfase
van de procesontwikkeling al te modelleren
met Process Designer, kunnen we snel alterna-
tieven doorrekenen,” aldus Donders. “Iets dat
zonder deze software niet mogelijk is omdat
analyse van alternatieven te veel tijd zou ver-
gen. Bovendien kan het hoge voorspellende
vermogen van digital manufacturing nooit
worden gehaald.”
BesparingDe simulatie van de robotbewerkingen levert
de code waarmee de robots direct kunnen wor-
den aangestuurd. “Het voordeel van dit off-line
programmeren van de robot is dat enkel het
‘teachen’ op locatie moet gebeuren,” legt Don-
ders uit. “Teachen is het in overeenstemming
brengen van de virtuele nulpunten met de
werkelijke nulpunten in de lijn. Robotsimulatie
levert op deze manier een enorme besparing
op de mensuren die op locatie nodig zijn om de
robot juist te laten werken. En omdat wij vrijwel
altijd in het buitenland actief zijn, vallen ook
reis en verblijfkosten weg.”
Wanneer het proces op hoger niveau is be-
sloten, blijft de klant nauw betrokken bij het
design van de lijn en de tooling. “Ook hier wor-
den de softwaretools voor engineering door de
klant voorgeschreven,” vertelt Donders. “Voor
onze klanten is dat meestal Fides, Ford’s versie
van I deas, en Catia. De klant wil voor onder-
houdsdoeleinden het complete design van de
lijn onder zijn eigen beheer brengen. Wij leve-
ren de data dan ook aan in het door de klant
gewenst systeem. Zo slaan we voor Ford alle
data op in Ford’s Teamcenter systeem. Daar-
mee is ook de samenwerking tussen de ver-
schillende disciplines gewaarborgd.”
De kunststofindustrie is een snel opkomende
markt voor VDL Steelweld. De kunststof tech-
nologie heeft een grote vooruitgang gekend
en dat leidt tot meer gebruik van kunststoffen,
ook in de vorm van samengebouwde produc-
ten. “Anders dan voorheen wordt er niet al-
leen maar gespuitgiet,” legt Donders uit. “Om
assemblageprocessen te realiseren maakt de
kunststofindustrie graag van onze assembla-
ge-expertise gebruik.” Voor het ontwikkelen
van assemblageprocessen voor kunststofde-
len maakt VDL Steelweld ook gebruik van de
Tecnomatix software. De werkwijze is ruwweg
vergelijkbaar met die voor de automobielindu-
strie. “Wij maken hier wel meer gebruik van
een interessant nevenproduct van de simulatie,
namelijk de mogelijkheid simulaties als film op
te slaan. Wij zien dat dit enorm krachtig is bij
het overbrengen van onze propositie. Daarmee
heeft de Tecnomatix software naast alle andere
voordelen voor ons ook commerciële beteke-
nis,” besluit Donders.
De invoering van digital manufacturing maakt het moge-
lijk snel concepten voor productieprocessen te ontwer-
pen en te analyseren. In de detailleringfase worden de
precieze bewerkingen vastgelegd. De digitale simulatie
is de basis van de programmering van de productielijn.
Over Vdl SteelweldVDL Steelweld is opgericht in 1965 en wordt
sindsdien gezien als betrouwbare en innova-
tieve leverancier van productieautomatise-
ringssystemen in voornamelijk de automobiel-
industrie. Gedurende de jaren heeft het bedrijf
solide relaties opgebouwd met klanten zoals
Ford of Europe, Adam Opel AG, Volvo Car Cor-
poration, Renault S.A., Jaguar Land Rover en
anderen.
In 1995 is VDL Steelweld onderdeel uit gaan ma-
ken van de VDL Groep. Sindsdien heeft diversi-
ficatie van activiteiten plaatsgevonden. Het be-
drijf is daarmee actief geworden als leverancier
van turnkey productieautomatisering in allerlei
branches, waarbij de ervaringen uit de auto-
mobielindustrie ten volle wordt ingezet. Hier-
bij wordenprocessen geautomatiseerd voor het
uitvoeren van bewerkingen aan een veelvoud
van producten uit metaal, kunststof en hout.
Dankzij de technische kennis raakt VDL Steel-
weld ook steeds vaker betrokken bij ontwik-
kelings- en innovatieprojecten, vaak in sa-
menwerking met andere VDL-bedrijven. Mede
hierdoor is het bedrijf gegroeid in de rol van
leverancier van mechatronische systemen voor
o.a. de semi-conductorindustrie, warmte- en
koeltechniek, procestechniek en energietech-
niekInmiddels is VDL Steelweld uitgegroeid tot
een internationale onderneming met ongeveer
200 medewerkers . Naast de hoofdvestiging in
Breda heeft het bedrijf tevens verkoop en pro-
jectmanagementorganisaties in respectievelijk
Keulen en het Engelse Barford.
dossier metaalbewerking024
Bel voor:
- advies- training- ondersteuning- projectoplossingen
krachtige hardware icoon gestuurde vision tools
---------------------------------------- +ultra snelle FPGA image processing
026
IN haSSelT, BIj zwOlle, PROduCeeRT kONOSCh al Vele jaReN STaleN waNd- eN TuNNelBekISTINgeN
VOOR wONINgBOuw- eN uTIlITeITSPROjeCTeN. de afgelOPeN jaReN INVeSTeeRde heT BedRIjf IN auTO-
maTISeRINg eN Nam heT Twee aBB-ROBOTINSTallaTIeS IN geBRuIk. NIeT alleeN weRd hIeRmee eeN
geduChT gaTeNPROBleem OPgelOST, eR weRd BOVeNdIeN Veel OP maTeRIaalkOSTeN BeSPaaRd.
Robots houden tunnel-wanden in topconditie
ReINIgeN, laSSeN eN VlakSlIjPeN IN eeN leaN PROduCTIeSySTeem
Tunnelgietbouw is een veel gebruikte bouw-
methode in Nederland. De techniek houdt in
dat betonmortel in herbruikbare bekistingen
wordt gegoten. Tunnelbekistingen voor giet-
bouw komen steeds zwaar verontreinigd van
de bouwplaats terug. Voor en tijdens het bouw-
proces worden in de stalen tunnelwanden ga-
ten geboord, op plaatsen waar leidingen uit
muren of plafonds moeten komen. Deze gaten
moeten worden dichtgelast vóór de bekisting
naar een nieuwe bouwplaats vertrekt.
“Het schoonmaken en reviseren van de tunnels
en wanden is zwaar routineus werk”, bevestigt
Henk Speelman, algemeen directeur van Ko-
nosch. “De laatste tijd werd het steeds moei-
lijker hiervoor geschikte krachten te vinden.
Dit lijkt grof werk, maar vergis je niet, iedere
lasfout en iedere onoplettendheid leidt tot pro-
blemen en vertragingen op de bouwplaats.”
moeilijke bekistingsgatenKonosch probeerde eerder al het dichtlassen
van gaten in de bekistingen te automatiseren.
“Het was een moeizaam traject dat finaal niet
opleverde wat wij ervan hadden verwacht”,
geeft Henk Speelman toe. “Het probleem was
dat vooraf nooit bekend is waar de gaten pre-
cies zitten. En zelf gaten van verschillende af-
metingen opsporen en vervolgens dichtlassen,
is niet het meest voor de hand liggende werk
voor robots.” Na de eerste mislukte poging om
het lassen te automatiseren, schakelde Ko-
nosch over op een lean productietraject. Het
doel daarvan was te komen tot een strakkere
planning en kortere doorlooptijden. Opnieuw
zorgden de gaten voor problemen. “Tijdens
het bouwproces lopen die immers vol beton”,
vertelt Henk Speelman. “Per project moeten er
2.000 tot 12.000 gaten worden schoongemaakt,
gelast en geslepen. Afhankelijk van het aantal
gaten duurde het schoonmaken een dagdeel
per tunnelelement. Wij wonnen advies in over
de meest geschikte methode om dit efficiënter
te laten verlopen. Zo bleek dat wij de klus snel-
ler konden klaren, als wij de bekistingen met
water op 2.500 bar schoonspoten. Daar konden
wij natuurlijk wel een robot voor inzetten. Zo
kwamen wij bij WWA terecht, een specialist in
gerobotiseerde productieautomatisering.”
“Het schoonspuiten van bekistingen was een
voor de hand liggende toepassing voor robots”,
zegt Nathalie Lotthrinkx, General Manager bij
WWA. “Maar wij zagen ook een mogelijkheid
om het lassen te automatiseren. Wij stelden
een laserscanner voor om de gaten in de tun-
nelbekistingen te herkennen. De combinatie
van een scanner, een robot en de software
van WWA genereert nu automatisch een CAD-
bestand. Deze CAD-file wordt vervolgens auto-
matisch omgezet in een programma voor het
aansturen van de lasrobot. Het resultaat is dat
dossier metaalbewerking
Philip van Ootegem
Tunnelbekistingen komen zwaar
verontreinigd van de bouwplaats
terug. De gaten op plaatsen waar
leidingen uit muren of plafonds
komen, moeten worden dichtge-
last vóór de bekisting naar een
nieuwe bouwplaats vertrekt.
Robots houden tunnel-wanden in topconditie
de robot alle gaten met een diameter van vier
tot dertig millimeter feilloos dichtlast en vlak-
slijpt.”
een miljoen euro besparingenWaarom koos WWA precies voor de robots van
ABB? Volgens Nathalie Lotthrinkx zijn daar
vier redenen voor. “In de eerste plaats is er de
foundry protection: de robots van ABB zijn be-
stand tegen 95 procent luchtvochtigheid, spet-
ters en betonsluier. Toch hebben wij een extra
beschermhoes op de spuitrobot aangebracht.
De omstandigheden in de werkruimte zijn echt
extreem.” Een tweede reden om voor ABB te
kiezen, was de unieke combinatie van de open
structuur van de programmering en de grote re-
kencapaciteit van de robots. “Als je het optima-
le traject tussen enkele tientallen punten moet
berekenen, heb je weinig rekenkracht nodig”,
legt Nathalie Lotthrinkx uit. “Maar voor de las-
toepassing moet de apparatuur het efficiëntste
traject berekenen tussen duizenden gaten. Dat
stelt hoge eisen aan de rekencapaciteit. Tege-
lijkertijd is de structuur van de programmering
van ABB zeer open. Om maximale efficiëntie te
garanderen, konden wij dus met onze lasappli-
catie heel diep ingrijpen op de robotsoftware.
De ABB-robotbesturing is hiervoor de beste op-
lossing.” Robots beschikken normaal over zes
bewegingsassen. De zogeheten track waarover
de robot zich langs het te reinigen of te revise-
ren object beweegt, is eigenlijk een zevende
as. “Het dynamisch model van die track moet
ook in het besturingssysteem van de robot zijn
ingevoerd”, zegt Nathalie Lotthrinkx. “Bij ABB
zijn de tracks feilloos afgestemd op het bestu-
ringssysteem. Dat was de derde reden.” Ook ro-
bots maken wel eens een lasfout. De standaard
lassoftware van ABB probeert driemaal de fout
te herstellen. Als het na de derde poging nog
steeds niet lukt, rijdt de robot naar het torch
cleaning center. Daar wordt de lasdraad afge-
knipt en de toorts gekalibreerd. “Dat is een vrij
unieke voorziening van ABB die wij zeer naar
waarde weten te schatten.”
“Dankzij het nieuwe lean productietraject zijn
wij erin geslaagd een vergaande automatise-
ring door te voeren”, besluit Henk Speelman.
“De combinatie van het lean productieproces
en het gebruik van robots stelde ons in staat
in amper twee jaar circa één miljoen euro te
besparen op onze inkopen van materialen.”
027Rubriek
De robot last alle gaten met een diameter van
vier tot dertig millimeter feilloos dicht en slijpt ze vlak.
Het werd steeds moeilijker geschikte
krachten te vinden. Het lijkt grof werk,
maar iedere lasfout leidt tot problemen
en vertragingen op de bouwplaats.
027dossier metaalbewerking
028
VOOR de maChINeBOuw meT heT hOOgSTe auTOmaTISeRINgSgehalTe IS de duITSe zuIdweSThOek al
jaReN TOONaaNgeVeNd. daT VeRklaaRT heT aaNhOudeNde SuCCeS VaN de SPS/IPCdRIVeS IN NeuReN-
BeRg. dIT jaaR kwameN RuIm 56.000 BezOekeRS af OP dIT dRIedaagSe eVeNemeNT. NaaST eeN gOede
gRaadmeTeR VOOR de BedRIjVIgheId IN de SeCTOR geefT de BeuRS OOk aaN waT hOT IS IN de maChINe-
auTOmaTISeRINg.
Steeds meer robots op SPS/IPC-drives
de auTOmaTISeRINgSTReNdS VOOR 2012: VeIlIgheId, eNeRgIe eN eTheRNeT
Bart Driessen
Met het succes van de SPS/IPCdrives is het niet
meer zo vanzelfsprekend dat machinebouwers
jaar in jaar uit naar Hannover trekken. In plaats
van kilometers af te leggen over het gigantische
terrein in Hannover, kan de bezoeker in Neuren-
berg met een goed kaartje in de hand betrekke-
lijk snel op de gewenste plek van bestemming
komen. Daarbij komt dat de bezoeker op deze
beurs bijna uitsluitend aandrijvingen, bestu-
ringen en aanverwante artikelen te zien krijgt.
Zaken voor de procesindustrie zal je er niet snel
zien, hoewel er in de periferie toch wel een
paar kleine clusters te zien zijn, waarvan je je
afvraagt wat die daar te zoeken hebben. Maar
verder zijn het de PLC’s en IPC’s, de bedieningen
en natuurlijk de aandrijvingen die het beeld do-
mineren. Waarbij natuurlijk wel vermeld moet
worden dat alle toonaangevende fabrikanten
meedoen.
TrendsEen rondgang langs de exposanten maakt dui-
delijk welke trends bepalend zijn voor de ma-
chinebouw. Was vorig jaar nog de tablet de
grote hit, nu gaat de aandacht meer uit naar
safetytechniek; verklaarbaar vanwege het in-
gaan van de nieuwe regelgeving op dit gebied,
energiebesparing en natuurlijk veilige ofwel
cybercrimebestendige communicatie; bekabeld
en draadloos, via ethernet. Illustratief daarvoor
was de stand van Turck, oorspronkelijk bekend
vanwege hun sensoren, maar tegenwoordig
fabrikant van een behoorlijk breed programma
automatiseringscomponenten. Naast de be-
kende uitstalling van eigen producten toonde
Turck een leuke applicatie: een pers voor het
fabriceren van gasdrukcilinders. De machine-
bouwer had daarin een VT250 PLC ingebouwd
met remote IO IP20, verder beeldherkenning
met Banner-camera, een torenlamp met 24 W
Ledverlichting, en voor safety een tweehan-
denbediening die optisch werkt plus een Ban-
ner lichtscherm. Allemaal Turck-producten, om
maar even duidelijk te maken hoe allround men
tegenwoordig is.
De ingang van de SPS in Neurenberg
om 8.30 uur ’s ochtends.
Beursupdate028
Met het succes van de SPS/IPCdrives is het niet
meer zo vanzelfsprekend dat machinebouwers
jaar in jaar uit naar Hannover trekken. In plaats
van kilometers af te leggen over het gigantische
terrein in Hannover, kan de bezoeker in Neuren-
berg met een goed kaartje in de hand betrekke-
lijk snel op de gewenste plek van bestemming
komen. Daarbij komt dat de bezoeker op deze
beurs bijna uitsluitend aandrijvingen, bestu-
ringen en aanverwante artikelen te zien krijgt.
Zaken voor de procesindustrie zal je er niet snel
zien, hoewel er in de periferie toch wel een
paar kleine clusters te zien zijn, waarvan je je
afvraagt wat die daar te zoeken hebben. Maar
verder zijn het de PLC’s en IPC’s, de bedieningen
en natuurlijk de aandrijvingen die het beeld do-
mineren. Waarbij natuurlijk wel vermeld moet
worden dat alle toonaangevende fabrikanten
meedoen.
TrendsEen rondgang langs de exposanten maakt dui-
delijk welke trends bepalend zijn voor de ma-
chinebouw. Was vorig jaar nog de tablet de
grote hit, nu gaat de aandacht meer uit naar
safetytechniek; verklaarbaar vanwege het in-
gaan van de nieuwe regelgeving op dit gebied,
energiebesparing en natuurlijk veilige ofwel
cybercrimebestendige communicatie; bekabeld
en draadloos, via ethernet. Illustratief daarvoor
was de stand van Turck, oorspronkelijk bekend
vanwege hun sensoren, maar tegenwoordig
fabrikant van een behoorlijk breed programma
automatiseringscomponenten. Naast de be-
kende uitstalling van eigen producten toonde
Turck een leuke applicatie: een pers voor het
fabriceren van gasdrukcilinders. De machine-
bouwer had daarin een VT250 PLC ingebouwd
met remote IO IP20, verder beeldherkenning
met Banner-camera, een torenlamp met 24 W
Ledverlichting, en voor safety een tweehan-
denbediening die optisch werkt plus een Ban-
ner lichtscherm. Allemaal Turck-producten, om
maar even duidelijk te maken hoe allround men
tegenwoordig is.
Robotica-aanbod neemt toeNaast enkele nieuwe oplossingen voor motion
control voor meerdere assen, de nieuwe PS501
engineering tool en een nieuwe zeer snelle CPU
voor het AC500 platform, zou ABB ABB niet zijn
om ook de nodige robots te gebruiken om te
tonen hoe al deze nieuwe componenten in een
MultiMove cel te integreren zijn. De MultiMove
technologie, die inmiddels enkele jaren op de
markt is, stelt de grbuiker in staat om robots ge-
makkelijker te laten samenwerken. In dit geval
viel die eer ten deel aan IRB 120, een IRB 140
en een IRB 360, die gezamenlijk met een plastic
‘koekjes’ en ‘bakplaten’ in de weer waren.
automatische downloadEen bijzondere noviteit op de SPS was een ser-
vo-aandrijving, de Inverter i700van Lenze. Deze
aandrijving kan met enkelvoudige en dubbele
asmodules worden uitgerust, communiceert
met EtherCAT, is eenvoudig aan te sluiten en
uit te wisselen. Belangrijk is de automatische
download van firmware. Servo-aandrijvingen
waren een jaar of tien geleden nog behoorlijk
gecompliceerde techniek, maar zijn tegenwoor-
dig eenvoudige componenten. De Inverter i700
is net zo makkelijk aan te sluiten als een iPhone.
De besturing herkent de veldbus en stelt zich
zelf in. De firmware wordt automatisch ge-
download waardoor je als gebruiker geen speci-
ale trainingen meer nodig hebt.
Lenze gaat met deze ontwikkeling verder met
haar voorgefabriceerde softwaremodules voor
decentrale en centrale besturingen. Twee Ne-
derlandse studenten hebben deze modules
ontwikkeld voor een snellere opbouw van ver-
schillende machines. Ook een template waarin
die softwaremodules aan elkaar geknoopt kun-
nen worden hoort daarbij. Door die voorgefa-
briceerde softwaremodules hoeft de gebruiker
dus niets meer te programmeren. Alleen para-
meters instellen moet dan nog gedaan worden.
De gebruiker kan modules makkelijk kopiëren;
verandert hij een instelling, dan veranderen alle
modules mee.
eenkabelige servomotorOp de stand van Beckhoff was een M8000 ser-
vomotor te zien waarvan de motor- en de feed-
backkabel in één standaard motorkabel geïn-
tegreerd is. Normaal gesproken zijn dergelijke
motoren altijd uitgerust met twee aparte ka-
bels. De uitvoering met een enkele aansluitka-
bel zorgt voor een aanzienlijke kostenbesparing
op materiaal en installatiewerkzaamheden. De
AM8000 serie komt beschikbaar in een range
oplopend van 0,9 Nm tot en met 65 Nm stil-
standsmoment. De moderne poolgewonden
wikkeltechniek die binnen de motor wordt toe-
gepast, zorgt voor een robuust geheel en een
goede warmtehuishouding van de motor. Door
het geoptimaliseerde design en de kwaliteit
van de gebruikte materialen is de AM8000 ruim
10% energiezuiniger dan conventionele servo-
motoren.
kabelfabrikant in veldbussenEen bijzonder interessante ontwikkeling liet de
Opstelling met FlexPicker en twee knikarm
robots van ABB.
Pers voor het fabriceren van gasdrukcilinders
met componenten van Turck.
M8000 servomotor van Beckhoff met één standaard
motorkabel voor motor en feedback.
Inverter i700 servo-aandrijving met automati-
sche download van firmware van Lenze.
029Beursupdate
030
Tu eindhoven start open source systeem voor robothardware
Branche Bulletin
weReldwIjd weRkeN Veel uNIVeRSITeITeN eN
BedRIjVeN aaN de ONTwIkkelINg VaN ROBOTS.
maaR ze dOeN dIT meeSTal zelfSTaNdIg, waaR-
dOOR ONTwIkkelINgeN laNgzaam gaaN, ROBOTS
duuR BlIjVeN eN PROduCTeN VaN VeRSChIlleNde
gROePeN SleChT OP elkaaR aaNSluITeN. de Tu
eINdhOVeN STaRT daaROm heT ROBOTIC OPeN PlaTfORm (ROP), eeN OPeN SOuRCe SySTeem VOOR RO-
BOThaRdwaRe. dIT mOeT eeN gROTe Plug aNd Play BIBlIOTheek wORdeN waaR ROBOTBOuweRS we-
ReldwIjd ONTweRPeN aaN kuNNeN TOeVOegeN Of uIT kuNNeN haleN Om Te VeRBeTeReN. heT gROTe
dOel IS de ONTwIkkelINg VaN BIjVOORBeeld zORgROBOTS Te VeRSNelleN eN ze Vele maleN gOedkO-
PeR Te makeN. de Tu/e zelf STelT de hele BluePRINT BeSChIkBaaR VaN zORgROBOT amIgO, eN VaN de
BekeNde Tu/e-VOeTBalROBOTS.
Het hart van Robotic Open Platform bestaat uit een Wiki, waarin alle deel-
nemers hun ontwerpen open stellen om te kopiëren of verbeteren. Het is
de bedoeling dat alle elementen in de Wiki letterlijk en figuurlijk naad-
loos op elkaar aansluiten, onder meer door standaardisatie. ROP is gericht
op ‘thuisrobots’; dus robots die huishoudelijke taken en ondersteunende
zorgtaken doen. Door zo samen te werken, moet de ontwikkeling veel
sneller kunnen, en veel goedkoper. Dr.ir. René van de Molengraft, één van
de betrokken robotonderzoekers: “Wij zetten alle tekeningen, schema’s en
beschrijvingen online die nodig zijn om onze AMIGO-robot na te bouwen.
Het idee is dat andere onderzoeksgroepen hiermee de robot voor betrek-
kelijk weinig geld kunnen maken. Als je zo’n robot wilt kopen, kost dat nu
drie tot vier ton. We willen dat je over een paar jaar de opvolger van onze
AMIGO kunt bouwen voor tienduizend euro. Door alles openbaar te ma-
ken, kun je veel meer belanghebbenden bij de ontwikkeling betrekken,
zodat je veel sneller vooruitkomt.”
Alle informatie over AMIGO staat online op www.roboticopenplatform.
org. Komend voorjaar komt daar ook alle technische documentatie van de
voetbalrobots van Tech United bij, het team van de TU Eindhoven dat de
afgelopen vier jaar telkens in de WK-finale voor robotvoetbal stond.
Het Robotic Open Platform wordt de hardware-tegenhanger van het al
bestaande open-source systeem voor robotsoftware, ROS (Robot Opera-
ting System). Dit is gestart in 2007 in de VS, en veel robotontwikkelaars
hebben zich aangesloten bij dit initiatief. Zo is ook de software van AMIGO
gemaakt op basis van de in ROS ontwikkelde principes.
De lancering van ROP vond plaats tijdens de European Robotics Week, van
28 november tot 4 december in 2011. In deze week waren er meer dan
340 robotica-gelieerde activiteiten, georganiseerd door 127 instellingen,
om het groeiend belang van robots voor de maatschappij onder de aan-
dacht te brengen.
030
031
Branche Bulletin
031Branche Bulletin
diverse leveranciers halen RaB Robotics Safety mark Nominaties bekend
voor eSef en Techni-Show awards
Voor de tweede maal in successie hebben
zowel ABB als RFA het RAB Robotics Safety
Mark behaald. Dit robotkeurmerk, vergelijk-
baar met het BOVAG keurmerk voor auto’s is
een waarborg voor een aantoonbare implemen-
tatie van de, van toepassing zijnde, Europese Richt-
lijnen en het gebruik van de meest relevante geharmoniseerde Europese
normen. Samengevat komt het er op neer dat de geslaagde robotleve-
ranciers hiermee aantoonbaar voldoet aan de CE-regelgeving. Om het
keurmerk te borgen wordt er door een externe onafhankelijke auditor
één keer per twee jaar bij ieder lidbedrijf van de RAB (de branche ver-
eniging van industriële robots in de BeNeLux), dat gebruik maakt van het
keurmerk, een audit uitgevoerd. Ten opzichte van de eerste audit zijn er
aanzienlijk minder bedrijven door de audit gekomen en dat wijst nog-
maals op het belang van goede kennis, implementatie en uitvoering van
de veiligheidsregelgeving.
De bedrijven die opnieuw het Safety Mark in ontvangst mochten nemen
zijn: ABB Robotics / ABB BV, AWL-Techniek BV, DERO BV, Ferdar Automa-
tion Technology Nederland BV, IRS Robotics BV, MechDes Engineering BV,
RFA Rijlaarsdam Factory Automation BV, Rolan Robotics BV en Valk Wel-
ding BV. De stichting geeft aan dat in de prolongatiekeuring onder andere
veel aandacht besteed is aan het juist toepassen van een risicoanalyse.
Met zowel Techni-Show als de ESEF in aantocht: de deuren van
de jaarbeurs Utrecht gaan open van 13 tot en met 16 maart, zijn
er weer verschillende begerenswaardige prijzen te verdelen. Zo
heeft te Techni-Show, de grootste Nederlandse metaalbeurs,
haar Innovatie Award 2012, kent de ESEF, de bijbehorende toe-
leveringsbeurs, haar ESEF Awards 2012 en is er bovendien de
‘Made In Holland Award’. Voor de verschillende Awards zijn
er diverse robot en vision oplossingen genomineerd. Zo heeft
Safan een kans met een Augmented Reality applicatie, komt
Nikon Metrology NV met een Laserscanner, diende Valk Welding
een 3D Free Shape Welding Solution in en komt Robomotive BV
met een heuse 3D bin picking applicatie met een humanoide
robot. Wie er uiteindelijk met de titel naar huis gaat is nu nog de
vraag. Maar in de volgende Vision en Robotics zal een rondgang
langs deze bijzondere toepassingen zeker niet ontbreken.
Record aantal bezoekers Precisiebeurs 2011De Precisiebeurs in Veldhoven overtrof dit jaar alle verwachtingen. De
3.200 bezoekers en 225 exposanten waren uiterst tevreden ondanks de
dreigende Eurocrisis. Tot aan het einde van de beurs bleef het druk. Veel
exposanten kwamen niet eens toe aan een middaglunch. De exposanten,
bezoekers en de organisatie Mikrocentrum kunnen terugzien op twee ge-
weldige netwerkdagen. Diverse exposanten gaven aan dat ze in de eerste
twee uur al voldoende resultaat hadden geboekt om de investering van
de beurs terug te verdienen. Er waren goede aanknopingspunten voor di-
verse lopende projecten. De bezoekers waren dit jaar ook meer internatio-
naal georiënteerd. Zo waren er zelfs aanvragen vanuit Noorwegen en De-
nemarken. De beurs trok ook meer jonge technici en dat is een positieve
ontwikkeling voor dit vakgebied. Op de Technology Hotspot presenteer-
den zich gepassioneerde studenten van de 3 TU’s, Hogescholen Utrecht,
Breda en Eindhoven en Leidse Instrumentmakers School. Deze jonge men-
sen lieten zien waar zij technologisch toe in staat zijn en zij genoten
veel belangstelling vanuit de industrie. Voor het leggen van internationale
face to face contacten was het Syntens European Enterprise Network Event
weer present. Dat de Precisietechnologie grensoverschrijdende vormen
heeft aangenomen blijkt ook uit de 16 Belgische en 16 Duitse bedrijven
en kennisinstituten zoals het Fraunhofer IPT uit Aken. Het gratis te volgen
lezingenprogramma met 48 zeer specialistische boeiende lezingen over
precisietechnologie werd goed bezocht. Tijdens deze lezingen werd weer
eens duidelijk dat precisietechnologie de basis is voor diverse topsectoren
zoals o.a. High Tech Systems & Materialen, Life Science & Health en Energy.
De Precisiebeurs 2011 is een smeltkroes geworden waarin ondernemers,
wetenschappers en overheid elkaar ontmoeten en kennis met elkaar de-
len en past daarmee uitstekend in het overheidsbeleid.
032032
EG-type-onderzoek programmeerbare veiligheidscomponenten verplicht!
Op 29 december 2009 is de nieuwe Machinerichtlijn met nummer
2006/42/EG van kracht geworden. Vanaf dat moment dient een fabrikant
die een veiligheidscomponent met “interne logica” afzonderlijk in de
handel brengt, deze veiligheidscomponent door een aangemelde instan-
tie (Notified Body of NOBO) te laten controleren. De NOBO dient een zo-
genaamd EG-type-onderzoek op de veiligheidscomponent uit te voeren.
De oude Machinerichtlijn 98/37/EG kende deze eis tot EG-type-onderzoek
alleen voor tweehandenbedieningsrelais en personendetectiesystemen.
In de nieuwe Machinerichtlijn (Bijlage IV punt 21) is de eis uitgebreid naar
ALLE “logische eenheden voor veiligheidsfuncties”. Dit betekent dat nu,
naast alle traditionele veiligheidsrelais, ook diverse programmeerbare
veiligheidscomponenten, zoals bijvoorbeeld veiligheids-PLC’s, veilige fre-
quentieregelaars en veiligheidsveldbussen NOBO-plichtig zijn.
IeC normen en programmeerbare veiligheidssystemenIn de jaren 80/90 van de vorige eeuw werden de Duitse normen DIN V
19250 en DIN V VDE 0801 toegepast voor de ontwikkeling en het gebruik
van elektronische en programmeerbaar elektronische veiligheidsproducten.
Begin jaren negentig is binnen International Electrotechnical Commission
(IEC) begonnen met het maken van een internationale norm, wat resul-
teerde in de normenreeks EN-IEC 61508 deel 1 t/m 7. De norm onderkent
vier SIL-niveaus (SIL 1 t/m SIL 4) en elk SIL-niveau komt overeen met een
bepaalde Probability of Failure per Hour (kans op falen per uur). Hoe ho-
ger het SIL-niveau des te kleiner is de kans dat het systeem faalt.
De EN-IEC 61508 is zeer uitgebreid (740 pagina’s) en moet worden ge-
de wet van moore is nog steeds geldig! De Wet van Moore stelt dat het aantal transistors in een geïntegreerde
schakeling door de technologische vooruitgang elke twee jaar verdub-
belt. De voorspelling werd in 1965 gedaan door Gordon Moore (figuur
1), één van de oprichters van chipfabrikant Intel. De wet geldt tot op de
dag van vandaag, maar deskundigen houden er rekening mee, dat deze
vooruitgang gehinderd door fundamentele fysische barrières, binnenkort
langzamer zal gaan verlopen. Een moderne Intel-chip telt 820 miljoen
transistoren en de Itanium, de duurste microprocessor voor servers, heeft
er twee miljard. Op dit moment maken de meeste chips gebruik van de
45 nm technologie. Dit betekent dat je op één menselijke haar maar liefst
2000 stuks 45 nm transistors zou kunnen bevestigen. Iedereen kan zich
voorstellen dat het niet mogelijk is om te voorspellen wat er fout kan
gaan bij een defect of sluiting in een chip die wordt gebruikt in een vei-
ligheidscircuit. Dit is zeer waarschijnlijk één van de redenen waarom de
Europese Commissie een typekeuring van veiligheidscomponenten met
een chip verplicht heeft gesteld.
Gordon Moore bedenker
van ‘de Wet van Moore’.
(bron: www.intel.com)
Standaard PlC en veiligheidsfuncties?
ISO 13849 OPeNT de dOOS VaN PaNdORa Nick de With
eeN STaNdaaRd PlC geBRuIkeN VOOR VeIlIgheIdSfuNCTIeS, zOu daT wel VeR-
STaNdIg zIjN? IN heT VeRledeN VeRBOOd de NORm eN-IeC 60204-1 de TOePaS-
SINg VaN PROgRammeeRBaRe SySTemeN eN SOfTwaRe VOOR eeN NOOd-
STOPfuNCTIe. de huIdIge eN-IeC 60204-1:2006 keNT daaROm dIT (Oude)
VeRBOd NIeT, maaR VeRwIjST NaaR de NORm eN-ISO 13849-1:2008 Of
eN-IeC 62061:2005. IS heT Nu wel Of NIeT mOgelIjk Om eeN VeIlIg-
heIdSfuNCTIe uIT Te VOeReN meT eeN STaNdaaRd PlC?
Robotveiligheid032
zien als “basic safety publicatie” voor normmakers. De procesindustrie
heeft sind 2003 een afgeleide versie ervan genaamd EN-IEC 61511. Ook
de machinesector heeft haar eigen norm namelijk de eerder genoemde
EN-IEC 62061 uit 2005. Beide sectornormen beschrijven aan welke eisen
de veiligheidsapplicatie dient te voldoen en verwijzen producenten van
programmeerbare veiligheidscomponenten door naar de moedernorm
EN-IEC 61508. Dit betekent dat de SIL-normen eisen dat indien gebruik
wordt gemaakt van programmeerbare componenten deze dienen te vol-
doen aan de eisen uit de EN-IEC 61508.
ISO norm en programmeerbare veiligheidssystemenMet de definitieve vaststelling van de hiervoor genoemde norm EN-IEC
61508 in 2000 was de faalkansberekening voor een veiligheidscircuit
geïntroduceerd. De International Organization for Standardization (ISO),
vooral bekend van de mechanische normen, heeft toen besloten om in
de opvolger van de ISO 13849-1:1999 (ISO versie van EN 954-1:1996) deze
methodieken ook op te nemen. Deze nieuwe ISO-norm, met de naam EN-
ISO 13849-1:2008, voert naast een systeemgedrag ook een faalkansbere-
kening in, op basis van kwaliteit en zelfdiagnose. Zo zijn ook elektronica
en software toe te passen in veiligheidsfuncties van machinebesturingen.
Deze nieuwe ISO 13849-1 specificeert voor het gewenste veiligheidsni-
veau geen categorie meer maar een prestatieniveau, een ‘performance
level’ (PLa, PLb, PLc, PLd of PLe).
De norm vereist alleen voor programmeerbare veiligheidscomponenten
met het hoogste niveau (PLe niveau) toepassing van de EN-IEC 61508.
Voor de lagere PL niveau’s is in hoofdstuk 4.6.3 een korte opsomming ge-
geven van de eisen waaraan systemen met embedded software moeten
033Robotveiligheid
(bron: Voorpagina Sistema Cookbook)
Voorbeeld 1 van Kookbook (bron: Sistema Cookbook)
voldoen. Deze eisen zijn een vereenvoudigd aftreksel van de eisen uit
EN-IEC 61508 deel 3 over embedded software.
Sitema kookboek voorbeeld met standaard PlC Voor de PL-berekeningen is door het Duitse Institut für Arbeitsschutz (IFA,
voorheen BGIA genaamd) de Sistema softwaretool ontwikkeld. Deze tool
(zie kader 1) biedt ontwerpers en controleurs van veiligheidsgerelateerde
besturingsfuncties in machines uitgebreide ondersteuning bij de evalu-
atie van veiligheidsfuncties in het kader van ISO 13849-1. Om de toepas-
“een beetje van dit en een beetje van dat…”
034
waarde van 60% zou kunnen worden gerechtvaardigd. Stel dat er één
merkerbit is die bij een hoog niveau (logische 1) weergeeft of de diag-
nose van ingang (I1.0 t/m I1.3) in orde is. Omdat er geen interne diag-
nose is wordt deze fout niet herkent en zal de motor door blijven draaien.
Ten tweede is de aanname van een MTTFd van 30 jaar erg rooskleurig
te noemen voor een complex product dat onbekend is en dat niet voor
veiligheidsfuncties is gebouwd.
Ten derde zijn de embedded en applicatie software van de standaard PLC
nu veiligheidsgerelateerd, terwijl zeker de programmering van de em-
bedded software oorspronkelijk niet geschreven is voor de uitvoering van
veiligheidsfuncties! Daarnaast is de applicatiesoftware niet afgeschermd
en eenvoudig toegankelijk voor elke programmeur met een program-
meerpakket op zijn laptop. Grote vraag blijft: “Waarom kan een gecerti-
ficeerde veiligheids-PLC wel worden toegepast voor veiligheidsfuncties?”
Verschil tussen standaard- en veiligheids-PlC Een veiligheids-PLC wordt veilig door het feit dat hij meerdere processo-
ren (meestal 2) parallel laat werken, en pas wanneer ze allemaal dezelfde
uitkomst geven, hij zijn uitgangen gaat aansturen. Doordat de fabrikant
vaak processoren van verschillend fabrikaat toepast, is de waarschijnlijk-
heid dat ze gelijktijdig dezelfde fout maken uitermate klein. Om nu toch
zo snel mogelijk op eventuele willekeurige fouten (random failures) in
te spelen is de veiligheids-PLC voorzien van enkele duizenden zelftest-
functies in zowel de hardware als ook de software. Onder ander door
middel van een watchdog, over- en onderspanningsbewaking en bitpa-
troontests, die cyclisch worden uitgevoerd. Daarnaast wordt ook gebruik
gemaakt van verschillende softwareteams die de embedded software
(operating system, diagnostische software, support functies en libraries)
voor elke processor apart ontwikkelen. Voor het programmeren van het
veiligheidsapplicatieprogramma stelt de leverancier vaak een bibliotheek
van specifieke veiligheidsfunctieblokken ter beschikking. In een volgend
artikel zal dieper worden ingegaan op de echte verschillen tussen een
standaard PLC en de tegenwoordige veiligheids-PLC. Er zullen diverse
foutdetectie methodieken in zowel de hardware als de software worden
beschreven.
Conclusie De Machinerichtlijn eist een uitgebreide controle van zowel hard- als
software ( EG type-keuring genaamd) door een aangewezen instantie
of Notified Body. Met de komst van de nieuwe norm ISO 13849-1:2008
worden door de IFA voorbeelden meegeleverd die veiligheidstechnisch
niet verantwoord zijn. Het verdient aanbeveling om van een machine-
bouwer te eisen dat, als hij programmeerbare systemen toepast voor vei-
ligheidsfuncties, hij gebruik maakt van volgens IEC 61508 gecertificeerde
componenten.
Ing. Nick de With is senior consultant bij Fusacon BV, Certified TÜV FS
Engineer, docent bij NEN en lid van de normcommissies NEC 44 en IEC
TC44/WG7.
034 Robotveiligheid
B1
B2
Q2
K1 Q1
Designated architecture van voorbeeld 1 (bron: Sistema Cookbook)
sing van de tool te vereenvoudigen is het Sistema Cookbook beschikbaar
gekomen, waarvan het voorblad wordt getoond in figuur 2.
Overzicht belangrijke links Sistema
Voorbeeld 1 uit het cookbook (Example 18 from BGIA report 2/2008)
toont een hekbewakingsschakeling voor een machine. Het hek is gete-
kend in gesloten positie en na inschakelen van output O1.1 en O1.0 zullen
contactoren Q1 en Q2 opkomen en de motor gaan draaien. Het veilig-
heidscircuit wordt in figuur 4 gepresenteerd als designated architecture
van een tweekanalig systeem. Hierbij is kanaal 1 hardwired is uitgevoerd
via B1 en relais Q2 en kanaal 2 via B2 en de standaard PLC en relais Q1
loopt. Schakelaar B1 en B2 en een NC contact van Q1 en Q2 worden via
inputs ingelezen in de standaard PLC. De volledige controle van de scha-
keling vindt dus plaats in de hard- en software van de standaard PLC.
Het berekende Performance Level (PL estimated) voor voorbeeld 1, komt
volgens de IFA (BGIA), uit op een probability of dangerous failure per hour
(PFHd) van 1,66 x 10E-7 en voldoet dus aan PL niveau PLd (rekenkundig
vergelijkbaar met SIL 2). Dit voorbeeld gaat uit van een aantal aannamen
ten aanzien van de faalgegevens van de standaard PLC, te weten: MTTF =
1 5 jaar, MTTFd = 30 jaar en de Diagnostic Coverage DC = 60%.
Toepassing voorbeeld 1 niet verantwoord! Toepassing van de oplossing in voorbeeld 1 is veilig-
heidstechnisch niet verantwoord
en wordt om onderstaande re-
denen afgeraden!
Allereerst omdat een stan-
daard PLC überhaupt
geen interne diagnose
heeft waarmee de
Sistema URLSW tool www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema/index.jsp
Cookbook www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema/kochbuch/index.jsp
Examples www.dguv.de/ifa/en/pra/bilder/circuit_examples.zip
Libraries www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema/bibliotheken/index.jsp
optimize through AutomAtion
Discover all the potential now: At AUTOMATICA 2012.
ASSemBLY AnD hAnDLing teCh- noLogY mAChine ViSion roBotiCS poSitioning SYStemS DriVe teChnoLogY SenSor teChnoLogY ControL SYStemS teChnoLogY SAFetY teCh- noLogY SuppLY teChnoLogY Van Ekeris Expo Service B.V.
Haarlem | Tel. +31 (0) 23 525 8500 | [email protected]
Aut12_Anz_230x295_VisionRobotics_E-NL.indd 1 21.12.11 13:04
036036
De laatste jaren is er op het gebied van veilig-
heid een trend merkbaar waarbij meer en meer
aandacht gevraagd wordt voor de factor ‘mens’
in het begrip arbeidsveiligheid. Met een mooie
uitdrukking heet dat dan human behavior. Let-
terlijk kunnen we hier natuurlijk op zijn Neder-
lands zeggen: de factor van het menselijke ge-
drag binnen het veiligheidsdenken. Misschien
zou het nog beter omschreven kunnen worden
als het ontbreken van een bepaald veiligheids-
denken bij sommige mensen.
Als we met elkaar over het menselijke gedrag
gaan praten dan hebben we binnen onze hui-
dige maatschappij bij diverse gelegenheden
gespreksonderwerpen te over. Wat te denken
als je op maandagavond in de krant leest dat
er op drie verschillende plaatsen in de provin-
cie Friesland politieagenten aangevallen zijn bij
opstootjes, waarbij dan verschillende politie-
agenten gewond geraakt zijn (moet natuurlijk
ook wel zo zijn, want anders is het niet meer
het vermelden waard). Of we zouden het kun-
nen hebben over de politieagenten die een
tijdje terug in het nauw kwamen en met ge-
trokken wapens zich moesten verweren tegen
woedende Feyenoord supporters. Of gewoon
regelmatig kijken naar programma’s als ‘blik
op de weg’ of ‘overtreders’ om te zien wat voor
vreemde kostgangers daar in beeld komen. En
wat dan te zeggen over de nieuwe SIRE-cam-
pagne waar in de filmpjes duidelijk te zien is
hoe hulpverleners belaagd en bedreigd worden
door omstanders terwijl zij proberen hulp te
verlenen. Voorbeelden van (on)menselijk ge-
drag in onze maatschappij te over. Met andere
woorden meer dan genoeg borrelpraat.
Maar ja, om in een technisch vakblad nu een
uitvoerige uiteenzetting te gaan geven over
het ontspoorde menselijk gedrag in onze maat-
schappij is waarschijnlijk niet de bedoeling.
Daarbij zou ik ook de kans lopen om door de
redactie teruggefloten te worden. Maar toch
wil ik wel hiermee beginnen, omdat we kun-
nen stellen dat de werkvloer een onderdeel
is van de maatschappij waarin wij leven. Als
men buiten het werk al veel regels aan hun
laars lapt, hoe zou het dan gesteld zijn met de
regels op de werkvloer. Of misschien moeten
we zelfs wel de vraag stellen of er dankzij onze
liberale houding misschien wel te weinig regels
en toezicht op naleving van regels op de werk-
vloer is (misschien ook weer een afspiegeling
van onze maatschappij?). Vraag eenvoudigweg
maar eens naar het geldende sanctiebeleid bij
bedrijven. Grote kans dat u op deze vraag een
ontwijkend antwoord krijgt. Maar misschien
mag ik het nog concreter maken en de vraag
ook wat scherper stellen: Meneer de manager/
eigenaar, hoe is het sanctiebeleid binnen uw
eigen bedrijf? Wanneer hebt u voor het laatst
iemand binnen uw bedrijf aangesproken op
onveilig gedrag?
Als we even googlen dan vinden we op internet
verscheidene artikelen over de relatie tussen
human behavior en veiligheid. Bijvoorbeeld
een TNO studie over de grote invloed van het
gedrag van de weggebruiker op de verkeers-
veiligheid. Bij veel artikelen is er sprake van
het noemen van het menselijk gedrag en vei-
ligheid in één adem. Daarbij pleit men dan ook
voor een integrale aanpak van de veiligheids-
problemen. Waarbij soms dan wel weer ondui-
delijk is wat men hier mee bedoeld!
In 2010 publiceerde een goede collega van mij
het boekje Brainsafe “in vijf stappen naar een
sterke veiligheidscultuur”. Hierbij vraagt hij
aandacht voor de in het bedrijf heersende cul-
tuur en geeft hij een aantal stappen voor een
veranderingsproces. Dus aandacht voor de be-
drijfscultuur en van daar uit het probleem be-
naderen. Met daarbij de kanttekening dat het
gaat over de bedrijfscultuur van leidinggeven-
den én werknemers.
Wij worden zelf de laatste tijd bij verschillende
bedrijven ook regelmatig met de gevolgen van
een bepaalde bedrijfscultuur geconfronteerd.
Ik stel hier met name verschillende bedrijven,
omdat het niet terug te voeren is op één afwij-
kend bedrijf. Wat constateren wij dan? Bijvoor-
beeld de houding bij sommige productiebe-
drijven, waar het management wel praat over
de belangrijkheid van hun human resources
(menselijk kapitaal) binnen het bedrijf, maar
als het op het aanpassen van de arbeidsom-
standigheden (vaak machineveiligheid) aan-
komt er schijnbaar altijd een bepaalde kosten-
afweging gemaakt moet worden. En natuurlijk
als het realiseren van een super veilig bedrijf
leidt tot kostenverhogingen en uiteindelijk tot
minder werk voor de werknemers is er sprake
machineveiligheid en human behavior
036 (un)Safe
dIePeRe gedaChTeN VaN eeN Ce-CONSulTaNT
van een hele ongezonde situatie. Maar het, op
grond van de bedrijfsresultaten, steeds maar
uitstellen van het uitvoeren van een bepaald
veiligheidsbeleid binnen de onderneming is
ook een hele ongezonde situatie, waar uitein-
delijk iemand de rekening voor zal betalen. Het
is ook mogelijk dat we het veiligheidsprobleem
maar steeds voor ons uitschuiven, omdat het
zo’n grote klus is. Waarbij dan vergeten wordt
dat de klus zo omvangrijk is geworden, omdat
men in het verleden al aan het vooruitschuiven
is begonnen.
Het management van een bedrijf, waar men
aan de slag wil met veranderingen in de vei-
ligheidscultuur moet zich eerst maar eens af-
vragen welk voorbeeld zij zelf geven. Dragen
zij persoonlijke beschermingsmiddelen als zij
door de fabriek lopen of voelen zij zich boven
de wet verheven? Zijn zij duidelijk in hun veilig-
heidsbeleid? Doen zij er alles aan om veiligheid
niet alleen met woorden maar ook met daden
na te streven? Ook hier geldt, net als bij het op-
voeden van kinderen, de regel dat goed gedrag
ook goed doet volgen. Veranderingen in de
veiligheidscultuur kunnen alleen gerealiseerd
worden met als uitgangspunt het mooie ge-
zegde: “Verbeter de wereld en begin bij jezelf”.
Misschien kunnen we dit gezegde niet alleen
gebruiken voor de managers in Nederland,
maar ook voor de machinebouwers, die qua
machineveiligheid zo nu en dan ook boter op
hun hoofd hebben. Maar daar heb ik de laatste
tijd al genoeg over geschreven. Misschien dan
toch nog maar een keer een roep om meer dui-
delijkheid en een duidelijker controle- en sanc-
tiebeleid van onze “papa overheid”.
We moeten wel oppassen dat we het thema
veiligheid alleen nog maar vanuit het gezichts-
punt van het menselijk gedrag gaan benaderen
en dat we straks verzanden in waarschuwin-
gen, regeltjes en voorschriften. In de Europese
Richtlijnen en geharmoniseerde normen wordt
niet voor niets er steeds weer op gewezen dat
er bij veiligheidsproblemen in eerste instantie
gedacht moet worden aan de intrinsieke vei-
ligheid (veiligheidsprobleem elimineren) en
daarna, als elimineren niet mogelijk is, aan
elektrische of mechanische veiligheidsoplos-
singen. Met andere woorden: allemaal hele
normale technische oplossingen. En als we dan
uiteindelijk geen technische veiligheidsoplos-
singen kunnen toepassen, dàn mogen / moe-
ten we als laatste veiligheidsmiddel mensen
waarschuwen en moeten we veiligheidsvoor-
schriften opstellen.
Natuurlijk is het menselijk gedrag het bestu-
deren waard en moet ook zeker de factor die
het menselijk gedrag heeft op veiligheid niet
onderschat worden. Maar we moeten oppassen
dat we er niet een soort kip en ei verhaal van
gaan maken. Wat is de hoofdoorzaak van on-
veilige situaties? De onveilige machine of het
onveilige gedrag van de mens? Of een combi-
natie er van?
Op de onlangs gehouden dag Industriële Vei-
ligheid 2012 was de helft van de dag gevuld
met onderwerpen die op de één of andere
manier te maken hadden met het menselijk
gedrag. Nu is het mijn vraag of we daarmee
het onderwerp “human behavior binnen het
veiligheidsdenken” niet te veel overbelichten.
Veel bezoekers van dit soort dagen zijn nog
niet eens goed op de hoogte van alle verplichte
wettelijke regelgeving en voorschriften op het
gebied van Machineveiligheid en Arbeidsom-
standigheden. Waarbij we best mogen stellen
dat zij als leidinggevenden van bedrijven hier-
van kennis zouden moeten hebben. Daarom
moeten we aandacht blijven vragen voor het
realiseren van technisch veilige machines en
goede werkomstandigheden. Want als we hier-
in te kort schieten dan kunnen mensen nog een
zo goed mogelijk veilig gedrag hebben maar
brengen we hen steeds in onveilige situaties.
Uiteindelijk is het toch: “Voorkomen is beter
dan genezen”.
(un)Safe 037
Bert Stap
038
Nieuwe SpectraScan spectroradiometer
lineaire aandrijvingen met servomotor
Photo Research introduceert een nieuwe toevoeging aan de SpectraScan serie van
spectroradiometers, de PR-740. Met de PR-740, introduceert Photo Research het
voorlopige topinstrument in deze serie. De PR-740 kenmerkt zich door zeer hoge
gevoeligheid en uitgebreide spectrale informatie te bieden. De PR-740 is voorzien
van een 512 elementen tellende gekoelde detector, die enerzijds zeer veel kleurin-
formatie geeft, en anderzijds door de koeling zeer gevoelig is en daarmee lage
lichtintensiteiten optimaal kan bemeten. Een hoge gevoeligheid biedt bij hogere
lichtintensiteiten daarnaast nog een voordeel: snelheid van meting. De PR-740 is
voorzien van meerdere apertures en een mogelijkheid tot instelling van de spec-
trale resolutie. Daarnaast is er geen twijfel over wat de PR-740 heeft opgemeten, de
Pritchard optica is zodanig ingericht dat geldt: “what you see, is what you measure”.
De nieuwe ISB/ISPB serie lineaire aandrijvingen uit
de IntelligentAcutuator serie van IAI zijn hoog preci-
sie lineaire actuators met kogelomloopspindel, sle-
de, geïntegreerde geleidingen en ingebouwde ser-
vomotor. De herhalingsnauwkeurigheid van dit
systeem is standaard 0,01 mm (ISB-serie) en 0,005
mm in de hoog precisie uitvoering (ISPB-serie). De
actuatoren kenmerken zich door hun compacte bouw
inclusief servomotor met incrementele of absoluut
encoder en de eenvoudige inbedrijfname met be-
hulp van de één-assige positioneerbesturing (SCON-
serie) of meer-assige vrij programmeerbare bestu-
ringen uit de SSEL- of XSEL-serie. Bekabeling wordt
meegeleverd. De ISB/ISPB-serie is leverbaar in drie-
verschillende bouwgrootten met aluminiumprofie-
len van 90, 120 en 150 mm breed. Daarnaast is er
ook speciale uitvoering met stalen basis van 155 mm
breed met hoge stijfheid. De maximale slaglengte is
standaard 1300 mm en met toepassing van een spe-
ciale spindel support constructie zijn slaglengtes van
2500 mm realiseerbaar. De maximale snelheid is
2500 mm/s afhankelijk van de gekozen spoed. De
maximale belasting is 120 kg bij horizontale toepas-
sing en 40 kg bij verticale toepassing waarbij het
systeem voorzien is van een rem. De aandrijvingen
zijn leverbaar met een afdekband als stofdichte uit-
voering (IP30) of als cleanroom uitvoering (Class 10
(0.1μm per 1cf)).
National Instruments kondigt een
nieuwe versie aan van de NI Com-
pactRIO Module Development Kit
(MDK) en het geeft de RIO Mezzani-
ne Card (RMC)-specificatie vrij voor
het ontwikkelen van uitbreidingen
voor NI Single-Board RIO. Met deze
informatie kunnen systeemintegra-
toren en OEM’s volledig aangepaste
electronica integreren met FPGA-
gebaseerde hardware van NI. Hier-
mee kunnen ze hun gebruikers de-
zelfde ervaring bieden die engineers
verwachten van NI-producten. Ver-
sie 2.0 van de CompactRIO MDK be-
vat updates, gebaseerd op de feed-
back van gebruikers, die het maken
van een aangepaste module ver-
eenvoudigen en versnellen. Onder-
deel van de MDK is een communica-
tiekern voor de field-programmable
gate array (FPGA) die best-practices
en onderhoudstaken waaronder
moduledetectie, identificatie, gege-
vensoverdracht en andere veel
voorkomende functies implemen-
teert. Door deze communicatiekern
te gebruiken, kunnen ontwikkelaars
profiteren van de jarenlange erva-
ring, ontwikkeling en optimalisatie
door NI voor het versnellen van hun
eigen ontwerpproces en het maxi-
maliseren van de compatibiliteit van
custom ontwikkelde modules bin-
nen het RIO productplatform. De
nieuwe MDK bevat ook functies om
automatisch code te genereren voor
gebruikers en om direct met I/O te
kunnen lezen of schrijven. Hierdoor
kunnen module-ontwerpers zorgen
dat voor eindgebruikers een custom
module of een NI module een gelij-
ke gebruikerservaring heeft. Daar-
naast hebben NI Single-Board RIO
embedded systemen nu een uitbrei-
dingsconnector voor een RIO Mez-
zanine Card (RMC). De RMC-connec-
tor bevat een methode voor het
toevoegen van applicatiespecifieke
aangepaste schakelingen aan NI
Single-Board RIO. De hoogwaardige
RMC-stekker biedt toegang tot maxi-
maal 96 digitale I/O-lijnen uit de
herconfigureerbare FPGA. Dit maakt
dat dit een ideaal platform is voor
het bouwen van elektronische toe-
passingen. De NI RIO-technologie
combineert NI LabVIEW-systeem-
ontwerpsoftware met commerciële
off-the-shelf-hardware. Dit vereen-
voudigt de ontwikkeling en verkort
de time-to-market bij het ontwer-
pen van geavanceerde besturings-,
monitorings- en testsystemen. NI
RIO-hardware waaronder de Com-
pactRIO, NI Single-Board RIO, R Se-
rie-kaarten en de PXI-gebaseerde NI
FlexRIO, hebben een architectuur
die krachtige floating-pointproces-
soren, herconfigureerbare FPGA’s en
modulaire I/O combineert.
Ontwikkelkit voor uitbreiding RIO-platform
Productnieuws
Optimale diagnose en visualiseringHogere prestaties en meer geheugencapaciteit
dankzij verbeterde 600 MHz RISC OMAP proces-
sors en contrastrijke displays: dit zijn de kenmer-
ken van de nieuwe generatie bedienterminals
PMI (Pilz Machine Interface) van Pilz. De diagno-
seapparatuur is nu leverbaar in displayformaten
met een beeldschermdiagonaal van 3,5” en 5,7”.
Deze bieden effectieve ondersteuning bij de vis-
ualisering en foutopsporing in het geval van pro-
ductiestoringen in combinatie met de veilige
besturingstechniek van Pilz. De bedienterminals
PMImicro diag dienen voor de diagnose en visua-
lisering van machines en installaties in combina-
tie met de programmeerbare besturingssyste-
men PSS, de veilige bussystemen SafetyBUS p
alsmede de configureerbare besturingssystemen
PNOZmulti resp. PNOZmulti Mini. Compact, een-
voudig te bedienen en met een Ethernet-poort
biedt de Pilz PMI-apparatuur de volledige functi-
onaliteit van het diagnoseconcept PVIS. Van huis
uit geïntegreerd is het diagnoseconcept PVIS van
Pilz. Dit concept houdt rekening met de eisen van
producenten en gebruikers: een eenvoudige pro-
grammering met geringe kosten enerzijds en
duidelijke diagnosemeldingen in niet-gecodeer-
de tekst op hoogwaardige kleuren-TFT-displays
anderzijds. Op deze manier kan de diagnose een-
voudig worden gerealiseerd. Bij het configureer-
bare veiligheidssysteem PNOZmulti neemt de
gebruiker alle vooraf gedefinieerde diagnose-
meldingen met een muisklik over in de PNOZ-
multi Configurator. Bij de PSS-besturingssyste-
men kunnen de diagnosemeldingen rechtstreeks
via de programmeersoftware PSS WIN-PRO wor-
den ingevoegd. Deze vooraf gedefinieerde diag-
noseteksten kunnen bovendien worden aange-
past aan de toepassing of volledig worden
geherformuleerd. Een snelle herstart van machi-
nes en installaties is gewaarborgd dankzij een
concrete foutbeschrijving in niet-gecodeerde
tekst, stapsgewijze oplossingssuggesties, een
definitie van de bevoegdheden en eenduidige
informatie over de foutlocatie. De bediening
vindt naar keuze plaats via een touchscreen/
toetsen bij de PMI 509 of via een touchscreen bij
de PMI 515. Bij het overschakelen op de nieuwe
generatie bedienterminals kunnen bestaande
toepassingen worden overgenomen. In combina-
tie met de PMI-productfamilies PMIopen en PMI-
visu zijn alle displayformaten en uitrustingsvari-
anten beschikbaar.
Productnieuws
Global solutions
+31 (0)297 285332 www.destaco.nl
Binnen 10 minuten zien wat er fout gaatReal-time: vertraagd meekijken terwijl je filmt
[email protected] www.laser2000.nl 0297-266 191
ontworpen voor machine inspectie
Intelligente high speed camera
ontworpen voor machine inspectieC
M
Y
CM
MY
CY
CMY
K
cyclocam ad 115x150mm_def.pdf 18-10-2011 14:57:56
Nadat de kratten in de pickercel gevuld zijn, worden de kratten weer au-
tomatisch gestapeld en wordt een pallet met volle kratten uitgevoerd. Er
wordt gewerkt met pallets van 1.200 x 1.000 en 1.200 x 800 mm. De
grijper heeft een uitgekiend systeem dat bij het palletiseren de kratten
zeer nauwkeurig inwendig centreert en bij het plaatsen van de volle krat-
ten op de onderliggende laag ook nog eens deze laag centreert ten op-
zichte van de nieuw te plaatsen kratten.
Casepack-, depalletiseer- en palletiseeroplossing in één Onlangs heeft Robertpack, in opdracht van A-ware in Zeewolde (onder
andere actief in het rijpen, snijden en verpakken van Hollandse en buiten-
landse kaas), een totaaloplossing voor casepacken, depalletiseren en pal-
letiseren gerealiseerd. Voor het casepacken heeft Robertpack een picker-
cel met twee Fanuc M3 pickers ingezet. De producten worden optisch
herkend. De productaanvoerband en de krattenbaan zijn beide voorzien
van een encoder. Zo kunnen producten nauwkeurig in flow worden opge-
pakt en kunnen de kratten ook tijdens het vullen getransporteerd worden.
Robertpack plaatst de besturing van de robot boven op het frame van de
cel, zodat een zeer open gebied in de pickercel ontstaat. Hierdoor is de cel
erg overzichtelijk en is de machine eenvoudig te reinigen en zijn er zo
weinig mogelijk plaatsen waar zich vuil kan ophopen. De pickercel kan
ook worden uitgevoerd in RVS zodat deze geschikt is voor een natte om-
geving. De robot mag nat gereinigd worden. Hierbij is het ook zeer prak-
tisch dat de besturing boven op het frame geplaatst is. Voor depalletise-
ren en palletiseren heeft Robertpack gekozen voor een combinatie
oplossing. De Fanuc 410 heeft een grijper die geschikt is voor zowel pal-
letiseren als depalletiseren. Er worden complete, volle pallets met lege
kratten in het systeem ingevoerd. Deze worden automatisch ontstapeld.
Met cameramodules van slechts dertig gram, die maar 3,5 x 3 x 4 cm
groot is en maar 750 mW stroom verbruikt, herdefinieert de Tamarisk 320
de compacte klasse thermische camera’s. Deze specificaties maken deze
camera module de ideale oplossing voor toepassingen beperkt door
grootte, gewicht en energieverbruik. De eerste 320 x 240 VOx microbolo-
meter in zijn soort, combineert toonaangevende 17 μm pixel pitch tech-
nologie met de door DRS gepatenteerde geavanceerde sensor technolo-
gie voor hoge gevoeligheid en goede beeldkwaliteit. Ongeacht moeilijke
lichtomstandigheden, produceert de camera kristalheldere beelden zo-
wel overdag als ’s nachts, door rook, stof, nevel en mist. De Tamarisk 320
is leverbaar met verschillende lens opties waaronder een configuratie
zonder lens, zodat een eigen optische lens gebruikt kan worden. Boven-
dien, zorgt het modulaire X1 elektronica platform voor maximale integra-
tie flexibiliteit zowel in nieuwe als in
bestaande systemen. Licht, compact
en eenvoudig te integreren, de Tama-
risk 230 is een goede keuze voor be-
veiliging, onbemande voertuigen,
winkel/retail analyse, draagbare ima-
ging producten en onbemande sensor
toepassingen.
zeer kleine thermische cameramodule
Om de DNCE-zuigerstangen te beschermen tegen stof, spanen of vloei-
stoffen – zoals olie, emulsies en brandstof – ontwikkelde Festo het be-
schermende balgsysteem EADB. Deze standaard beschikbare accessoire
voor DNCE-zuigerstangen betreft een absoluut lekkagevrij systeem dat
voorzien is van een ontluchtingsgat voor de aan- en afvoerlucht. Compo-
nenten van Festo worden niet zelden in zware omgevingen toegepast
waar zij in aanraking komen met uiteenlopende stoffen en materialen.
Bijvoorbeeld vaste deeltjes in de vorm van stof, meel, suiker, zand of ce-
ment. Daarnaast kunnen storingen of beschadigingen ontstaan door
hout-, metaal-, glas- en kunststof spanen, specifieke vetten of vloeistof-
fen zoals olie, brandstof, water en emulsies. Om de DNCE-zuigerstangen
en kogelomloopgeleidingen hiertegen te beschermen, voorziet het DN-
CE-programma standaard in een balgsysteem waarmee een bescher-
mingsklasse van IP65 is te realiseren.
Nieuw beschermend balgsysteem
Productnieuws
Adverteerders index
Abb 43 Iris Vision 25
Destaco 39 KUKA 51
Exner Robotics 40 Laser 2000 39
Fanuc 2 Max van Rooij 40
Fenceworks 17,22 Mikrocentrum 44
Fusacon 41 Van Ekeris expo service 35
www.fusacon.nl
Functionele veiligheid
• Functional safety management
• Risicoanalyse machine/proces
• SIL en/of PL classificatie
• Ontwerp veiligheidsconcept
• Validatie veiligheidscircuits
• Trainingen en individuele coaching
Machineveiligheid
• Managementpresentatie
• CE richtlijn- en normadvies
• Risicobeoordeling machines
• Risicoreductie machines
• Support inkoop/engineering
• Opstellen CE documentatie
Vogelenzangseweg 20 | 4124 AS Hagestein T +31 (0) 347 352 519 | F +31 (0) 877 843 520 | E [email protected]
042042 Column Vision & Robotics
Vision en Robotica zijn hot. Dat blijkt zondermeer uit alle initiatieven die
er het afgelopen jaar zijn ontplooid om beide vakgebieden beter onder de
aandacht van het grote publiek te brengen. En ook de initiatieven om door
samenwerking mogelijke oplossingen naar een hoger plan te tillen liegen
er niet om. Van open source initiatieven als het Robotic Open Platform van
de TU Eindhoven, tot en met een bijzondere 3D Vision dag die onlangs in
Antwerpen plaatsvond. Zelf proberen we als Mikrocentrum natuurlijk ook
ons steentje bij te dragen. We doen dat al jaren in de vorm van een con-
gres gekoppelde beurs en diverse opleidingen die de aspirant vision- of
robotgebruiker op het vereiste kennisniveau brengt. Eind 2011 echter, op
maandag 21 november om precies te zijn, zijn we echter een stap verder
gegaan. Vanuit ons High Tech Platform is er toen een nieuwe werkgroep
Vision & Robotics Solutions opgericht. Waarom? Op de eerste plaats om
vision, robotica en aanverwante automatiseringsoplossingen een nog vas-
tere voet aan de grond te laten krijgen bij relevante eindgebruikers. Dit
zowel op Nederlandse als op Belgische bodem. Het gaat dan overigens
niet alleen om de camera’s en de robots, maar om de gehele keten. Want
wat is een robot zonder sensoren of grijper en hoe kun je een robot- of
visionsysteem los zien van de achterliggende automatiseringsonderdelen
als aandrijvingen en besturingen? Naast promotie van de techniek biedt
de nieuwe werkgroep nog een oplossing. Zo maakt hij de branche als
zodanig sterker door gezamenlijke doelstellingen te formuleren en de
krachten te bundelen bij het ontwikkelen van innovatieve en relevante
oplossingen. Gerelateerde uitdagingen en hun oplossingen kunnen ver-
volgens voor een breder voetlicht worden gebracht tijdens bijeenkomsten
als de Vision & Robotics beurs. Dat er veel aan gelegen is dit voor Neder-
land en België o zo belangrijke vakgebied te versterken, blijkt ook uit een
ander samenwerkingsverband. Want naast de Vision & Robotics Solutions
werkgroep, die momenteel uit 50 leden bestaat, is ook de samenwerking
met Roboned in een vergevorderd stadium. Zo zal deze overkoepelende
Nederlandse robotorganisatie waar zo’n 340 bedrijven, kennisinstellingen
en universiteiten deel van uitmaken, haar jaarlijkse conferentie tijdens de
beurs Vision & Robotics houden en zo de opmars van deze waardevolle
technologie nog meer momentum te geven. Voor diegenen die samen-
werken op vision- en roboticavlak wel wat lijkt, zou ik zeggen: sluit je
aan. En wie alleen maar nieuwsgierig is wat zo’n bundeling van vision- en
roboticakennis met de mens doet, moet op 5 en 6 juni zeker even in Veld-
hoven komen kijken!
Els van de Ven
Manager Vakbeurzen & Congressen
zwaan kleef aan
Column Vision & Robotics
er is een nieuwe werkgroep Vision & Robotics Solutions opgericht
042
ABB levert standaard robotoplossingen voor de industrie. Deze zijn eenvoudig, snel, kostenbesparend en eenvoudig in bestaande of nieuwe productielijnen te integreren. ABB Robots zijn zeer gebruiksvriendelijk, betrouwbaar, efficiënt, onderhoudsarm, accuraat en werken 24/24/7 op topsnelheid. Kiest u een ABB Robot dan weet u wat u kiest! Bezoek ons op www.abb.com/robotics
Eenvoudiger produceren?Houd het standaard!
ABB adv IRB660 184x255.indd 1 22-04-10 13:33
Vakbeurs & CongresDinsdag 5 en woensdag 6 juni 2012
NH Conference Centre Koningshof te Veldhoven
Mediapartners:
O iciële beurscatalogus
Organisatie:
Vakbeurs & CongresDinsdag 5 en woensdag 6 juni 2012
NH Conference Centre Koningshof te Veldhoven
Mediapartners:
O iciële beurscatalogus
Organisatie:
Vakbeurs & CongresDinsdag 5 en woensdag 6 juni 2012
NH Conference Centre Koningshof te Veldhoven
Mediapartners:
O iciële beurscatalogus
Organisatie:
inclusief de conferentie