VISION & ROBOTICS. Cutting Edge. Meer verspanen dankzij robotica. Twintig camera s installeren zonder downtime. De komst van de lichtchip

VISION & ROBOTICS

jaargang 3 | nummer 4 | julI 2011

ssier o d f e i Inclus en m e t s y s Zorg

Cutting Edge Meer verspanen dankzij robotica Twintig camera’s installeren zonder downtime De komst van de lichtchip

Super Tooling

www.zuk.de

FAN U C – N O. 1 IN FACTO R Y A U TO MATI O N A N D R O B OTS.

Welcome to the yellow world We

Increasing productivity together Thanks to FANUC´s specialized expertise in CNC technology, there’s no better partner than FANUC Robotics for efficient automation in the machine tool industry. Whether you are a machine tool builder or a parts supplier, FANUC Robotics offers the broadest spectrum of robots the industry has to offer, with the highest reliability of 99,99%. Benefit from a faster, more precise production and speed up your productivity. FANUC Robotics LR Mate 200iC – the standard for the machine tool industry.

Accelerate your machine tooling now!

02

WWW.FANUCROBOTICS.BE

Colofon Vision & Robotics is hét vakblad over automatise-

Komkommertijd

ringsoplossingen voor de maak-, agro-en foodindustrie door specialisten in robotica en visionsystemen.

Met de uitbraak van het EHEC-bacterie in Duitsland heeft het woord komkommertijd een hele andere lading gekregen. En hoewel we inmiddels weten dat de komkom-

jaargang 3 | nummer 4 | juli 2011

mer geen enkele blaam treft, is het kwaad natuurlijk al lang geschied. In de discussies die na nieuws van de resistente uitbraak op televisie en radio volgden, heb

Vision & Robotics verschijnt zes maal per jaar. Toezending

ik me vervolgens behoorlijk mogen opwinden. Helemaal tijdens een programma

geschiedt op abonnementbasis en controlled circulation.

als Peptalk van BNR nieuwsradio waar de luisteraar mag inbellen om zijn mening te geven, hoorde ik soms tenenkrommende uitspraken. Zo was één van de discus-

Uit g e v e r

siepunten of de tuinders moesten worden gecompenseerd voor de grote economi-

Henk van Beek, Fenceworks BV

sche schade die de loslippigheid van de Duitse overheid teweeg had gebracht. Nu

Telefoon: 06 - 28 41 70 73

weet ik dat de Nederlandse tuinders niet alleen harde werkers zijn, maar tevens

E-mail: [email protected]

flink investeren in de toekomst van hun bedrijf. Investeringen in technologieën als vision en robotica maken dat de Nederlandse kwekers tot de top van de wereld

R e d a cti e

behoren. Iets waar we best trots op mogen zijn. Maar deze investeringen moeten

Liam van Koert, Verbal Essence

natuurlijk wel worden terugverdiend, lees afgelost. De komkommerkweker moet

Joanna Hughes, Verbal Essence

dit doen in de beroemde komkommertijd, het seizoen waarin het politieke nieuws

Telefoon: 06 - 17 58 82 65

schaars is door het zomerreces en vakantie, maar de liefhebber volop verkoeling

Email: [email protected]

kan vinden door het eten van de zomergroente bij uitstek. Als vervolgens een luisteraar van mening is dat we deze kwekers maar gewoon op de fles moeten

R e d a cti e r a a d

laten gaan, alle kennis en knowhow de nek om moeten draaien en maar groenten

Pieter Jonker, TU Eindhoven en TU Delft

moeten gaan kweken in landen waar het goedkoper is, gaan bij mij de haren recht

Jaap van de Loosdrecht, Computer Vision Lab, NHL

overeind staan. Hebben we in Nederland al niet veel te vaak het kind met het

Martin van der Have, RAB en ABB

badwater weggegooid en bloeiende industrieën laten vertrekken, omdat we te

Fred Bokhorst, RAB en Ferdar

weinig innovatief waren en het vertikte de leegloop naar de lage lonen te bestrij-

Bas Wondergem, DVC

den met slimme automatisering? En nu hebben we eindelijk een sector te pakken

Hans Lenos, lenosonline.info

die dit zonder grote bonusregelingen wel doet en dan moeten we ze laten stikken?

Wim Hoeks, NTS groep

Onbegrijpelijk, en zelfs schandalig. Gelukkig was meneer Bleker het met me eens en heeft hij een aardig potje uit Brussel weten veilig te stellen. En ook LTO doet

V or m g e vin g

een flinke duit in het zakje. Of het genoeg is om ook toekomstige investeringen in

Laura Willemsen, Grafisch ontwerp

slimme automatisering veilig te stellen, zal de tijd moeten leren. Het was dit keer in elk geval een komkommertijd die we wel nog lang zullen heugen.

Druk 3l drukkerij bv, rotterdam

LIAM van koert

P osta dr e s r e d a cti e Maredijk 17, 2316 VR Leiden E-mail: [email protected] Abonn e m e nt e n [email protected] Adv e rt e nti e - e x p l oitati e Mike de Jong, Bureau voor Marketing Media BV Telefoon: 06 - 43 05 30 25 E-mail: [email protected] A a n dit n u m m e r w e r k t e n m e e Bram Janssen, Fred Bokhorst, Yves De groote, Cees van Heijkoop, Safora S.S. Macdonald, Bert Stap

Column 03

In dit nummer

Meer verspanen dankzij robotica

08

Lasertechnologie in vision toegelicht

12

TNT Express moderniseert leestunnels

16

20



De fotonica(r)evolutie



Dossier zorgsystemen 23



Robolink klaar voor het echte werk 24



8



Rubrieken

12

Redactioneel

03

Colofon

03



Nieuws

06



(Un)Safe

32



Robotveiligheid

36



Productnieuws

38



Adverteerdersindex

41



Column

42



36

Juli 2011 | VISION & ROBOTICS

Inhoud 05

Robots delen voedsel Je helpt je familie meestal eerder dan een vreemde. Het bloed kruipt immers waar het niet gaan kan. In de jaren zestig zei William Hamilton dat dit fenomeen, dat altruïsme wordt genoemd, een evolutionaire basis heeft. Je offert je op voor jouw familie, omdat jouw genen, die ook in je broers en zussen zitten, dan in ieder geval blijven bestaan. Sinds Hamilton en beroemde publicaties over het onderwerp als ‘The sel-

door het programma waarop de robots liepen aan te passen, konden ro-

fish gene’ van Richard Dawkins, is evolutionair altruïsme een terugkerend

bots wel meer op elkaar lijken. Men maakte klonen, die precies hetzelfde

punt van discussie. Enkele Zwitserse onderzoekers zeggen nu dat het be-

programma hadden. Ook maakten ze broertjes en zusjes van robotten,

staat. Ze testten dit met behulp van robots.

door het programma wel aan te passen, maar ook voor een groot deel

Het evolutionair altruïsme moet langzaam ontstaan binnen de soort. Heel

overeen te laten komen. En er waren complete vreemden, die niets aan

erg langzaam. Het is praktisch onmogelijk om zoveel generaties achter

overeenkomst hadden met andere robots.’ Door zulke familiebanden in

elkaar een gemeenschap van dieren te bekijken. Maar robots, die draaien

te bouwen, werd het mogelijk om het altruïsme te onderzoeken. Robots

op programma’s. En dankzij genetische algoritmes, computerprogramma’s

kregen, nadat ze voedsel hadden verzameld, de optie om het voedsel te

die de evolutie nabootsen door willekeurige delen van het programma te

delen, of zelf te houden. En ja hoor, na vijfhonderd generaties, toen er

veranderen, kan je de ontwikkeling van een soort in no time nabootsen.

genoeg tijd voorbij was om te evolueren, vertoonden de robotjes tekenen

En dat is dus ook wat Markus Waibel, Dario Floreano en Laurent Keller

van altruïsme. Het onderzoek toont aan dat altruïsme niet, zoals nog wel

deden. Ze simuleerden een situatie uit de natuur, door robots kleine blok-

eens gedacht wordt, altijd in één specifiek gen aanwezig hoeft te zijn.

jes te laten vinden die voedsel voor moesten stellen. Ze begonnen met

Deze robots hadden een heel simpel genetisch profiel en ontwikkelden

robots die zomaar wat deden. In de loop van de vijfhonderd generaties

toch altruïsme. Het onderzoek heeft overigens ook enige kritiek moeten

werden ze steeds slimmer. Aan het einde konden ze voedsel herkennen,

verdragen. Zo was het niet perse nodig geweest robots te gebruiken. Een

oppakken en transporteren naar hun nest, zonder fouten te maken. En ze

simulatie met algoritmes had volstaan. Ook is er geen uitsluitsel over hoe

deelden dus ook voedsel met hun familieleden.

de robots zich gedragen zouden hebben als er robots geïntroduceerd wa-

Die familieleden van de robots werden gecreëerd door de ‘genen’ van

ren die geen familie waren. Ondanks de bijzondere uitkomst, zal het debat

de robotjes aan te passen. Robots hebben natuurlijk geen genen, maar

over evolutionair altruïsme zich dus nog wel even voortslepen.

Met de onlangs ontwikkelde Geminoid DK, was het nu tijd voor een heuse geminoid summit. Naast de nieuwe Geminoid DK waren ook de in 2005 door professor Hiroshi Ishiguro gemaakte eerste Geminoid HI-1, alsmede de in 2010 ontwikkelde vrouwelijke variant Geminoid F van de partij. Aangezien de gelijkenis tussen de deelnemers zo treffend was, was het een enigszins bizarre gewaarwording. Niet alleen lijken de robots op hun eigenaar, ook de mogelijke gezichtsuitdrukkingen van de geminoids zijn zeer waarheidsgetrouw. De robots zijn met name ontwikkeld om te helpen bij de zoektocht naar enkele existentiële vragen. Wat is een mens, wat is aanwezigheid, wat is relatie en wat is identiteit? Met de komst van de eerste Europese geminoid, kunnen nu ook worden culturele verschillen ten aanzien van robotperceptie worden onderzocht.

06 Nieuws

Eerste geminoid summit

Nieuws

Innovatieprijs voor intelligent orderverzamelsysteem Ferdar Automation Technology in Almere heeft

tussen voorraadmagazijn en orderuitgifte en

bij een Engelse online supermarktketen, die

een innovatieprijs ontvangen voor de ont-

tussen productie en verpakken. Sterk punt is

het op termijn op diverse plaatsen in hun wa-

wikkeling van haar i-Collector; een intelligent

dat het systeem aan de ene kant voorziet in

rehousing in gebruik wil nemen. Zowel de jury

orderverzamelsysteem voor onder andere

automatische bevoorrading en automatische

als de onderneming zelf zien door de vele toe-

warehouses en distributiecentra. Het bedrijf

item-picking aan de andere kant. Daarmee is

passingsmogelijkheden voor het systeem een

behaalde met de inzending van deze innova-

het systeem ideaal voor bedrijven met groot-

hoge potentie in een brede markt. De jury, on-

tie de zesde plaats in de MKB Innovatie Top

schalige distributie, zoals in farma-, agro-,

der leiding van Alexander Rinnooy Kan, beoor-

100. Deze top 100 wordt gezien als de groot-

cosmetica-,

consumergoodsindustrie

deelde de nominaties op basis van originaliteit,

ste en belangrijkste innovatieprijs voor MKB-

en webshops. Voor de handling maakt Ferdar

impact, mate van bescherming, verkrijgbaar-

bedrijven. De bedoeling van het initiatief is de

gebruik van haar ervaring en toepassing van

heid en de omzetpotentie. De bekendmaking

markt te laten zien waartoe het MKB in staat

robottechnologie. Inzet van robottechnologie

van de MKB Innovatie Top 100 vond plaats op

is. De i-Collector is een modulair uitbreidbaar

maakt het orderverzamelen foutloos en fysiek

26 mei in het hoofdkantoor van Mercedes-Benz

buffersysteem voorzien van twee beweegbare

minder belastend. Met die combinatie kan de

Nederland in Utrecht.

draagarmen die goederen verzamelen, opslaan

i-Collector nagenoeg manarm worden ingezet.

en uitleveren. Het systeem fungeert als buffer

Het systeem staat momenteel in een testfase

food-,

Vision & Robotics 2011 haalt Jeugdjournaal De taartgooidemonstratie die het Mikrocentrum samen met Vision &

aanwezigheid van lokale en landelijke pers, alsook een televisieploeg van

Robotics, Iris Vision en ABB organiseerden, haalde onlangs het jeugd-

het NOS jeugdjournaal, kwamen vision en robotica ook voor het grotere

journaal. Een schoolklas uit Riethoven bracht een bezoek aan de beurs,

publiek goed onder de aandacht. De organisatie, die het jubileumjaar ook

maakte kennis met de leuke kanten van de robotica en namen het in een

in andere opzichten als geslaagd ervaart, is blij met een hogere opkomst

taartgooiwedstrijd op tegen een robot. “Het leek ons leuk om naast de

in zowel exposanten als bezoekers. Van de Ven: “Als je ziet dat ondanks

doorgaans zeer technische demonstraties ook iets ‘luchtigs’ te tonen, dat

de concurrentie van diverse andere beurzen die gelijktijdig met de onze

leuk aansluit bij het jubileumjaar en ook het nodige spektakel oplevert”,

plaatsvonden we op alle fronten een groei van twintig procent hebben

licht seminar manager van Mikrocentrum Els van de Ven de keuze voor de

gerealiseerd, dan mag je toch wel concluderen dat de combinatie van een

taartgooiende robot toe. Hoewel de scholieren de achterliggende tech-

sterk congresprogramma met een innoverende beursvloer duidelijk in be-

nologie grotendeels zal zijn ontgaan, was het een mooie manier om ook

staande behoeften voorziet.”

de toekomstige generatie warm te laten lopen voor techniek. En door de

Nieuw algoritme voor besturing robotarmen Onderzoekers van een onderzoekscentrum van het Duitse Fraunhofer-

bal te vangen. De onderzoekers ontwikkelden speciale algoritmes om de

instituut hebben een methode ontwikkeld om robotarmen op een na-

input van de verschillende sensoren te verwerken tot een model van de

tuurlijke manier te besturen en programmeren. Kern van de methode is

beweging. Dat moet het programmeren van industriële robots eenvou-

een speciaal sensorsysteem. Dankzij een verzameling micro-elektrome-

diger maken. Tot dusver moesten dergelijke robots worden geprogram-

chanische sensoren, ofwel mems-sensoren, hebben onderzoekers van het

meerd door een analyse te maken van een beweging die met behulp van

Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA in

laser-tracking en camera’s werd vastgelegd. Het nieuwe sensor-inputsy-

Stuttgart een inputmethode voor robots ontwikkeld. Het draagbare ap-

steem moet die stap overbodig maken en de gewenste beweging direct

paraat kan in de hand worden gehouden, waarbij bewegingen van de

vastleggen en doorgeven aan de computer. Tevens zou de techniek in de

gebruiker door bewegingssensoren worden geregistreerd en kunnen wor-

geneeskunde gebruikt kunnen worden om looppatronen bij revalidatie

den doorgegeven aan een robotarm. Bij wijze van demonstratie hebben

te analyseren. De wetenschappers werken ook aan een sensor die elek-

de Duitse onderzoekers tijdens de Sensor+ Test-beurs een robotarm aan

trische activiteit van spieren kan meten. Met het systeem zouden dan

de inputsensor gekoppeld en bezoekers de robot laten besturen om een

protheses aangestuurd kunnen worden.

Nieuws 07

Bijzondere productiecel voor bewerking cabinesteunen DAF

Meer verspanen dankzij robotica

Liam van Koert Hoofdredacteur Vision & Robotics

Machine Fabriek Elburg heeft een bijzondere bewerkingscel in gebruik. Naast een drietal vierassige CNC-machines, zijn er ook twee Fanuc-robots te vinden. En waar robots vooral bekend staan om hun flexibele inzetbaarheid, laten zij samen met integrator Gibas zien dat er ook in vaste opstellingen kosten bespaard kunnen worden door het inzetten van onze zesassige vrienden.

08 Verspanen

De Elburgse machinefabriek is geen onbekende bij de gebruikers van

projecten in het gedrang zouden kunnen komen wanneer we hier vaste

high-end metalen producten. Met name de nabewerking van gietstukken

mensen op zouden zetten.”

is één van hun specialiteiten. Dit is niet voor elke machinefabriek weggelegd: gieten is geen hoogprecisie werk en onderdelen kunnen hierdoor de

Productieproces

nodige variatie in afmetingen vertonen. Belangrijk zijn daarom niet alleen

De gietstukken worden op een standaard pallet de cel binnen gebracht.

goede afspraken met de gieterij over referentiematen, maar ook gedegen

Hierbij liggen de linker- en de rechtervariant als één paar in elkaar.

proceskennis over hoe de onderdelen tot een bevredigend resultaat te

Gezamenlijk worden de gietstukken er vervolgens door een Fanuc R-

verwerken.

2000iB/165F robot eerst uitgehaald, die ze naar een visiontafel brengt en ze daar uit elkaar schuift. Dit gebeurt met behulp van een magneetgrij-

Cabinesteunen

per. Op de visiontafel wordt niet alleen de precieze positie en oriëntatie

Eén van de onderdelen die momenteel in de fabriek in Elburg wordt be-

bepaald, maar tevens gecontroleerd of er wel twee steunen aanwezig

werkt, zijn speciale cabinesteunen voor de vrachtwagens van DAF. De

zijn. Zo niet, dan wordt er door de robot ingegrepen. Zo ja, dan haalt een

gietstukken, die in een linker- en rechtervariant voorkomen, worden er

tweede robot, ook een Fanuc R2000iB, die zich tussen een drietal bewer-

gefreesd, geboord, getapt en ontbraamd. Maarten Dijkshoorn van Machi-

kingsmachines en een BTU (boor tap unit) bevindt, ze van de visiontafel af

ne Fabriek Elburg legt uit dat om aan de vraag van DAF te kunnen voldoen,

en legt ze op een vrije tussenpositie voor één van de bewerkingsmachi-

het noodzakelijk was een cel te ontwikkelen die 24 uur per dag, zeven

nes. Is een machine leeg, dan legt dezelfde robot het werkstuk vervolgens

dagen in de week, aan het werk is. Steeds vaker wordt hierbij een beroep

in de spanmal en wacht tot één van de machines klaar is met de freesbe-

op robots gedaan. Want dit is niet alleen kostenefficiënt in een volcon-

werkingen. Is een machine klaar, dan wordt deze door de robot ontladen

tinu productieproces, ook is het arbo-technisch een betere oplossing. “De

en legt de robot het werkstuk vervolgens in het tussenstation, om eerst

steunen wegen nogal wat en hoewel ze best te tillen zijn, is de belasting

direct een nieuw werkstuk in de lege machine te kunnen plaatsen. De

voor het personeel in dit soort gevallen te groot voor een handmatige

machinebewerking kost zo’n twintig minuten en het is dan ook zaak deze

oplossing met ploegendiensten. Bovendien zouden we in de knoei komen

zo kort mogelijk te laten stilstaan. Draait de machine weer, dan wordt

met de personeelsplanning. Het machinepark en het aantal werknemers

het eerder bewerkte werkstuk weer uit het tussenstation genomen en

is immers gebaseerd op een universeel programma, waardoor andere

naar een boor-tap unit gebracht. De servo-assen van de boor-tap unit wor-

Verspanen 09

slot zijn er ook enkele visionsuccessen geboekt die vermeldenswaardig zijn. Zo zijn we er, ondanks een zwaar industriële omgeving en een lastig te bekijken dof product met een groot aantal kleurschakeringen, toch in geslaagd de robots probleemloos te laten samenwerken. Hiertoe hebben we de eerste robot uitgerust met vision. De twee robots communiceren onderling en met de drie bewerkingscentra via Profibus.”

Partnership Soms is het belangrijk de handlingtijd zo laag mogelijk te houden. In dit geval lag de focus vooral op continuïteit, kwaliteit en betrouwbaarheid. De automotive sector stelt immers zeer hoge eisen aan de toeleveranciers. Om aan deze eisen te kunnen voldoen, is Machine Fabriek Elburg blij met de intensieve samenwerking die er tussen Gibas en henzelf bestaat. Dijkshoorn: “We hebben al in een vroeg stadium Gibas ingeschakeld om dit project van de grond te krijgen. Het is een werkwijze die zijn vruchten al meerdere malen heeft afgeworpen. Grote voordeel is namelijk dat wij de proceskennis in huis hebben, goed overweg kunnen met complexe gietstukken en bedreven zijn in het ontwikkelen van de juiste mallen, terwijl Gibas niet alleen een robotintegrator is, maar tevens een turnkey leverancier van CNC-machines. Ze kunnen ze aan onze wensen aanpassen en weten alles probleemloos met elkaar te laten communiceren.” Poppe vult aan: “In onze sector, waar vaker vergelijkbare projecten voorkomen, De productiecel voor de cabinesteunen voor DAF bestaat uit drie vierassige

kan je niet werken in een traditionele klant-leverancier relatie. Je moet

CNC-machines en twee Fanuc R-2000iB/165F robots.

samen nieuwe concepten ontwikkelen en anticiperen op de veranderingen in de markt. Zo was aanvankelijk een kleinere cel ontworpen voor de productie van een geringer aantal cabinesteunen. Maar toen we nog bezig

den hierbij door de robot zelf aangestuurd, waardoor de BTU in feite als

waren met de afbouw, ging de vraag vanuit DAF dusdanig omhoog, dat

een verlengstuk (zevende en achtste as) van de robot fungeert. Zijn alle

we hebben besloten de cel aan te passen. Waar in het aanvankelijke ont-

bewerkingen aan de BTU uitgevoerd, dan brengt de robot het werkstuk

werp twee machines en één robot het werk deden, zijn dat drie machines

naar een overzetstation. Hier neemt de eerste robot, die nu is uitgerust

met twee robots geworden. Dergelijke snelle wijzigingen kan je alleen

met een mechanische grijper (de combinatie magneetgrijper en spanen is

doorvoeren als je goed op elkaar bent ingespeeld.” Dijkshoorn benadrukt

over het algemeen niet ideaal te noemen), het werkstuk over en brengt

tot slot dat snel schakelen in de branche belangrijk is om de orders binnen

het naar het ontbraam station. Dit is in feite niets meer dan een aan een

te kunnen halen. “We ontwikkelen gezamenlijk soms op voorhand al be-

motortje gemonteerde staalborstel, waarbij de beweging van de robot de

paalde concepten om scherp te kunnen offreren. Als de offerte vervolgens

slijtage van de borstel compenseert. Eenmaal ontbraamd, dan wordt het

order wordt, kunnen we meteen starten met de uitvoering. De plannen la-

werkstuk op een europallet met gereed product gelegd en begint de hele

gen immers al klaar. Snel schakelen is de troef om de boot niet te missen.

cyclus weer opnieuw.

Het vereist echter wel dat je op basis van partnership met elkaar omgaat en de risico’s van de geïnvesteerde tijd deelt.”

Turnkey “Er zitten vele slimmigheidjes in het systeem die de cel uniek maken”,

Starre robotisering

zegt Stefaan Poppe van Gibas. Als robotintegrator en leverancier van de

Gevraagd naar het feit of het toepassen van robots het proces ook flexi-

CNC-machines is hij nauw betrokken geweest bij het uiteindelijke ontwerp

beler maakt, antwoordt Poppe terughoudend. “Natuurlijk is de robot

van de cel. “Op de eerste plaats zijn er enkele aanpassingen aan de be-

flexibel, maar bij turnkey massaproductieprojecten als deze gaat er veel

werkingsmachines gedaan, om in combinatie met slimme mallen met een

tijd en geld zitten in de engineering van een oplossing voor één speci-

relatief kleine machine, toch een behoorlijke werkstukgrootte te kunnen

fiek product. De winst zit hem dan met name in het volautomatisch laten

hanteren. Dit is gedaan in verband met de economische haalbaarheid van

draaien. Het moet foutloos werken en eenvoudig zijn voor de operator. Dit

het project. Ook de kwaliteit speelde een rol: we wilden de cabinesteu-

is overigens één van de redenen dat we meestal voor robots van Fanuc

nen in één opspanning kunnen bewerken. In het verlengde hiervan is het

kiezen. Ze staan in de markt bekend om hun betrouwbaarheid en gebrui-

belangrijk hoe de robots en de machines samenwerken. Door de boor- en

kersgemak. Maar dat neemt niet weg dat wanneer je een ander product

tap-bewerkingen middels een BTU buiten de machines te laten plaatsvin-

in de cel wil gaan maken, je dan opnieuw de engineeringskosten voor

den, kon Machine Fabriek Elburg met vierassige CNC-machines uit de voe-

je rekening zult moeten nemen. Ik ben daarom geneigd het eerder een

ten, wat natuurlijk ook een economisch voordeel oplevert. Ook heeft het

vorm van starre robotisering te noemen, waarbij je de robot, wanneer het

een positieve invloed gehad op de totale bewerkingstijd en de capaciteit

te produceren product uitfaseert, natuurlijk goed voor een nieuw project

van de cel, waarbij we de doorlooptijd na optimalisering van het hele pro-

kunt gebruiken. Ze hebben relatief weinig voor hun kiezen gehad en gaan

ces hebben weten terug te brengen van 37 minuten naar 20 minuten. Tot

heel wat draaiuurtjes mee.”

010 Verspanen

Smart solutions power your future. Highly flexible. www.staubli.com/robotics

Hoge performantie. Flexibel. Krachtig. Stäubli biedt een breed gamma robot oplossingen aan die zich kenmerken in superieure kwaliteit, precisie en betrouwbaarheid wat een competitief voordeel garandeert.

011 STÄUBLI BENELUX NV, Tel: +32(0)56 36 40 04 Staubli is een merk van Stäubli International AG gedeponeerd in Zwitserland en in andere landen. © Stäubli, 2008

Mogelijkheden en beperkingen in de praktijk

Lasertechnologie in vision toegelicht Vijftig jaar na zijn ontdekking is lasertechnologie terug te vinden in alle geledingen van de industrie. Voor sommige toepassingen kunnen we gerust stellen dat laser een commodity geworden is. Maar wat zijn de mogelijkheden en beperkingen? Jurgen Adriaensen Proces Ontwikkeling Laser Applicaties (Philips GTDM)

Vooral in de plaatverwerkende industrie is la-

reden meer is om zich zorgen te maken. Helaas

pen te maken, of om processen te simuleren die

sersnijden en laserlassen de standaard gewor-

heeft ook deze technologie zijn fysische beper-

met een andere technologie niet mogelijk zijn.

den. Lasers worden ook vaak toegepast wan-

kingen. En vroeg of laat loop je daar tegenaan.

Doordat de productvereisten van generatie tot generatie steeds verstrengen, komen we ook

neer bestaande processen versneld, producten verkleind en productie-uitval verlaagd dienen

Variabelen

de grenzen van de lasertechnologie tegen.

(of dient) te worden. Het risico bestaat echter

Philips Lighting (Turnhout, België) maakt al der-

Er zijn nogal wat variabelen die invloed hebben

dat het voor veel mensen lijkt alsof lasers alle

tig jaar gebruik van lasertechnologie voor de

op de betrouwbaarheid en zelfs op de uitein-

problemen kunnen oplossen en dat er behalve

massafabricage van verschillende producten.

delijke haalbaarheid van een laserproces. In

het bijhorende investeringsplaatje geen enkele

Ook worden er lasers ingezet om gereedschap-

eerste instantie beschouwen we de variaties op het ingangsmateriaal: deze variaties hebben betrekking op de geometrische toleranties, variaties in materiaalsamenstelling, alsook in de oppervlaktegesteldheid. Elk van deze factoren geeft aanleiding tot een spreiding in het lasproces. Daarbij komen de variaties die veroorzaakt worden door de mechanische set-up. Positioneernauwkeurigheid, trillingen en gereedschapsslijtage zijn de belangrijkste factoren die elk op zich een grote invloed kunnen hebben op de kwaliteit. Bij sommige processen komen daar bovenop ook nog de omgevingsinvloeden. Zo zullen materialen die een goede afscherming van zuurstof nodig hebben tijdens het bewerken, vaak zeer strenge eisen stellen aan de conditionering. Ook de keuze van de laserbron en de optische configuratie brengt een aantal beperkingen met zich mee. Als een laserscanner gebruikt wordt om de laserbundel snel over een grote afstand te verplaatsen, dan kan ten gevolge van thermische drift, de hoeknauwkeurigheid van de spiegels en de beeldveldfouten, de laserspot foutief gepositioneerd worden. Gebruiken we

012 Laser

Uitgangspunten case 1 Ingangsmaterialen: 300μm en 280μm draad van verschil-

Ruwe positionering

Positionering na correctie

Gelast product

lende materialen. Lasverbinding: axiaal met een stuikbeweging tijdens het lassen. Functionele specificaties: lasverbinding zo sterk mogelijk, maximale tangentiële uitlijnfout 15μm, maximale lasknobbel buitendiameter van 320μm, 100 procent controle op al deze functionele specificaties. Uitgangspunten case 2 Ingangsmaterialen: glazen buisjes met een diameter van minder dan 1 millimeter. Vormgeving: dichtsmelten met minimale en zeer lokale warmtebelasting van het product. Functionele specificaties: minimale warmtebelasting, gasBeeld van de las in een stereo elektronen microscoop

dicht, betrouwbare smeltkwaliteit, los van variatie van materiaal of lasers.

Meetmethode: Volume van de ellips is functie van het vermogen Helling van de ellips geeft de positioneerfout van de bundel

daarentegen een CO2-laserbron, dan zal ook de pointing stabiliteit van de laser de spotpositie over de tijd beïnvloeden. Een laatste, zeer belangrijke variabele is de vermogenstabiliteit van de laser. Ongeacht of het nu gaat over een continu laser of een gepulste laser, een vaste stof of een gaslaser, elk type heeft zijn beperkingen naar stabiliteit, zowel op korte als op lange termijn.

Vermogen goed

Vermogen te laag

Laserspot te veel naar links

Laserspot te veel naar rechts

Tolerantieanalyse Op zich hoeven al deze variaties geen onover-

Implementatie

laservermogen en de spotpositie van de laser

komelijk probleem te vormen, zolang men ze

Voor een correcte implementatie van visionme-

de belangrijkste parameters zijn die de opge-

onderkent en meeneemt in de tolerantieana-

tingen moeten we rekening houden met ver-

legde functionele specificaties beïnvloeden.

lyse. Zodra de belangrijkste oorzaken van de

schillende randcriteria, die mede de keuze van

Voor de realisatie van deze machine zijn er dan

variatie in kaart gebracht zijn, kan er een keuze

het systeem bepalen. Denken we maar aan de

ook de onderstaande keuzes gemaakt om deze

gemaakt worden welk niveau van ‘intelligentie’

machinesnelheid, component kost, kosten van

variaties te minimaliseren.

nodig is om de gewenste productkwaliteit te

slechte kwaliteit, grenzen van de maakbaar-

1. Zuiver mechanisch positioneren is bij deze

garanderen.

heid. Al deze aspecten bepalen of we op basis

nauwkeurigheden niet langer mogelijk. Ook

In het beste geval zijn alle bovenstaande onze-

van steekproef dan wel voor en/of na het pro-

zou gereedschapsslijtage zeer snel invloed

kerheden te vangen in een groot procesvenster.

ces gaan kijken. Voor de meest veeleisende pro-

hebben en fouten introduceren. Positione-

Dan zullen enkel incidenteel slechte producten

cessen is het noodzakelijk in real time te kijken

ring van de producten zal voor elk product

voorkomen en volstaat het om op geregelde

en het traject van de laser bij te sturen.

door een meting actief bijgestuurd moeten

tijdstippen de volledige configuratie te (her)

In de onderstaande praktijkcases maken we

worden. We doen een ‘ruwe’ positionering,

kalibreren. Als we echter door één of meerdere

duidelijk hoe vision ons in staat stelt de ge-

meten de correctie die we moeten doorvoe-

van de bovenstaande variaties buiten het pro-

wenste productbetrouwbaarheid te realiseren.

ren in drie richtingen en positioneren op die

cesvenster geduwd worden, dan kan visiontech-

Als we naar deze eisen kijken en we houden

manier de producten met de hoogste nauw-

nologie ons op verschillende vlakken helpen om

bovendien rekening met de spreiding van het

toch tot een stabiele productkwaliteit te komen.

ingangsmateriaal, dan kunnen we vanuit de to-

2. Positionering van de laser is zo kritisch, dat

De voorbije decennia is de visiontechnologie,

lerantieanalyse aantonen dat het niet mogelijk

we niet met scanneroptieken kunnen wer-

samen met de lasertechnologie, geëvolueerd.

is om op een robuuste manier de componenten

ken. Door hun hoekfout en drift in de tijd

Laser en vision zijn naar elkaar toe gegroeid om

zuiver mechanisch met deze nauwkeurigheid te

kiezen we voor het gebruik van vaste optie-

samen de grenzen van hun toepassingsgebied

positioneren. Bovendien blijkt uit het proceson-

ken.

te verbreden.

derzoek dat de stuikweg tijdens het lassen, het

keurigheid.

3. Om het laservermogen te stabiliseren, rege-

Laser 013

len we bij tijdens de laspuls om een stabiele

1. De belangrijkste bron van variatie is de la-

en foutmodi van de verschillende lasersystemen

energiehoeveelheid te behouden, ook over

serbron en optica. Deze moeten correct ge-

onderkennen en vooraf adresseren. Visiontech-

langere termijn.

selecteerd en gespecificeerd worden door de

nologie helpt ons om dit op een snelle en be-

leverancier.

trouwbare manier te realiseren. Een belangrijk

4. Na het maken van de las meten we de gemaakte verbinding onder verschillende hoe-

2. Bij de constructie van de machine moet er

deel van de huidige laserprocessen behoeft niet

ken op. Als één van de maten niet voldoet,

al in de ontwerpfase rekening gehouden

de metrologie zoals hierboven beschreven. Als

keuren we het product af. Hierdoor kunnen

worden met het feit dat de stabiliteit van

men echter de uiterste grenzen van de maak-

we honderd procent goede producten garan-

de spotpositie enorm kritisch is. Dit uit zich

baarheid aftast, is er meestal een extra stap

deren.

in minimale bundelafstanden en zeer solide

nodig om ook tot een betrouwbaar productie-

constructies.

apparaat te komen.

De mechanische positionering van de producten is haalbaar, aangezien we te maken heb-

3. Om het gecombineerde effect van het pro-

ben met een vrij grote laserspot in verhouding

ces te borgen, meten we aan een product-

tot het te bewerken product. De beperking naar

karakteristiek. Hiermee kunnen we op een

Philips Global Technology Development Me-

positionering komt echter vanuit de laserbron

betrouwbare manier het proces bijsturen.

chanization groep levert het volledige gamma

zelf. Aangezien het hier glas betreft, moeten we

4. De regelcurve van het proces moet onge-

van engineering diensten gaande van haalbaar-

gebruik maken van een CO2-laser om het ma-

voelig gemaakt worden voor incidenten en

heidsstudies, conceptontwikkeling, elektrisch

teriaal te kunnen verwarmen. Helaas heeft dit

meetfouten en drift van het proces. In dit ge-

en mechanisch ontwerp tot en met projectre-

soort laser twee belangrijke nadelen. Enerzijds

val is het de combinatie van het volume en

alisatie, inclusief de oplevering on site. Als en-

is er de variatie van het vermogen in de tijd,

de helling van de smelt die ons vertelt of het

gineering groep binnen de Philips Electronics

anderzijds varieert de positie van de laserspot.

proces goed loopt, of dat er een drift is. We

organisatie, met meer dan vijftig jaar ervaring

Deze parameters zijn onmogelijk te meten met

leren er ook uit hoeveel en in welke richting

in productie en procesontwikkeling, spreken wij

een nauwkeurigheid die een betrouwbaar pro-

we moeten compenseren.

dagelijks de taal van productie- en engineering-

ces garandeert. Vandaar dat we voor de bouw

mensen. Onze technische kerncompetenties zijn

van de machine vanuit de onderstaande conclu-

Conclusie

laser processing, microlassen, manipulatie van

sies vertrokken zijn:

Laserprocessen lijken soms triviaal, maar zijn dit

kleine onderdelen, machinevisionsystemen en

zeker niet. Men moet zeer goed de beperkingen

diverse lichtmetingen.

De technologie moest absoluut ongevoelig zijn voor de enorme hoeveelheid stof waarvan hier vaak sprake is

014 Laser

012

013

014

015

016

017

018

019

020

021

022

023

> Common Vision Blox is the perfect

software platform for quick and reli-

able vision application development. This fast, powerful, modular programming library supports all common

acquisition technologies. Based on a

set of highly optimized algorithms, users can even integrate custom code

for total flexibility. For a cost-effective, truly industrial product, test Common Vision Blox today.

024

025

026

027

Imaging At Its Best. Download your own test version at:

www.commonvisionblox.com

028

put your i nspection on course to wi n 030

www.irisvision.eu Phone +31 (0)575 - 495 159

031

032

033

Best Players go FUTURE Machine vision in the third dimension? Compact cameras with integrated computer units? Self-configurable machine vision applications? Meet the world market leaders and many small, highly specialised companies presenting their systems, components and services here, as well as applications for numerous sectors, from the automobile industry With VISION Integration Area, to mechanical engineering, from the food industry to medical techApplication Park and for the first time with nology. All at VISION, the world’s leading trade fair for machine vision. Don’t let the future pass you by, join us! www.vision-fair.de

8 – 10 November 2011, Messe Stuttgart Use your Smartphone

015

Vijfentwintig camera’s vervangen zonder downtime

Yves De Groote the text factory

TNT Express moderniseert leestunnels De Europese hub van TNT Express verving vijfentwintig topcamera’s door leestunnels met de nieuwste Sick ICR890 cameratechnologie. De investering bedroeg 1,35 miljoen euro. Drie camera’s met spiegels volstaan voor het lezen van 1D- en 2D-barcodes op vijf zijden van de verpakkingen die met een snelheid van twee meter per seconde passeren. Dé uitdaging was de installatie zonder één enkele productiestop. Uitstekende planning en samenwerking leidden tot een geslaagd project.

Een overzicht van de drie nieuwe leesstations bij TNT.

Het Europese centrale logistieke centrum van

Sorteerinstallatie

zendingen in, waarna ze het sorteersysteem

TNT Express is sinds 1998 gevestigd op de

De volledige geautomatiseerde sorteerinstalla-

in kunnen. De ‘posisorters’ schuiven de pak-

luchthaven van Luik bij Grâce-Hollogne. Van

tie van het Nederlandse Vanderlande Industries

ketjes naar links of rechts over de dragers van

hieruit gaan transporten over meer dan vier-

in de immens grote hal heeft een capaciteit van

de transportband richting de sorteeruitgangen

honderd kilometer. Belangrijk zijn de centrale

dertigduizend pakketjes per uur. De transport-

voor verdere logistieke afhandeling en trans-

ligging tussen Amsterdam, Frankfurt en Parijs,

band met rollen heeft een lengte van zeven

port. Er zijn negentien leespunten voor de ‘ver-

alsmede de goede wegverbindingen. Het 3,5

kilometer en de volledige installatie omvat 18

tisorters’ en zes leespunten voor de ‘posisor-

hectare grote bedrijfsterrein is verdeeld in een

toevoerstations, 43 verticale sorteereenheden,

ters’. Daar wrong het schoentje.

sector voor luchttransport en een sector voor

6 zogenoemde ‘posisorters’ en 131 sorteer-

wegtransport. De 420 personeelsleden werken

uitgangen. Productiemedewerkers maken de

Modernisering leestations

in drie ploegen.

transportverpakkingen leeg en scannen de

“In een e-mail liet de leverancier weten dat de

016 Vision

Marcel de Jonge (links) en Alain Lamarche (rechts): “De leesbaarheid moest met 75 procent worden verbeterd”.

Visiolux topcamera’s voor 1D-codes niet langer

nering van deze spiegels precies gebeurt, dan

ondersteund werden door de fabrikant, omdat

is het mogelijk om vijf zijden tegelijkertijd te

de onderdelen verouderd zijn en de reserveon-

monitoren en te scannen.”

derdelen moeilijk verkrijgbaar zijn”, verklaarde

Sick heeft hiervoor een eigen ontwikkelings-

System Manager Logistiek bij TNT Alain Lamar-

centrum, waar proefopstellingen uitgebreid

Sick ICR890-2000 camerasysteem

che. “Omdat wij niet het risico wilden lopen dat

getest kunnen worden voor specifieke appli-

Naast een hoge resolutie en een goede beeld-

het bestaande systeem zou falen, besloten we

caties bij klanten. Zo werd niet alleen de be-

kwaliteit biedt het ICR890-2000 camerasy-

te investeren in geheel nieuwe leestations, die

oogde verhoogde leesbaarheiddoelstelling ge-

steem met CCD-sensor (8.192 pixels), een ge-

ook de nieuwste 2D-codes kunnen lezen. TNT

haald, maar kon de scanrate met vier procent

ïntegreerde realtime JPEG-encoder, waardoor

kiest met een open visie voor de toekomst.”

omhoog, zelfs wanneer de goederen met een

met beeld van hoge kwaliteit gewerkt kan

Maar liefst zeventig procent van alle interna-

snelheid van twee meter per seconde voorbij

worden, terwijl weinig opslagruimte nodig

tionale zendingen van TNT Express passeert de

raasden. Een bijkomend voordeel van het vijf-

is. Het systeem heeft een real-time autofocus

Luikse HUB en de cijfers zijn duizelingwekkend:

zijdig scannen is volgens Ceulers de grotere

zonder bewegende delen, een decoder van

negentigduizend pakjes, ofwel 450 ton goe-

flexibiliteit voor het aanbrengen van het etiket

hoge kwaliteit en een digitale zoomfunctie.

deren per nacht of vijftienduizend pakjes per

met de codes door de klanten.

De camera behandelt tot 2Gbit aan fotografi-

uur. Een honderdtwintigtal vrachtwagens en

sche informatie en is afgestemd op OCR en vi-

44 vliegtuigen zorgen voor de aan- en afvoer

Installatie-uitdaging

deo-coding (sterke compressie van videobeel-

van de goederenstroom. Na sortering gaan de

Bij het installeren van het robuuste frame met

den). Daarnaast beschikt de nieuwe generatie

zendingen naar 68 Europese luchthavens, 36

drie camera’s waren er twee uitdagingen. De

over meer verwerkingskracht, ondersteuning

Europese landen, en nu ook naar Azië en de

eerste was dat de productie niet onderbroken

van diverse in- en outputs (Ethernet, Profibus-

Verenigde Staten.

kon worden. De werkzaamheden moesten

DP, RS 422/RS485), geoptimaliseerde deco-

daarom worden gedaan tussen zes uur ’s mor-

ders en een uitgebreide XML-functionaliteit.

Technische uitdaging

gens en acht uur ’s avonds. Om acht uur vond

De netwerkfunctie maakt het samenwerken

De technische uitdaging was de leesbaarheid

een acceptatietest plaats, waarna om negen

met andere camera’s mogelijk. Zo kunnen ook

van de beschadigde, dan wel vuile of onvolle-

uur een (arbeids)veiligheidstest volgde en

volumemetingen worden uitgevoerd om een

dige barcodes, benadrukte Alain Lamarche van

tot elf uur de sofware kon worden bijgesteld.

volledig en geïntegreerd identificatiesysteem

TNT. Het originele systeem faalde bij zes pro-

Belangrijk aandachtspunt uit het oogpunt van

op te bouwen. Het modulaire ontwerp zorgt

cent van de barcodes, dat onder meer te wijten

arbeidsomstandigheden was voldoende af-

dat het systeem zowel kan worden ingezet

was aan de eenzijdige lezing van elke barcode.

scherming van het licht. “We hebben gekozen

voor enkelzijdige leesstations als voor meer-

“De leesbaarheid moest daarom met 75 pro-

voor overdimensionering van de ledverlichting,

zijdige hogesnelheidsscanners. Camera en de

cent worden verbeterd”, zei hij. Zendingen met

omdat er op den duur verlies optreedt”, legde

belichting kunnen van elkaar gescheiden wor-

niet leesbare etiketten moeten immers manu-

Ceulers uit.

den, wat installatie en onderhoud vergemak-

eel worden verwerkt.

De tweede uitdaging was de soms beperkte

kelijkt. De belichting is volledig geïntegreerd

“Sick ontwikkelde”, zo vertelde Product Mana-

ruimte tussen de transportbanden en de hoog-

en de output is zelfregelend, om zo een ge-

ger Auto-ID bij Sick Patrick Ceulers, “daarom

te waarop moest worden gewerkt, afhankelijk

lijkmatige lichtverdeling voor een groot aantal

een systeem bestaande uit drie camera’s met

van de locatie van het leesstation. De nieuwe

leessituaties te verkrijgen, zonder dat er aan-

spiegels. Als de hoekinstelling en de positio-

stations vragen meer ruimte. Dit werd onder-

passingen gedaan hoeven te worden.

Vision 017

vangen door de vijfentwintig leestations onder

oude installatie nog draait”, legt De Jonge deze

bleem hebben.” Uit ervaring voegt hij toe. “De

te verdelen in drie groepen: gemakkelijk (wer-

keuze uit. Op de derde en laatste dag volgde

medewerkers van dit bedrijf ondersteunen ons

ken op beperkte hoogte en voldoende ruimte),

de installatie en ingebruikname van de twee

per telefoon en we merken dat ze perfect op

gemiddeld (op hoogte en standaard ruimte) en

andere camera’s, waardoor het mogelijk was

de hoogte zijn van de techniek. Het is bijzon-

moeilijk (op hoogte en/of beperkte ruimte).

om de pakketten van vijf zijden te monitoren

der aangenaam dat ze ons in onze eigen taal

“Met name het exact instellen van de camera’s

en te scannen.

te woord staan. Onze eigen technici kunnen steunen op de goede documentatie die Sick ons

was soms een huzarenstukje”, blikte Marcel de

Terugblik

beschikbaar stelt.” Belangrijkste les? “Een pro-

Alle betrokkenen van TNT en Sick blikken te-

ject zonder impact op de dagelijkse operaties

Projectrealisatie

vreden terug op het project bij TNT Express in

is onmogelijk zonder een zeer goede samen-

De leverancier werkte voor TNT een strakke

Luik. De uitdagingen waren bekend, dus geen

werking tussen alle betrokken teams. Dit ver-

planning uit rond drie teams: mechanica,

verrassingen in de realisatie. Lamarche roemde

eist voorbereiding, planning en communicatie”,

elektronica en software ‘fine tuning’. Elk team

de goede samenwerking met Sick tijdens het

aldus de projectleider van TNT Express.

bestond uit drie tot vier man, die afwisselend

volledige project. “Het is een groot voordeel

de drie groepen installaties voor hun rekening

dat één enkele leverancier instaat voor de

namen. “Dankzij een goede coördinatie van de

technologie, de migratie van het oude systeem

1D of 2D?

teams konden zo twee complete leestations

naar het nieuwe en de service. Nu hebben we

De reeds lang bestaande 1D- of streepjesco-

per dag worden gedaan”, aldus De Jonge. Hij

een systeem dat ook voorzien is op OCR (op-

de bestaat uit parallelle zwarte strepen met

benadrukt hierbij het belang van overleg met

tische tekenherkenningen) en video-coding en

witte spaties ertussen die de data voorstel-

het management van TNT.

we kunnen zelfs volumes gaan detecteren. De

len. De meest voorkomende 1D-barcodes zijn

De eerste dag stond in het teken van de me-

hele installatie vergt nauwelijks onderhoud,

de GS1-128. Meestal bestaan ze uit ongeveer

chanica, waarbij het frame, zonder camera’s

de operationele kost is miniem en we zijn on-

twaalf tot twintig cijfers. Nadeel van dit type

rond de oude leestations die op dat moment

der de indruk van de kwaliteit van het scan-

barcodes is de moeilijke leesbaarheid bij een

nog in gebruik waren, werd gebouwd. De dag

nen. De ICR890 camerascanner werkt goed bij

minder goede printkwaliteit of bij beschadi-

erna sloten technici van Sick de eerste nieuwe

zowel 1D- als 2D-codes. De methode die Sick

gingen. Nieuw is de 2D- of matrixcode, be-

ICR890 camerascanner aan en werd de oude

hanteerde was perfect. Een goed product in-

staande uit zwarte blokjes boven en naast

camera afgebroken, waarna de nieuwe camera

bouwen met een doordachte planning, de truc

elkaar met witte spaties. Deze kunnen niet

de toplezing overnam. Informatici koppelden

met de parallel geplaatste PLC en de kwaliteit

alleen meer informatie bevatten, ook kun-

de camera door bekabeling aan de nieuwe

van zowel product als service, bevestigen ons

nen ze bij beschadiging vaak toch nog worden

geprogrammeerde PLC, die parallel stond aan

vertrouwen.” Dat is nog niet alles. “Sick is een

gelezen. Door de kleine oppervlakte kunnen

het bestaande proces. “Enkel zo kan een nieu-

betrouwbare partner die ons een 24/7 service

zij ook op kleine producten ingezet worden.

we installatie worden aangesloten, terwijl de

garandeert, mochten we onverhoopt een pro-

Meer informatie is te vinden op www.gs1.nl.

Jonge, Project Manager van Sick, terug.

Drie camera’s met spiegels volstaan voor het lezen van 1D- en 2D-barcodes op vijf zijden van de verpakkingen.

018

Vision & Robotics nu ook online

Kijk voor alle artikelen en het laatste nieuws op www.visionenrobotics.nl

Over lichtchips, nano-optica en nieuwe toepassingen

De fotonica(r)evolutie Met fotonica kan veel meer dan alleen datatransport. Professor Meint Smit van de Technische Universiteit Eindhoven heeft zich dat in 1994 al gerealiseerd. In plaats van verder ontwikkelen van het bestaande is hij teruggekeerd naar fundamenteel onderzoek van wat je allemaal met licht kunt bereiken. Het manipuleren met licht toont wat gelijkenis met die van de CMOStechniek in de elektronica. Licht is echter veelzijdiger, heel veel sneller en milieuvriendelijker dan elektronica en door combinatie met sensoren die licht uitzenden en op licht reageren, zeer divers toepasbaar. Cees van Heijkoop Freelance journalist

Licht lost elektronica af. In plaats van draadloos

ken over de faciliteiten om ‘lichtchips en senso-

taoverdracht en de snelheid van dataoverdracht

en door de coaxkabel, sturen we steeds meer

ren’ en lichtsystemen klantgeoriënteerd te ont-

door media en materialen, naar het gelijktijdig

data door de glasvezelkabel. In de glasvezelka-

wikkelen en te maken. Daarmee willen zij die

transporteren van meerdere datastromen, elk

bel is licht de datadrager en het toepassingsge-

markt openbreken. Achter beiden staat ook een

door licht met specifieke golflengten, invloed

bied is dat van fotonica. De ontwikkeling van

topinstituut om de kennis en mogelijkheden van

van de temperatuur op de dataoverdracht, etc.

de glasvezelkabel voor overdracht van radio

licht verder te onderzoeken en toe te passen.

Toepassingsgebieden zijn bijvoorbeeld die van

en televisie-uitzendingen en voor netwerkver-

Dat integrale ontwikkel- en toepassingsproces

Optical Coherence Tomografie voor het meten

bindingen dateren uit het begin van het vorige

is dynamisch en zowel voor life science, het mi-

onder oppervlakken, Flow Cytometrie voor het

decennium en hebben zich door veel onderzoek

lieu als voor onze economie veelbelovend.

meten van partikelen in gassen en vloeistoffen, optische temperatuurmetingen op kilometers

razend snel ontwikkeld. De glasvezelkabel ligt nu tot aan uw voordeur en over de zeebodem.

Onderzoek

afstand en gasdetectie in allerlei omstandighe-

Maar met die toepassingen houdt het niet op.

Professor Smit heeft de bal in 1994 aan het rol-

den.

Nieuwe, in ontwikkeling zijnde toepassingsge-

len gebracht en voor onderzoek naar het gedrag

Licht wordt verwerkt en bewerkt in zogenoem-

bieden zijn onder andere die van licht voor me-

van licht en de ontwikkeling van toepassingen

de ‘lichtchips’. De inrichting van lichtchips heeft

disch onderzoek, life science en voor het meten

in 1998 de COBRA research school opgericht.

veel gemeen met die van de CMOS-chips. De

en sturen van processen. De industrie en toe-

COBRA staat voor Communication Technologies

lichtchip werkt echter veel sneller, is breder toe-

komstige gebruiker staan nog niet te trappelen

Basic Research and Applications. COBRA is één

pasbaar en krachtiger. Op een CMOS-chip wordt

om kennis van die mogelijkheden te nemen en

van de tien Nederlandse Topinstituten. Binnen

een aantal componenten bij elkaar gebracht

maken dus ook geen plannen voor een plaats in

dit instituut worden de disciplines natuurkunde,

die de ‘dataverwerkingseenheid’ vormen. Een

deze markt, zeggen ook Boudewijn Docter en

electrical engineering en chemie van de Techni-

soortgelijke aanpak gebeurt ook op de licht-

Tim Koene. De perspectieven van licht dringen

sche Universiteit Eindhoven en de Vrije Universi-

chip. In het COBRA-onderzoek wordt gekeken

nog nauwelijks door. Beiden gaan er wat aan

teit Amsterdam gecombineerd.

naar welke materialen – tot op nanoniveau

doen. Zij staan met één voet in het Fotonica

Fundamenteel onderzoek naar het gedrag van

– componenten, apparaten, systemen en hun

Instituut COBRA van de Technische Universiteit

licht betekent onderzoek naar de processen van

samenhang in netwerken, ontwikkeld en toe-

Eindhoven en met de andere voet in hun startup

licht als medium voor dataoverdracht. Dat bete-

gepast moeten worden voor het verzamelen,

onderneming. Zij hebben de kennis en beschik-

kent onderzoek naar de golflengten van licht, da-

veilig stellen, bewerken, transporteren, route-

Links: Een IBM chip op basis van nanofotonica. Het maakt onderdeel uit van het Sniper project. Boven: Een schematische voorstelling van de werking (de interconnects). Onder: Verwachting van het aantal optische kanalen die chips volgens IBM in de toekomst zullen bevatten.

Fotonica 021

ren en presenteren van informatie. Inmiddels is

lichtchip op klantenspecificatie wordt een soort-

beschikbaar. We hebben in Eindhoven de facili-

een aantal componenten voor opbouw van de

gelijk model gevolgd.

teiten – clean rooms met de nodige apparatuur

lichtchip ontwikkeld en gereed voor toepassing.

‘De markt is door de beperkte fabricagemoge-

en mensen - om de componenten en de licht-

Het ontwikkelingstraject is dynamisch. Doel is

lijkheden nu nog beperkt tot de duurdere op-

chip in kleine series te maken en te testen. Een

verwerving en opbouw van kennis van nano-

lossingen’ stelt Docter. Een voorbeeld van zo’n

probleem was tot voor kort de packaging, die

optica, maar ook van nano-elektronica en dat

ontwikkeling is die van rekstroken in de wieken

specifiek is. De packaging gaan we uitbesteden

tot en met toepassing in meet- en communica-

van windmolens, de zogenaamde Fiber Optic

aan een specialistisch bedrijf in het Verre Oos-

tiesystemen en netwerken.

Sensors. Met die rekstroken kunnen vervor-

ten. De software die nodig is voor het model-

Het onderzoek door COBRA is vooral gericht op

mingen door windbelastingen uiterst snel en

leren van de lichtchip is ook beschikbaar. Met

fundamenteel onderzoek naar nieuwe principes

nauwkeurig worden gemeten. Daarmee worden

Tim Koene heb ik een start-up bedrijf – Effect

en vernieuwende concepten. Op de middel-

kritische grenzen aan de belasting van de wiek

Photonics - opgericht. De eerste prospects zijn

lange termijn zullen de resultaten van dit on-

aangegeven, ongeacht of het gaat om overbe-

binnen. We onderzoeken nu met deze aspirant-

derzoek tot nieuwe toepassingen leiden. Aan

lasting, vermoeidheid van het materiaal of een

klanten wat we voor hen kunnen betekenen.

de andere kant wordt een researchprogramma

beschadiging. Windmolens zijn kostbare syste-

Wat hun domein is en wat we gezamenlijk bin-

uitgevoerd voor direct door de industrie toe te

men. Een windturbine kost ruim drie miljoen

nen dat domein kunnen oplossen.

passen nieuwe kennis.

euro. Een geavanceerd meetsysteem voor con-

Onze taak is om met de domeineigenaar een

Parallel aan dit onderzoek zijn en worden de

dition monitoring dat een paar procenten van

eisenpakket te ontwikkelen om vervolgens het

componenten ontwikkeld voor de inrichting van

de investering kost en op onderhoud bespaart,

systeem en het functioneel ontwerp te maken.

de lichtchips en voor koppeling met infrastructu-

rendeert hier snel.

Met de faciliteiten die de universiteit ons biedt,

ren. Data-invoer verloopt vooral via het bijvoor-

Een soortgelijke toepassing betreft het moni-

kunnen we daar de lichtchips, de bijbehorende

beeld een toetsenbord, harde schijf, printplaat

toren van vliegtuigstraalturbines. Beschadiging

prototypes van systemen en kleine series aan

of de sensor. Het invoerende systeem levert nog

van één of enkele turbineschoepen, door bij-

toe voegen. Verder gaan we niet. Onze klanten

altijd elektronische data die, om als licht te wor-

voorbeeld een vogel in de turbine, kan een bron

zijn vooralsnog engineering bureaus en beheer-

den verzonden, geconverteerd moeten worden

zijn voor een trilling in de motor, maar ook van

ders van grote systemen. Van hen wordt ver-

naar fotonen. De nieuwe sensor levert fotoni-

een ernstige beschadiging. Met een specifieke

wacht dat zij de integrale systemen ontwerpen

sche data. De data worden – althans voorlopig

voor zo’n turbine ontwikkelde lichtchip kan real

met de lichtchip en de sensoren die wij hen

– geconverteerd en op de pc of de industriecom-

time het karakter van de trilling worden geme-

bieden. Wij bieden hen dan niet alleen het fo-

puter weer met de CMOS-chip verwerkt.

ten en geanalyseerd, de ernst van de bescha-

tonische systeem, maar ook de kennis die erbij

diging worden bepaald, waar deze precies op-

hoort.

Drie toepassingsgebieden

treedt, hoe groot het is en hoe de beschadiging

We denken dat onze toekomst zich vervolgens

De missie van COBRA is om te excelleren in het

verandert. Analyse van de informatie geeft

in twee richtingen zal ontwikkelen. Nu nog zijn

verwerven, overdragen en toepassen van ken-

vervolgens aan welke beslissing de piloot of het

de lichtchips dure producten. Maar net als bij

onderhoudspersoneel

de CMOS-chips zal die prijs snel dalen, met als

moet nemen.

gevolg dat zij voor nieuwe markten aantrekke-

Weer een andere op-

lijk worden. De automotive markt is natuurlijk

lossing

het

zo’n aantrekkelijke markt, maar dan moet je

meten van de samen-

met oplossingen komen die niet alleen milieu-

stelling van luchtstro-

sparend en veiligheidverbeterend zijn, maar

men, welke partikelen

ook bijdragen aan verbetering van de prijs-

en hoeveel er van elk

prestatieverhouding van de automobiel. Dat is

nis op drie toepassingsgebieden. Daarbij is het

partikel in voor komen. Zo’n real time analyse

een kostenprobleem. Tussen de huidige markt

deelgebied van datatransport via de glasvezel-

biedt enorme perspectieven voor besturing van

en die van de automotive liggen aantrekkelijke

kabel tot op toepassingsniveau ver ontwikkeld.

bijvoorbeeld het verbrandingsproces van ener-

toepassingsgebieden. Deze hebben we verkend

Daarnaast zijn op de deelgebieden medische

gie-installaties, het meten van ademgasconcen-

door het maken van business cases. Door die

techniek en industrië het aantal toepassingen

traties tijdens een operatie, of meetinstallaties

verkenningen hebben we zicht gekregen op de

nog beperkt. Oorzaak zijn de huidige hoge kos-

voor chemische katalyseprocessen

ontwikkelingsroute; voor onszelf, maar ook voor

Net als bij de CMOS-chips zal de prijs van lichtchips snel dalen

betreft

onze markt.

ten voor de ontwikkeling en fabricage van lichtchips. Lichtchips worden op klantenspecificatie

Beginnen met kleinschalige oplossingen

De tweede richting waarin we ons blijven be-

ontwikkeld en gemaakt. Dat geldt ook voor

‘Je kunt met het opstarten van de markt wach-

wegen is aansluiting houden met de resultaten

CMOS-chips. Die worden echter in grote series

ten totdat alle mogelijke oplossingen en de

van COBRA-onderzoek. De verwachting is dat dit

gemaakt. Door het modulaire chipontwerp en

componenten voor de fabricage van een licht-

onderzoek nog jarenlang nieuwe kennis op ge-

toepassing van ‘standaard’ componenten zijn

chip zijn ontwikkeld’, zegt Boudewijn Docter.

neratief niveau zal opleveren. Die nieuwe ken-

daar met weinig kosten een grote variatie in

‘Dat duurt me echter te lang. De software voor

nis moet dan omgezet worden in toepasbare

toepassingen bereikt. Voor ontwikkeling van de

het maken van de klantspecifieke oplossing is

kennis voor de ontwikkeling en verbetering van

022 Fotonica

VISION & ROBOTICS Dossier Zorgsystemen

SWOT-analyse medische robotica Opereren op afstand met haptische feedback

Medische robotica vraagt nieuwe aanpak Tijdens een bijeenkomst van RoboNED, waarin de SWOT-analyses van de verschillende werkgroepen werden gepresenteerd, kwam ook de cure-robotica aan bod. Zoals vaak bij de ontwikkelingen in robotica blijkt financiering vaak een lastig probleem en brengen lang niet alle ontwikkelde systemen het tot de markt. Toch zijn er te veel voordelen om de toekomst van de cure-robots niet zonnig in te zien. Als sterktes voor medische robotica ziet RoboNED vooral het groeiende aanbod en aantal behandelingen met betrekking tot chirurgie en rehabilitatie. Ook kan cure-robotica enkele sociale aspecten adresseren: het is niet alleen een instrument voor het omgaan met de vergrijzing, ook de kwaliteit van leven kan verbeteren. Daarnaast lopen er vele veelbelovende onderzoeken en wordt er een exponentiële marktgroei verwacht. Als zwaktes noemt RoboNED een toename van de kosten en de hiermee samenhangende financiële modellen. Er bestaat een kans op overbehandeling, wat middels de verzekeringspremies zal moeten worden opgebracht. Bovendien zijn er zeer uitgebreide certificatietrajecten en is er slechts een klein aantal bedrijven dat in staat is de producten in de markt te zetten. Dit aantal zou moeten toenemen, om ook een toename in medische mogelijkheden te realiseren. Ook voor wat betreft de technologie heeft RoboNED een analyse gemaakt. Wat is er nodig en wat hebben we nodig? Er is behoefte aan inzicht in medische interventies, goede modellen van het menselijk lichaam en van motorische functies van de mens. Er is een goede systeemarchitectuur nodig en er zijn tal van veiligheidseisen. Deze variëren van het voorhanden hebben van de juiste biocompatibele materialen, tot het beschikbaar hebben van technologie voor steriele procedures. Op beeldverwerking gebaseerde navigatie en planning is nodig, evenals goede modellen voor bijvoorbeeld de interactie tussen weefsel en instrumenten, en in meer algemene zin een nauwkeurige actuatie en goede realtime communicatie. Als laatste technologische punten noemt RoboNED de mens-machine interface (al dan niet met haptische feedback), de ergonomie en de operatiekamer, als ook de zogenoemde ‘end-effectors’ (bijvoorbeeld grijpers voor een biopsie), de besturing en de sensoren. Al met al halen vooralsnog te weinig ontwikkelde systemen de eindstreep in verband met financiering en certificatie. Toch zijn er grote voordelen voor zowel chirurg als patiënt. De chirurg krijgt beter gereedschap waardoor hij bijvoorbeeld geen RSI-klachten krijgt, maar ook langer kan doorwerken aangezien trillingen van de handen (iets dat met het ouder worden onvermijdelijk intreedt) door het systeem kunnen worden opgevangen. De patiënt op zijn beurt ziet snellere hersteltijden, ondervindt minder pijn, heeft minder bloedverlies en houdt minder littekenweefsel aan een operatie over. Hoewel voor overbehandeling gewaakt zal moeten worden in verband met de kosten, opent de medische robotica nieuwe deuren, helemaal als het gaat om minimaal invasieve ingrepen. Plekken in het menselijk lichaam die voorheen onbereikbaar waren, kunnen nu wel worden behandeld.

024 Dossier Zorgsystemen

Nautilos bestrijdt kanker in bloedbaan Sinds maart wordt bij het Ars Electronica Center in Linz een visionair ontwikkelingsproject van de Hochschule Karlsruhe gepresenteerd. Onderdeel van de presentatie is het project Nautilos, een miniduikboot die moet worden gebruikt bij kankertherapieën in de menselijke bloedbaan. Met optische methoden moet het ‘vaartuig’ vrijwel continu het bloed van zijn gastheer onderzoeken. U moet er echter nog wel twee decennia op wachten. Nautilos staat voor ‘nahezu selbstständiges in-

drijving en het navigatiesysteem. Hun taak is

van mens en robot. Vooral medische doorbra-

jizierbares optofluidisches System’(nagenoeg

deze systemen verder te miniaturiseren, wat

ken leiden tot baanbrekende vernieuwing in de

zelfstandig injecteerbaar optofluïdisch sy-

vooral in het hart van de Nautilos – de biome-

combinatie mens en computer en voor een ver-

steem). Het is een verwijzing naar het Griekse

dische diagnose eenheid, die de kankercellen

beterde kwaliteit van leven.

woord Nautilus, dat onder meer de naam van

moet opsporen - een grote wetenschappelijke

een duikboot in verscheidene romans van Jules

uitdaging is. Ze verwachten echter dat pas over

Verne is. De miniduikboot is een ontwikkelings-

20-25 jaar de eerste bruikbare minionderzee-

project van de Hochschule Karlsruhe, waar ook

boot voor de kankerbestrijding in de menselijke

het nieuwe Institut für Optofluid und integrierte

bloedbaan kan worden vervaardigd. Omdat de

Nanophotonik (IONAS) wordt opgebouwd. Met

Nautilos wordt ontwikkeld en onderzocht in

dit onderzoek probeert de Hochschule biome-

het IONAS, profiteren ook de studenten van de

dische sensorsystemen te ontwikkelen, te ver-

ontwikkeling. Door hun studie krijgen ze inzage

beteren en vooral te miniaturiseren. Vooral het

in nieuwe onderzoeks- en werkgebieden in de

verkleinen is van grote betekenis, want de af-

micro- en nanotechnologie en in de materiaal-

metingen van een systeem bepalen het moge-

wetenschappen. Ze zullen na hun afstuderen

lijke toepassingsgebied. Zou er bij u in de auto

als specialist deze innovatieve methoden en

bijvoorbeeld een cd-speler zitten als die net zo-

technologieën in industrie en bedrijfsleven

veel plaats nodig had als een passagiersstoel?

kunnen uitdragen.

Toekomstmuziek

Ars Electronica Center

De Nautilos moet worden gebruikt bij kanker-

Ars Electronica Center is een platform voor digi-

therapie in de menselijke bloedbaan. Het vaar-

tale kunst en mediacultuur. Het centrum in Linz

tuig moet met optische methoden vrijwel per-

werd in 2009 geopend en telt sinds de opening

manent het bloed onderzoeken. Met een laser

390.000 bezoekers. De belangrijkste tentoon-

aan boord van de duikboot moet het mogelijk

stelling draagt de titel ‘Nieuwe beelden van

zijn om bijvoorbeeld virussen of kankercellen

mensen’. Deze expositie houdt zich bezig met

onschadelijk te maken. Daarvoor heeft Nautilos

life sciences en de daarmee verbonden veran-

drie hoofdcomponenten nodig, die samen niet

dering van het wereld- en mensbeeld met be-

groter mogen zijn dan één millimeter: de aan-

trekking tot nieuwe wetenschappelijke kennis.

drijf- en communicatielijn, het diagnostische

Een deel van de tentoonstelling is het RoboLab,

en therapeutische systeem. De ontwikkelaars

dat in maart 2011 een reorganisatie onder-

beschikken dankzij de microsysteemtechniek

ging. In ‘Robotinity’ thematiseert het centrum

al over een aantal elementen, zoals de aan-

de groeiende toenadering en het samengaan

DossierZorgsystemen 025

Intubatierobot werkt nauwkeuriger Een anesthesist van het McGill University

specialist testte zijn intubatierobot eerst uit op

Health Centre in Montreal heeft de eerste

de luchtwegen van medische simulatiepoppen,

intubatierobot ontwikkeld, die met behulp

waarna hij begin deze maand de eerste intuba-

van een joystick op afstand is te bedienen.

tie bij een patiënt succesvol uitvoerde. Hij ver-

Het robotsysteem met de naam KIS (Kepler

wacht dat het gebruik van KIS in de toekomst

Intubation System) brengt met behulp van

een standaard procedure gaat worden. KIS is

een met camera uitgeruste laryngoscoop

overigens niet de eerste robot die de anesthe-

(een apparaat dat de luchtpijp verwijdt) een

sist heeft bedacht. Eerder kwam hij al met de

beademingsbuisje in bij een patiënt.

McSleepyTM. Deze robot is in 2008 ontwikkeld om narcosemiddel automatisch en gedoseerd

Het inbrengen van het beademingsbuisje moet

toe te dienen aan de patiënt.

heel precies gebeuren en vereist daarom normaal gesproken de nodige ervaring. Volgens de anesthesist gaat deze procedure met de robot een stuk nauwkeuriger dan handmatig. De

Hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgebuikers van productie­lijnen in de maak-, agro- en foodindustrie. Neem vandaag nog contact met ons op voor een gratis abonnement

Schrijf naar Postbus 82 2460 AB Ter Aar | Bel met 06 284 170 73 | Email naar [email protected] 026

Hard- en software-ontwikkeling van een robotendoscoop

Opereren op afstand Endo Tools Therapeutics uit België heeft een eerste wereldwijd goedgekeurde endoscoop ontwikkeld. Van een dergelijk systeem wordt behoorlijk wat verwacht: het moet snel reageren, compact, sterk en vooral ook veilig zijn. Wat betekent dit voor de gebruikte hardware en software? Martin Hiernaux van ETT licht de eisen toe. “De faciliteiten om opereren veili-

eisen worden gesteld. Het moet

de faculty of engineering (Beams

len”, licht Hiernaux de vinding toe.

ger en betrouwbaarder te maken,

snel reageren, compact, sterk en

department, Université Libre de

“Het eerste deel van het systeem

nemen vrijwel iedere dag toe”,

veilig zijn. Zijn bedrijf Endo Tools

Bruxelles). Het doel van dit onder-

wordt de Endomina genoemd en

steekt Hiernaux van wal. “Zo kun-

Therapeutics ontwikkelde daarom

zoek was om gastro-enterologen

bestaat uit flexibele armen die via

nen tegenwoordig operaties op

een oplossing, waarbij gebruik is

meer bewegingsvrijheden te ge-

het spijsverteringskanaal in de pa-

afstand plaatsvinden. Hierbij be-

gemaakt van de realtime hardware

ven bij het manoeuvreren met een

tiënt worden gebracht. Endomina

vindt de chirurg zich bijvoorbeeld

en LabView van National Instru-

endoscoop. De onderzoekers richt-

beschikt over meerdere kabeltjes,

in New York, terwijl de operatie

ments. Het blijkt dat deze combi-

ten zich op de ontwikkeling van

vergelijkbaar met die van een ma-

op de patiënt via bijvoorbeeld in-

natie de mogelijkheden geeft om

flexibele gerobotiseerde armen

rionet, waaraan wordt getrokken

ternet in Johannesburg, Zuid-Afrika

betrouwbaar met alle interfaces te

die op de endoscoop zijn beves-

of wordt gedrukt met als resultaat

wordt uitgevoerd. Maar ook in het

kunnen communiceren, om de be-

tigd om het darmkanaal te kunnen

dat de armen worden bewogen.

verlengde liggende ontwikkelin-

wegingen op een veilige en snelle

doorlopen. Deze armen moesten

Het tweede deel van het systeem

gen zijn interessant en zelfs van

manier te koppelen. Ook biedt dit

onafhankelijk van de endoscoop

wordt de Endofix genoemd. De

groot belang. Neem bijvoorbeeld

een goede basis voor het creëren

kunnen bewegen en zouden in

Endofix is een gemotoriseerd me-

een laatste ontwikkelingen, waar-

van een eenvoudig toe te passen

staat moeten zijn om chirurgische

disch station dat aan de Endomina

bij via een flexibele teleoperatieve

gebruikersinterface dat gebaseerd

ingrepen binnen het darmkanaal

is gekoppeld. Naast de rekenkun-

systeem binnen de darm wordt

is op het gebruik van een aanraak-

te kunnen uitvoeren. Een derge-

dige hardware beschikt de Endofix

geopereerd. Een systeem dat ge-

scherm.

lijke faciliteit zou chirurgen en

over verschillende motoren, twee

gastro-enterologen een compleet

haptische joysticks en een aan-

bruik maakt van robotachtige hulpmiddelen die met behulp van

Flexibele robotarm

nieuwe set van snijloze en litte-

raakscherm. De motoren van de

haptische joysticks door de chirurg

Endo Tools Therapeutics (ETT) is

kenvrije therapieën geven. Thera-

Endofix bewegen de kabeltjes van

worden bestuurd. De bewegingen

een op medisch terrein gespeci-

pieën zoals gebruikt worden bij de

de Endomina in overeenstemming

die de chirurg uitvoert via de joy-

aliseerd bedrijf dat gevestigd is

behandeling van obesitas en het

met berekeningen aan de hand

sticks worden door het systeem

in Brussel. De in 2008 opgerichte

geheel of gedeeltelijk wegsnijden

van de bewegingen die door de

omgezet in op afstand bestuurde

onderneming is voortgekomen uit

van tumoren.

gastro-enterologen met de beide

bewegingen in de darm van de pa-

een afgerond onderzoeksproject

tiënt.” Hiernaux geeft aan dat aan

(2004) aan de Erasme hospital

Endomina en Endofix

voerd. Endofix maakt gebruik van

een dergelijk systeem stringente

(Université Libre de Bruxelles) en

“Het systeem bestaat uit twee de-

een visuele menselijke interface

haptische joysticks worden uitge-

Dossier Zorgsystemen 027

De gastro-enteroloog wordt de marionettenspeler die bepaalt wat er aan het einde van de armen van Endomina gebeurt op het aanraakscherm waarop in-

nen moesten worden. Desondanks

realtime besturingssysteem werd

en software kunnen worden gere-

formatie staat over de status van

werd deze optie al snel verworpen

toegepast. Hier hebben we uitein-

aliseerd, speelden een belangrijke

de operatie en bovendien addi-

omdat de productie, veiligheid,

delijk voor gekozen.”

rol. Allemaal dragen ze bij aan een

tionele gebruikerssturingen aan-

vertraging en betrouwbaarheid

biedt. De gastro-enteroloog wordt

niet voldoende werden gewaar-

Toegepaste hardware

hiermee feitelijk de marionetten-

borgd. De tweede optie was voort-

De NI-hardware bestaat uit een

speler die bepaalt wat er aan het

gaan op de ingeslagen weg. Deze

vierslots PXI-chassis, waarbij ge-

Softwareontwikkeling

einde van de armen van Endomina

optie maakte gebruik van de COTS

bruik wordt gemaakt van een 2 GHz

Endofix bestaat uit twee aparte

binnen de darmen van de patiënt

controller van de motorleveran-

embedded controller met een real-

softwaremodules. De eerste mo-

plaatsvindt.”

cier die de besturingsmotoren le-

time operating systeem, een PXI

dule is een visuele interface dat in

verden. Deze optie verviel omdat

CAN interface en een PXI herconfi-

LabView is ontwikkeld voor gebruik

Opties

het systeem niet krachtig genoeg

gureerbaar FPGA board met 160 di-

op een Windows XP-gebaseerd

Gevraagd naar de totstandko-

bleek te zijn en bovendien ver-

gitale I/O. De CAN interface wordt

aanraakscherm. Deze module le-

ming van besturing, antwoordt

toonde de op tekst gebaseerde

gebruikt om de motorcontrollers

vert de gebruiker informatie over

Hiernaux: “Het prototype van het

programmering te veel tekortko-

voor het Endofix gemotoriseerde

de status van het complete sy-

systeem werd gebaseerd op COTS

mingen. De derde optie maakte

medische station te besturen. Hier-

steem tijdens de operatie en geeft

(commercial off-the-shelf) indu-

gebruik van de MATLAB/Simulink

naux: “Ondanks dat wij geen erva-

de mogelijkheid van additionele

striële controllers. Hierbij is gebruik

van MathWorks waarin rapid pro-

ring hadden met de NI-producten

sturingen. De tweede software-

gemaakt van tekst-gebaseerde

totyping wordt ingezet met een

en geen enkele programmeerer-

module is een set van realtime

programmering en sensoren die

xPC als sturingsplatform. Deze

varing met LabView, besloten wij

functies die ontwikkeld zijn met de

via een industrieel CAN (controller

optie werd verworpen omdat het

de keuze voor de NI-producten te

LabView Real-Time Module, welke

area network) zijn gekoppeld. Op

geen ondersteuning biedt aan een

maken om verschillende redenen.

op een PXI-platform draaien. Deze

het moment dat de ontwikkeling

turnkey operatie, erg kostbaar

Op de eerste plaats is er de rela-

software regelt de communicatie

van het eindproduct plaatsvond,

was en het belangrijkste nadeel:

tieve eenvoud van de grafische

met alle actuatoren en sensoren,

werden vier opties geëvalueerd.

voor het produceren waren meer-

programmering. Maar ook het feit

voert alle bewegingsberekeningen

De eerste optie was een klantge-

dere bewerkingen noodzakelijk en

dat hardware en software realtime

uit en zorgt voor de veiligheid van

specificeerde aanpak. Deze optie

moet vaak van platform worden

zijn, er diverse turnkey hardware

alle metingen. Vrijwel alle commu-

kwam in aanmerking omdat daar-

omgeschakeld om de kosten in de

modules voor handen zijn waarbij

nicatie verloopt via de CAN-modu-

voor de noodzakelijke mogelijkhe-

hand te houden. Een laatste optie

we ons geen zorgen hoefden te

len door gebruik te maken van de

den aanwezig waren. Bovendien

was het inzetten van een National

maken over de stuurprogramma’s

standaard CANOpen standaard. Een

waren hierbij geen technische

Instruments oplossing waarbij een

en het feit dat zowel ontwikkeling

standaard die vooral eenvoudig in

uitdagingen meer die overwon-

embedded PXI systeem met een

als productie met deze zelfde hard-

een additionele bibliotheek kan

028 Dossier Zorgsystemen

grote betrouwbaarheid, zonder de hoofdprijs te hoeven betalen.”

worden ondergebracht. Alle soft-

Modulair

ware wordt beheerd in hetzelfde LabView-project

Source

lange conversaties met steeds

goedgekeurd product in de markt

De modulaire architectuur biedt op

weer andere medewerkers, waar-

te zetten. “De toegepaste produc-

een eenvoudige wijze de facilitei-

mee kostbare tijd verspild wordt.

ten zorgen er vooral voor dat wij

Code Control, een functie die ie-

ten om nieuwe functionaliteiten

Ook hielden tijdens het lopende

snel en efficiënt aan alle wettelijke

dere dag wordt ingezet. Het scha-

tijdens het lopende project toe te

project de medewerkers van Na-

eisen kunnen voldoen en dit op

kelen van HMI ontwikkeling naar

voegen, zonder dat het volledige

tional Instruments de voortgang in

een schaalbare manier. Bovendien

realtime

systeemontwikkeling,

systeem opnieuw moet worden

de gaten en kwamen zij proactief

zorgt de overdraagbaarheid van

binnen dezelfde programmeerom-

ontwikkeld. Bovendien is het een-

met bruikbare suggesties.” Het

de software ervoor dat we de stap

geving compleet met vrijwel alle

voudiger om aan de huidige eisen

meest content is hij echter met de

van prototype naar uitontwikkeld

functies, blijkt uitzonderlijk bruik-

(waaronder de CE-markering en de

manier waarop de gekozen produc-

product konden zetten, zonder dat

baar en productief te zijn.

FDA toestemming) met de grafi-

ten hem in staat hebben gesteld

de software moest worden her-

sche programmering te voldoen.

snel een robuust en wereldwijd

schreven.”

onder

NI Platform

De softwarearchitectuur vertaalt

“De nieuwe oplossing is veel beter

het programma vrijwel direct in

dan de eerdere prototypes”, licht

blokdiagrammen.

Hiernaux toe. “Wij beschikken nu

dat de LabView VI Analyzer Toolkit,

over een veilig, betrouwbaar en

de LabView Unit Test Framework

efficiënt systeem. De producten

Toolkit en de source code control

van National Instruments spelen

hulpmiddelen extreem bruikbaar

bij het succes van dit systeem een

zijn en zorgdragen voor een goede

belangrijke rol. En wel om ver-

programmering. Hiernaux: “Het

schillende redenen. NI geeft ons

zijn deze criteria die essentieel zijn

de turnkey-werking van alle hard-

om aan de wettelijke eisen voor

waremodulen. Het inpluggen van

medische toepassingen en het

de modulen en de directe toegang

ontwikkelen van medische appa-

met behulp van een eenvoudig te

raten te kunnen voldoen.”

Daarbij

komt

gebruiken stuurprogramma kan bijvoorbeeld niet eenvoudiger of

Samenwerking

efficiënter. Wij kunnen de soft-

Martin Hiernaux geeft aan dat de

ware naar meerdere hardware-

samenwerking met de staf van

platformen overzetten en veel

National Instruments een belang-

van de softwareroutines in het

rijke factor bij de totstandkoming

systeem draaien zowel onder een

van de oplossing is. “Zoals gezegd

Windows-omgeving als in realtime

waren we geen experts in het pro-

hardwareplatformen. Omdat de

ductportfolio van National Instru-

softwareroutines

hardwareonaf-

ments. Maar telkens kregen we op

hankelijk zijn, zijn wij in staat om

maat gesneden advies. De technici

een enkele versie te onderhouden

trokken alle noodzakelijke tijd uit

en die over te brengen naar ver-

om ons project en de daaraan ge-

schillende hardwaresystemen. Bo-

koppelde eisen te begrijpen, voor-

vendien kan voor de vercommerci-

dat zij met een voorstel kwamen

alisering van het systeem worden

dat zowel zou voldoen aan onze

overgestapt op een goedkoper

criteria als aan ons budget. Iedere

minder krachtig platform. Het PXI-

vraag om ondersteuning werd

systeem dat momenteel wordt

hierbij eerst op zijn merites beoor-

ingezet en getest is overduidelijk

deeld. Dit houdt in dat de technici

over gedimensioneerd. Dat houdt

niet direct antwoord op de gestel-

in dat wij in de toekomst een

de vraag gaven, maar eerst zorg-

kleinere NI CompactRIO of een NI

den dat de vraag ook duidelijk was

Single-Board RIO platform kunnen

gesteld, om vervolgens in overleg

inzetten, terwijl wij de software

met andere servicemedewerkers

vrijwel zonder aanpassingen kun-

met een uitgekristalliseerd ant-

nen gebruiken.”

woord te kunnen komen. Een te

Endofix is een gemotoriseerd medisch station dat aan de Endomina is gekoppeld. Naast de rekenkundige hardware beschikt de Endofix over verschillende motoren, twee haptische joysticks en een aanraakscherm.

Het Endomina-deel bestaat uit flexibele armen die via het spijsverteringskanaal in de patiënt worden gebracht. Endomina beschikt over meerdere kabeltjes, vergelijkbaar met die van een marionet waaraan wordt getrokken of wordt gedrukt, met als resultaat dat de armen worden bewogen.

snel antwoord leidt namelijk tot

Dossier Zorgsystemen 029

Op Indumation was veel robotica te vinden

Veel robotica op eerste editie Indumation

De nieuwe industriële automatiseringsvakbeurs Indumation haalde met 5.012 bezoekers niet alleen de doelstelling om het brede aanbod van automatisering, waaronder aandrijven en besturen, te bundelen op één locatie. Ook werden in Kortrijk Xpo de beoogde doelgroepen en industriële sectoren bereikt. Verschil met Nederland is dat de Belgen vooral individueel, hoogstens per twee, naar de beurs komen, veelal directie of management, zegt organisator Karl D’Haveloose van Expo Advice. Indumation is ontstaan uit de buik van de Belgische automatisering- en

tijd van 1 milliseconde en biedt hij dankzij de 64-bits integers een uiterst

aandrijfwereld. De sector Industriële Automatisering binnen de technolo-

hoge snelheid en nauwkeurigheid, nodig voor bijvoorbeeld verpakking,

gische industrievereniging Agoria en beide aandrijftechniekverenigingen

druk- en textielmachines. Daarnaast is er ondersteuning voor EtherNet/

Belgitrans en Fimop bundelden hun krachten voor het opzetten van een

IP-communicatie en de regeling van Scara- en Delta-robots.

nationale beurs voor professionals. Er bleek vanuit de leden van deze ver-

Dat ook veel grote robotbouwers behoorlijk hadden uitgepakt, was enigs-

enigingen een duidelijke behoefte aan een totaalbeurs die nieuwe produc-

zins verrassend. In lijn met de strategie van de Technishow, schakelde

ten en innovatieve technologieën toont in automatisering en elektrische,

Fanuc de hulp van diverse partner-integratoren in, om op een stand van

pneumatische, hydraulische en mechanische aandrijftechniek. De beurs

180 vierkante meter haar robots in actie te tonen. Of het nu ging om het

wilde ook een antwoord zijn op de versnippering van het nichegerichte

palletiseren van jerrycans, het wisselen van gereedschappen, of het spui-

beursaanbod, omdat de bezoeker duidelijk de voorkeur geeft aan ‘one-

ten met een explosieveilige robot; de bezoeker kon rekenen op genoeg

stop-shopping’. Gemak, tijd en kosten spelen hierbij een rol. Maar liefst

geel gedans. Hierbij mocht uiteraard de kleine deltarobot voor pick and

44 procent van de bezoekers kwam alleen en 40 procent met maximaal

place-toepassingen, de M-1iA, niet ontbreken. Ook Yaskawa was van de

twee collega’s. De grootste groep vormden de engineers (28 procent).

partij. Het bedrijf dat door velen nog steeds Motoman genoemd wordt,

Onderhoudsmanagers waren met bijna 16 procent de tweede groep voor

legde haar focus op diverse universeel inzetbare robots uit de MH-serie

automatiseringingenieursbureaus (13,5 procent).

aan de hand van een demo met dobbelstelen en een compacte MH-5 in combinatie met lineaire motoren. Kuka ging voor een interactieve demo

Motion control en robotica

die het snelle corrigerende vermogen van haar nieuwe Quantec-robots

Vanwege de zeer brede opzet van de Indumation was het niet vreemd dat

toonde. Hierbij had de robot een dienblad vast waar een balletje op lag.

er ook de industriële robots te vinden waren. Tegenwoordig heeft elke

De bezoeker kon vervolgens de robot besturen door over een speciale mat

zichzelf respecterende besturingsleverancier wel een zeer snelle deltaro-

te lopen. Tegelijkertijd hield een visionsysteem het balletje in de gaten

bot op de stand. Zo ook Omron, die de TJ2-MC64 Trajexia motion control-

en zorgde de aansturing van de pols ervoor dat het balletje tijdens deze

ler toonde. Gebaseerd op een 64-bits 400 MHz MIP-processor, regelt de

bewegingen van de robot min of meer op zijn plaats bleef.

controller elke mogelijke beweging van 64 assen met een totale cyclus-

030 Branche Bulletin

Branche Bulletin

Veilige vondsten ABB koos, naast het tonen van haar 800xA DCS-oplossing en een opmerkelijke balanceeract met een omhoog geblazen ballon en een frequentieregelaar, voor het onder de aandacht brengen van SafeMove. Vanuit een democel gooide een IRB 4600 ballen richting een zich in het speelveld bevindende bezoeker. De bezoeker, die de ballen moest vangen, kon zich hierbij in verschillende zones van het speelveld begeven. Des te dichter deze bij de robot lag, des te langzamer deze bewoog. De demo toont aan dat het goed mogelijk is om veilig met de robot samen te werken en haalde twee weken later het jeugdjournaal, toen voor de beurs Vision & Robotics de bal was vervangen door een taart en kinderen het veilig tegen de robot mochten opnemen. Indumation bood ook ruimte aan het SafetyPlaza. Dit samenwerkingsverband tussen acht partners (ASO, Axelent Belgium, Beckhoff Automation, D&F Consulting, Euchner (Benelux), Kuka Automatisering + Robots, Leuze electronic, RDL Engineering en Werma Benelux) zag het levenslicht in 2004. Door krachtenbundeling kan maatwerk in machineveiligheid worden geleverd, waarbij specifieke risico’s en getroffen maatregelen goed

Nieuwe website Nederlandse fotonica

met elkaar in balans zijn. De hiervoor beschreven demo van Kuka was één

Met ondersteuning van Agentschap NL en het PCN (Photonics Cluster

van de veilige vruchten van de gezamenlijke inspanningen.

Netherlands), heeft het Mikrocentrum een nieuw fotonicaportal gelanceerd. Deze onafhankelijke website is een centraal informatiepunt

Conclusie

om individuen, bedrijven en instituten in het fotonicavakgebied,

Net als op de meeste Nederlandse beurzen hoefde men op de eerste edi-

nationaal en internationaal, dichter bij elkaar te brengen en samenwer-

tie van de Indumation geen echte primeurs te verwachten. Dit voorrecht

kingen te bevorderen. De nieuwe website biedt onder meer een

is immers voorbehouden aan de grote Duitse beurzen als de Hannover

overzicht van 92 bedrijfsprofielen van Nederlandse bedrijven en

Messe, rondom welke de grote bedrijven hun serieuze campagnes en pro-

instellingen, (inter)nationale evenementen, trainingen, cursussen en

ductlanceringen organiseren. De Indumation trakteerde de bezoeker op

opleidingen, Roadmap IOP Photonic Devices, IOP Projecten en nieuwsbe-

een overzichtelijk geheel van de laatste stand der techniek. Wie op zoek

richten. Ga voor meer informatie naar www.dutchphotonics.nl.

was naar nieuwe automatiseringsoplossingen en deze wilde vergelijken, was in Kortrijk aan het juiste adres. De mening van de standhouders en bezoekers was dan ook positief. Vooral op de donderdag werd er redelijk goed zaken gedaan. Niet minder dan 96 procent van de iets meer dan vijfduizend bezoekers vond wat ze zocht. En bijna 97 procent van hen geeft aan naar de volgende editie in 2013 te komen. Ook de meeste standhouders overwegen de volgende editie weer mee te doen.

RoboNED conferentie geeft boost aan Nederlandse robotica De eerste conferentie van RoboNED, die eind april in Utrecht plaatsvond, mag een succes genoemd worden. Meer dan 170 deelnemers reisden af naar de Jaarbeurs om te discussiëren over de kansen voor robotica in Nederland. De focus van de conferentie lag op aspecten die nodig zijn om robots op zo’n manier toe te passen, dat zowel de Nederlandse economie als de Nederlandse maatschappij er zoveel mogelijk voordeel van heeft. Belangrijke discussiepunten waren dan ook technologie, opleiding en sociale acceptatie. De conferentie gaf een overzicht van state of the art technologie. Wetenschappers en ondernemers presenteerde hun visie op vision en sensoren, mechanismen en besturingen, navigatie en beweging en mens/machine-interfaces en veiligheid. De nieuwste robots waren er te vinden en ook de robotband Teamdare droeg een muzikaal steentje bij. Belangrijke boodschap van keynote-spreker Herman Bruynickx van Euron was: “Wacht niet op financiering van de overheid. Markten, knowhow en partners zijn er om gebruik van te maken.” De presentaties van de conferentie zijn te downloaden via www.roboned.nl.

Branche Bulletin 031

Diepere gedachten van een CE-consultant

spreken we nog dezelfde taal? Iedereen die denkt dat men nu een Wildersach-

op dat seminar, maar meer over het feit dat je

‘Engineerica’ regelmatig op bezoek komen en

tig artikel voorgeschoteld krijgt, moet ik teleur-

tegenwoordig met enige (voor)kennis op het

een korte tijd werkzaam zijn in CE-land, die wat

stellen. Natuurlijk is Nederland multicultureel

gebied van machineveiligheid belast moet zijn

minder op de hoogte zijn van de gebruiken en

en hebben we, verdeeld over allerlei bevol-

om überhaupt nog iets van de inhoud van de

edicten. Toch wordt er van hen ook verwacht

kingsgroepen, veel verschillende talen (soms

presentaties te begrijpen. Met andere woor-

dat zij het CE-riaans begrijpen en ook voldoen-

dialecten). Natuurlijk levert dat in de communi-

den: je moet al redelijk de taal beheersen om je

de op de hoogte zijn van alle edicten. Maar er

catie soms wonderlijke taferelen, of misschien

thuis te voelen in ‘CE-land’ als je zo’n landelijke

is ook een steeds groter wordende groep in-

wel problemen op. Maar in een vakblad als Vi-

toogdag (ofwel seminar) gaat bezoeken. Even

woners, die er geboren worden en dus via een

sion & Robotics zou een dergelijk artikel alleen

voor degenen die het niet weten: CE-land is een

stuk basisonderwijs en vervolgopleidingen het

maar misstaan.

staat binnen de Europese Unie waar ‘CE-riaans’

juiste kennisniveau moeten verwerven en zich

gesproken wordt. De staat is in 1989 gevestigd.

de taal eigen moeten maken. Jammer genoeg

Nee, de kop slaat terug op de bevindingen

In de hoofdstad Brussel worden regelmatig

heeft nog niemand gedacht aan een gestruc-

van deze CE-consultant bij het bezoeken van

edicten in de vorm van richtlijnen en normen

tureerde vorm van opleiding voor deze nieuwe

één van de laatste seminars over machine-

uitgevaardigd. Hierbij gaat men ervan uit dat

inwoners.

veiligheid. Welk seminar, laten we maar in

iedereen die deze edicten leest ook de taal,

het midden. Het gaat uiteindelijk niet om de

waarin deze edicten geschreven worden, be-

Even ter verduidelijking een voorbeeld. In één

betreffende manifestatie, maar om de inhoud.

grijpt. Zo niet, dan is het noodzakelijk om een

van de toespraken werd duidelijk door de spre-

Na de opening door de dagvoorzitter passeert

‘CE-inburgeringscursus’ te volgen. Even voor

ker verwoord wat er op het gebied van de be-

een keur aan deskundige sprekers de revue. De

de duidelijkheid een aantal woorden uit het

trouwbaarheid van veiligheidssystemen speelt.

één gaat nog uitgebreider op de regelgeving en

bloemrijke CE-riaans: Risk Assessment, Risk af-

Klip en klaar werd in nog geen uur een stoom-

normen in dan de ander. De toehoorders laten

ter Reduction, Quantified Risk Estimation, PES,

cursus Performance Level gegeven. Halverwe-

alles over zich heen komen. Enkelen reageren

Performance Level, Integrated Manufacturing

ge vroeg de spreker of de toehoorders hem nog

als één van de sprekers probeert een dialoog

Systems, interventieprocedures, etc. Ik zou nog

konden volgen. Niemand had de moed om te

aan te gaan. Maar het merendeel doet er het

wel even door kunnen gaan. Nu is de bevolking

zeggen dat hij, wat hem of haar betreft, wel

zwijgen toe, ook als een spreker bij een vraag

van CE-land een bonte mengeling van allerlei

weer van vooraf aan mocht beginnen. Op zich

met maar twee mogelijke antwoorden (mee

mensen. Mensen die de oprichting van dit land

ook niet onbegrijpelijk dat iemand na ongeveer

eens of oneens) een reactie door middel van

hebben meegemaakt, dus vanaf het begin ge-

tien minuten de draad kwijt was. Het was best

handopsteken verwacht. Op zich heel normaal

wend zijn aan alle gebruiken en edicten. Die

een goede lezing, maar ook hier weer was

voor een seminar. Dus niets aan de hand en

ook makkelijk nieuwe edicten kunnen begrij-

voorkennis noodzakelijk. Nu gebeurde in de

eigenlijk dus ook geen interessant onderwerp

pen. Vaak wordt deze bevolkingsgroep aange-

loop van de dag bij de andere sprekers precies

voor een column.

duid met de term CE-consultants. Maar er zijn

hetzelfde. Verwijzingen naar geharmoniseerde

Nu gaat het ook niet over de gang van zaken

ook mensen die vanuit ‘Constructeursland’ of

EN-normen, naar artikelen in de Machinericht-

032 (Un)Safe

Column Bert Stap

lijn, naar de eisen van de Machinerichtlijn.

alsmede voldoende verklaringen en documen-

nul. Waarschijnlijk omdat de meeste docenten

Begrippen als EG-verklaring van Overeenstem-

tatie van de toeleveranciers verzamelt. Is het

er zelf ook niet van gehoord hebben.

ming, een Integrated Manufacturing System

allemaal niet te veel van het goede? Nee hoor.

(IMS) voor een samengestelde productielijn,

Wij verwachten van hen ook nog dat ze op de

Dus de titel ‘Spreken we nog dezelfde taal?’ zou

een wel- of niet-voltooide machine en zo ver-

hoogte zijn (blijven) van alle andere Europese

uitgebreid moeten worden met ‘in CE-land’. Nu

der. Nu kunt u stellen dat dit op zich niet de

Unie-richtlijnen, die ook op de machine van

is dit geen pleit om de vaktaal van de CE-con-

schuld van de spreker is, maar dat de toehoor-

toepassing kunnen zijn en zich op de hoogte

sultant te vervangen door de meer populaire

ders eerder bij zichzelf te raden moeten gaan.

houden van alle, in een raap tempo wijzigen-

Jip- en Janneke-taal. Maar als ik tijdens een

Degenen die geen voorkennis hebben, moeten

de, regelgeving en normen. Vragen we niet het

training merk dat deelnemers het moeilijk vin-

zich in het vervolg dan maar niet meer inschrij-

onmogelijke van deze mensen? Wordt het niet

den om het verschil te zien tussen afknelling en

ven voor zo’n seminar. Maar dat lijkt mij toch

eens tijd dat binnen bedrijven speciaal hier-

klemgevaar, intrekgevaar en gevaar voor rote-

ook niet de oplossing. Waarschijnlijk moeten

voor opgeleide mensen de naleving van alle

rende delen, gevaar om te vallen en gevaar om

we ook seminars organiseren die uitgaan van

veiligheidsregelgeving als taak krijgen? Voor

te struikelen, dan gaat er bij mij toch een rood

een lager of (bijna) geen kennisniveau van de

CE-consultants is het tegenwoordig al een uit-

lampje branden. Tijd voor Back to the Basics.

regelgeving en normen. Jaren geleden heb ik

daging om qua kennis bij te blijven. CE-consul-

Waarom dit onderwerp in dit vakblad staat? Ge-

weleens gesteld dat de regelgeving en normen

tants moeten soms, omdat het allemaal veel

woon om u, meneer de robotleverancier of sy-

op zich niet complex zijn, maar dat door de

te veel wordt, kiezen voor een specialisatie op

steemintegrator, eens na te laten denken over

steeds groter wordende hoeveelheid regelge-

een bepaald gebied van de regelgeving. Laat

a) de kennis over machineveiligheid binnen uw

ving en normen het ingewikkeld wordt. Geluk-

staan voor de medewerkers bij de machinefa-

bedrijf en bij uw medewerkers en b) de kennis

kig sprak ik pas een collega consultant die het

brikanten, die ook nog andere taken hebben.

op dit gebied bij uw afnemers. Snap u het nog?

met mij eens was dat CE- consultant een vak

Misschien moeten we voor een groot aantal

Zo niet, wat mogen uw klanten dan van u ver-

geworden is.

betrokkenen weer gewoon terug naar de ba-

wachten? Zouden zij nog weten waar het over

sis. Of misschien zou het zo moeten worden dat

gaat? Laten wij niet vergeten dat zij uiteindelijk

Toen ik aan het eind van de middag terugreed

het vak machineveiligheid eindelijk eens deel

degenen zijn, die volgens de ARBO-wetgeving

van het seminar dacht ik: hoe kunnen we ver-

gaat worden van een HBO opleiding Machine-

alle machines onder ‘CE’ moeten inkopen. Hoe

wachten van een constructeur of tekenaar, die

bouw. Misschien nog beter: een extra jaar spe-

krijgen we de Nederlandse industrie qua CE-

als hoofdtaak heeft goedwerkende machines

cialisatie in CE-engineering. Er is al jaren over

kennis up-to-date? Is het uiteindelijk misschien

te ontwerpen en voldoende productietekenin-

gesproken, maar nog steeds krijg je van net

geen taalprobleem, maar een gebrek aan op-

gen te generen, dat hij/zij ook nog even een

afgestudeerde Hbo’ers werktuigbouwkunde

leiding en voorlichting? Misschien een uitda-

risicoanalyse opstelt, een technisch dossier

te horen dat zij amper les gehad hebben over

ging voor de machinebouwers of robotbranche

samenstelt, een gebruiksaanwijzing schrijft,

de Europese Richtlijnen. Dus kennis nul komma

om de handschoen op te pakken!

(Un)Safe 033

Testfase modulair gewrichtssysteem afgerond Twee jaar geleden presenteerde kunststofspecialist Igus GmbH uit Keulen volledig nieuwe meerassige ‘robolink’-gewrichten voor humanoïde robots en voor automatisering in de bouw van lichtgewichtconstructies. Inmiddels is een compleet modulair systeem uit voorraad leverbaar - inclusief negentien nieuwe producten. Tot de nieuwe producten behoren onder andere slijt- en trekvaste bowdenkabels, aandrijfeenheden en toebehoren voor de bevestiging van elastische robotarmen en de geleiding van de kabels in de armen. Bovendien werd het ‘robolink’ onlangs onderscheiden met de ‘iF product design award 2011’.

Robolink klaar voor het echte werk Bram Janssen

Freelance journalist

Het modulaire ‘robolink’-systeem moet automatisering betaalbaar ma-

Meerassige gewrichten met sensoren

ken en op een eenvoudige manier veel vrijheid bij de vormgeving geven.

Aan het onlangs voltooide eindproduct - waarvoor de eerste orders al zijn

De bewegende massa’s worden dan ook zo klein mogelijk gehouden. De

binnengekomen - is op het internet een openbaar ontwikkelingsproces

aandrijvingen en de besturingsmodule zijn daarom losgekoppeld van het

voorafgegaan. Sinds december 2009 heeft het Duitse bedrijf namelijk

bewegingsmechanisme en de werktuigen (zoals bijvoorbeeld grijpers,

prototypes gratis aan bètatesters ter beschikking gesteld om de verdere

handen en zuignappen). Het belangrijkste onderdeel van het modulaire

ontwikkeling van ‘robolink’ tot de serieproductie af te stemmen op de

systeem zijn de lichte onderhouds- en corrosievrije gewrichten met tribo-

veelzijdige toepassingsmogelijkheden. Alleen al in 2010 kreeg de on-

logisch geoptimaliseerde kunststoflagers, die via kabels worden aange-

derneming ongeveer 450 aanvragen uit meer dan tien landen. Meer dan

dreven en vrij kunnen roteren en zwenken. Volgens Igus zijn de elastici-

vijftig procent van de aanvragen kwam van ondernemingen, ruim een

teit, de soepelheid en de mogelijkheid voor een centrale aandrijving een

derde van onderzoeksinstituten en de rest van particuliere constructeurs.

absolute noviteit op het gebied van de betaalbare robotica.

Meer dan honderd bètatesters kregen ongeveer 120 meerassige gewrichten. Ongeveer een vijfde deel daarvan was hierbij uitgerust met een door Igus ontwikkelde hoekinstellingssensoriek. Ongeacht de positie waarin het kunststof gewricht zich bevindt, kan het met een nauwkeurigheid van 0,07 graden snel en exact naar de volgende positie worden gestuurd.

Mobiele robots, medische techniek en animatronics De toepassingen van de bètatesters van vorig jaar zijn talrijk, zoals het bedrijf op de Hannover Messe en in maart op de Industrial Convention of Biomimetics in Berlijn wist te berichten. Deze toepassingen variëren van marinerobots – onderwatervoertuigen – met ‘robolink’ als aandrijfconcept, mobiele landrobots om bijvoorbeeld gecontamineerde materialen of explosieven op te sporen, tot humanoïde showrobots voor musea en assistentiesystemen voor de interactie tussen mensen en machines. Andere toepassingen zijn onder andere medische techniek, tandheelkunde, Een voorbeeld van animatronics: meerassige ‘robolink’-gewrichten bewegen showrobots in het spookhuis.

034 Robotica

animatronics en de combinatie met diverse camerasystemen voor productiebewaking of kanaalinspecties.

Talloze toepassingsgebieden voor de corrosievrije, lichte meerassige gewrichten van Igus, zoals bijvoorbeeld in de riool- of (afbeelding) pipeline-inspectie.

Robolink is een betaalbaar modulair automatiseringssysteem en is sinds kort klaar voor de verkoop. Ook werd het onlangs onderscheiden met de ‘iF product design award 2011’.

Slijtvaste bowdenkabels

bruikers op de meest uiteenlopende motor- of drijfwerkassen worden

Een noviteit die met robolink kan worden ingezet zijn de bowdenkabels

bevestigd om daarop de slijtvaste kabels aan te sluiten. Tot slot is er nu

met flexibele externe kabels van aluminium en het hoogrendementspo-

tevens, zij dat deze zich nog in de prototype fase bevindt, eenvoudige

lymeer ‘iglidur J’. Hiermee kunnen meerassige gewrichten worden be-

besturingssoftware beschikbaar, waarmee alle bewegingen van een vier-

wogen. Het materiaal combineert lage frictiewaarden met een extreem

assige gewrichtsarm intuïtief geprogrammeerd en opgeslagen kunnen

lange levensduur. De nieuwe bowdenkabels realiseren bovendien zeer

worden.

kleine buigradii en zorgen voor duurzaam flexibele bewegingen. Hierbij zijn zowel de kogels in de bowdenkabelmantels, de loopvlakken van de kabelrollen en de glijlagers in de gewrichten in ‘iglidur J’ uitgevoerd. Het nieuwe polymeersysteem wordt met name met ‘robolink’ ingezet, waar voortdurend relatieve bewegingen plaatsvinden. Overigens presenteerde Igus op de Hannover Messe ook een zuivere kunststofversie van de bowdenkabels. Ook een omvangrijk portfolio mechanisch toebehoren voor de bevestiging van de robotarmen en de geleiding van de kabels in de armen was hier te vinden. Hierbij moet gedacht worden aan flensasbokken voor de bevestiging van de armen, interne indelingen voor de gesorteerde geleiding van de aandrijf- en gegevenskabels, een kabelspanner voor het eenvoudige naspannen van het systeem en een kabelrollenprogramma voor omkeerinrichtingen.

Aandrijfeenheden en besturingssoftware Ook op elektronisch gebied heeft Robolink het nodige te bieden. Zo kan de gebruiker optioneel plaatsbesparende aandrijfeenheden (verschillende vermogensklassen) toepassen voor alle vrijheidsgraden met vier aandrijfmotoren en een behuizing, inclusief kabelomkeerrollen en -geleidingen. Voor de aansluiting op het ‘robolink’-systeem werd hiertoe een nieuwe,

Lichte, onderhoudsvrije meerassige ‘robolink’-gewrichten voor mobiele robotica, hier bijvoorbeeld voor het scannen van etiketten in een goederenmagazijn.

individueel configureerbare aandrijfschijf ontwikkeld. Deze kan door ge-

Robotica 035

Safora S.S. Macdonald - Consultant Machinebouw NEN-Industrie

Hygiënische risicoanalyse volgens NEN-EN-1672

Het spanningsveld tussen schoon en veilig Machinerichtlijn 2006/42/EG is op 29 december 2009 van kracht gegaan. In welk opzicht dat uw werkzaamheden zal beïnvloeden, hangt af van de mate waarop u betrokken bent bij het ontwerpen en (samen)bouwen van machines. Let wel dat een samenstel van machines in de geest van de richtlijn gezien wordt als het bouwen van een nieuwe machine. En dat een niet-voltooide machine, zelfs een aandrijfsysteem, daar waar mogelijk nu ook aan de eisen van de Machinerichtlijn moet voldoen. Bij machines die in de voedselindustrie worden gebruikt, is hygiëne te-

kingsproces wanneer er geen adequate luchtfilters of sterilisatie wordt

vens van essentieel belang. De Machinerichtlijn omvat immers enkel es-

toegepast. Er is Europese regelgeving in ontwikkeling die de eis gaat stel-

sentiële gezondheids- en veiligheidseisen. In dit artikel kijken we naar

len dat besmetting afwezig dient te zijn in 25 gram van het product. On-

de wettelijke eisen en naar de zogenaamde ‘niet-bindende’ technische

duidelijk is nog hoe en waar men die 25 gram gaat bepalen en meten.

specificatie, beter bekend als Europese norm.

Veiligheid en reiniging van de machine Wanneer een risicoanalyse gemaakt wordt van een machine in de voed-

Als het om hygiëne gaat, zal het reinigingproces van de machine inte-

selindustrie, is het van belang dat we ons goed realiseren dat er onder-

graal meegenomen dienen te worden in het ontwerp. Het productiepro-

scheid gemaakt wordt tussen de gevaren voor de bediener en de risico’s

ces dient hierop afgestemd te zijn. Volgens de machinerichtlijn dienen

voor het voedingsmiddel (het product dat door de machine wordt be-

materialen alvorens elk gebruik gereinigd ze zijn en wanneer dit niet

werkt). Het ontwerp van de machine waarmee tegelijkertijd wordt vol-

mogelijk is, moeten wegwerponderdelen worden gebruikt. De opper-

daan aan eisen met betrekking tot veiligheid en hygiëne, is wellicht niet

vlakken die in aanraking komen met levensmiddelen moeten glad zijn

het meest voor de hand liggende ontwerp dat zou zijn gekozen om alleen

(oppervlakteafwerking volgens bepaalde ruwheidswaarden Rz en Ra),

aan veiligheids- of hygiëne-eisen te voldoen, maar waar men wel voor

geen rillen of spleten bevatten waar organisch materiaal zich kan op-

moet kiezen om aan beide eisen tegelijkertijd te voldoen. Je zou kunnen

hopen (zie figuur A.2). Uitstekende delen, opstaande randen en holten

bedenken dat er een soort van spanningsveld ontstaat wanneer je hon-

bij verbindingen dienen zoveel mogelijk te worden vermeden. Wanneer

derd procent aan beide aspecten wilt voldoen.

bij het ver- of bewerken van de levensmiddelen vloeistoffen, gassen en aërosolen vrijkomen, dienen deze volledig te worden afgevoerd. Van-

Machinerichtlijn

zelfsprekend geldt dit ook voor de reinigings-, ontsmettings-, spoel- en

In de Machinerichtlijn is in Bijlage I, onder punt 2.1.1 het volgende opge-

smeermiddelen. Tevens mag het binnendringen van levende wezens, zo-

nomen: “Machines bestemd voor gebruik met levensmiddelen of voor

als bijvoorbeeld een insect, niet mogelijk zijn. Microbiologische gevaren

cosmetische of farmaceutische producten moeten zodanig zijn ontwor-

kunnen het bederf van de voedingsmiddelen, het voedingsmiddelvergif-

pen en gebouwd dat elk risico voor infectie-, ziekte- en besmettingsri-

tiging of andere verwante ziekten bij consumenten veroorzaken. Chemi-

sico wordt voorkomen.” Hoewel het op deze manier als wettelijke eis

sche gevaren kunnen de voedingsmiddelen verontreinigen, of kunnen

staat geformuleerd zal, afhankelijk van de sector, blijken of dit überhaupt

resten in de voedingsmiddelen achterlaten die tot verwondingen (zoals

mogelijk is. In de pluimvee-industrie komen bijvoorbeeld de kippen al

brandwonden) of ziekten kunnen leiden. Vreemde voorwerpen kunnen

besmet binnen (met een bacteriële besmetting). Indien het toch lukt om

de voedingsmiddelen verontreinigen en kunnen verwonding veroorza-

in het verwerkingsproces de besmetting tot een minimum te brengen (te

ken (denk hier bijvoorbeeld aan verstikking of een inwendige verwon-

beperken tot 13%), kan het zijn dat er herinfectie ontstaat in het verpak-

ding). De schatting van het hygiënerisico door de fabrikant moet worden

036 Robotveiligheid

Oppervlakken moeten reinigbaar zijn en indien nodig kunnen worden gedesinfecteerd.

gerelateerd aan de bovenstaande gevaren. Na schatting van het hygiëne-

de voedingsmiddelen niet besmetten of op andere wijze de voedings-

risico moet een evaluatie van het hygiëne-risico uitgevoerd worden. Het

middelen nadelig beïnvloeden. NEN-EN 1672 is een norm die uit twee

bereiken van reductie van het hygiëne-risico en een gunstige uitkomst

delen bestaat en in het kader van de Machinerichtlijn gezien wordt als

van de risicoanalyse bevestigt dat de machine veilig is.

een type C-norm, dat wil zeggen dat het een machine specifieke norm is. In machinespecifieke normen worden de meest voornaamste risico’s en

NEN-EN 1672

oplossingen aangekaart, u hoeft het wiel dus niet opnieuw uit te vinden.

Maar hoe meer veiligheidsmaatregelen er getroffen worden, hoe moei-

Daarentegen geeft de norm over het algemeen een gemiddelde stand

lijker het zal zijn de machine schoon te houden. U kunt zich voorstellen

der techniek weer, wat het toepassen van hoogstanden in de techniek

dat het aanbrengen van veiligheidsvoorzieningen, zoals een hekwerk,

niet uitsluit.

de machine wellicht veiliger maken, maar het aspect hygiëne niet ten goede komt. Het hekwerk dient immers schoon gehouden te worden. In

Status Europese norm

de praktijk worden deze hekwerken veelal niet geplaatst of weggehaald,

Graag kom ik nog terug op de tekst die in de machinerichtlijn staat over

of men maakt ze niet voldoende schoon. Bij de risicoanalyse wordt de

geharmoniseerde normen. Dit zijn normen die bij correcte toepassing het

methodologie gevolgd zoals aangegeven in figuur 1 – Hygiëne-risico-

vermoeden van overeenstemming geven met de wettelijke eisen. De

analyse van de NEN-EN 1672-2. Deze norm behandelt alleen gevaren die

tekst luidt als volgt: “Normen zijn niet-bindende technische specificaties”

zich algemeen voordoen bij machines voor de voedingsmiddelbereiding,

(Artikel 2, onder l). U bent dus niet verplicht een norm te gebruiken en

en waarvoor technische specificaties kunnen worden voorgeschreven die

toch zijn de wetgeving (machinerichtlijn) en de normen (zoals bijvoor-

gelden voor alle (of de meeste) typen machines waar zich die gevaren

beeld NEN-EN 1672) onlosmakelijk aan elkaar verbonden. De normen

kunnen voordoen. Wanneer het materialen betreft, geeft de norm aan

worden immers speciaal opgesteld als technische uitwerking van de wet-

dat deze corrosievast, niet toxisch en niet absorberend mogen zijn. Het

telijke fundamentele gezondheids- en veiligheidseisen.

overdragen van ongewenste geur, kleur of smet op de voedingsmiddelen

In een Europese geharmoniseerde norm wordt door middel van Annex ZA

mag eveneens niet mogelijk zijn. Verbindingen moeten hygiënisch en

aangegeven dat de desbetreffende norm een uitwerking geeft van één

afgedicht zijn (zie figuur A.3).

of meerdere eisen van de machinerichtlijn. Wanneer normen geharmoni-

Naast de algemene eisen komt in de NEN-EN 1672 ook blootgestelde op-

seerd zijn onder de Machinerichtlijn 2006/42/EG die eind van dit jaar van

pervlakken, die in een niet-voedingsmiddelengebied worden toegepast,

kracht gaat, dan zullen de geharmoniseerde normen aangevuld worden

aan de orde. Deze moeten zijn vervaardigd van corrosiebestendig mate-

met een Annex ZB.

riaal of van materiaal dat een behandeling heeft ondergaan (deklaag of verf) waardoor ze corrosiebestendig zijn. De oppervlakken moeten reinigbaar zijn en indien nodig kunnen worden gedesinfecteerd. Ze mogen

Robotveiligheid 037

NI LabView voor Lego Mindstorms Robotics National Instruments introduceert LabView for Lego Mindstorms, een speciaal voor het onderwijs ontwikkelde versie van zijn professionele LabView grafische systeemontwikkelingssoftware. De software is speciaal ontwikkeld voor het Lego Education roboticaplatform en kan door middelbare scholieren in de klas of bij wedstrijden worden gebruikt. Deze software is een onderwijstool waarmee scholieren Mindstorms NXT robots

ware is daarom ideaal voor docenten die hun studenten op een vlotte,

grafisch kunnen besturen en programmeren met dezelfde software die

hands-on manier willen laten kennismaken met de techniek. De software

ook door wetenschappers en ingenieurs wordt gebruikt. De program-

sluit ook aan op buitenschoolse First (For Inspiration and Recognition of

meeromgeving is bedoeld voor middelbare scholen en vormt een aanvul-

Science and Technology) roboticaprogramma’s, zodat scholieren over ro-

ling op de al succesvolle reeks Lego Education robotics platformen, waar-

bots kunnen leren met één enkel programmeerplatform voor alle wed-

onder Education WeDo software voor de lagere scholen en de Mindstorms

strijdniveaus en het eigen klaslokaal. Deze continuïteit in het leerproces

Education NXT software voor de middelbare scholen. LabView for Lego

bevordert het aanleren van professionele vaardigheden en kennis van het

Mindstorms is geoptimaliseerd voor het gebruik in de klas en omvat in-

LabView platform, die de scholieren kunnen gebruiken op de universiteit

structievideo’s, tutorials en onderwijsmaterialen die speciaal zijn ontwik-

en later in hun beroep. LabView for Lego Mindstorms kan alleen worden

keld voor scholieren en docenten die gebruik maken van Mindstorms Edu-

besteld bij Lego Education en zijn officiële distributeurs. Verder helpt Na-

cation en Tetrix van Pitsco. De scholieren kunnen kennismaken met

tional Instruments docenten om via een nieuwe website, K12Lab.com,

geavanceerde concepten, zoals autonome robots en wetenschappelijke

onderwijsmateriaal uit te wisselen en aansluiting te vinden bij een com-

metingen, aan de hand van praktijkvoorbeelden en waarbij de moeilijke

munity van docenten en technische adviseurs. Wie er meer over wil we-

syntaxis wordt vervangen door een intuïtieve grafische interface. De soft-

ten, kan op 29 september natuurlijk ook de NI Days in Utrecht bezoeken.

Nauwkeurig en dynamisch kleine massa’s positioneren Rexroth biedt met de MCL-serie een viertal ijzerloze lineaire motoren

eigenmassa – bij aan een hoge dynamiek en dito nauwkeurigheid. Typi-

waarmee kleine massa’s uiterst nauwkeurig zijn te positioneren. De moto-

sche toepassingen van de ijzerloze lineaire motoren zijn te vinden in ap-

ren kenmerken zich daarbij door een hoge dynamiek en zijn eenvoudig in

plicaties waar kleine tot middelgrote massa’s met een maximale nauw-

een machine te integreren. Typische toepassingen zijn te vinden in de

keurigheid moeten worden gepositioneerd. Hiertoe behoren onder meer

handling, montage, halfgeleider en de zonne-energietechnologie. De MCL

machines in de halfgeleidertechniek of pick&place toepassingen in de al-

serie omvat in totaal vier bouwgroottes met verschillende inbouwlengtes

gemene automatisering. De excellente loopeigenschappen maken de mo-

en een maximale kracht variërend van 20 – 1.700 N. Hiermee zijn versnel-

toren bovendien geschikt voor toepassing in meet- of lasermachines in de

lingen tot 300 m/s2 te realiseren en een maximale snelheid tot 1.300 m/

zonne-energietechniek.

min. Wanneer grotere krachten nodig zijn, bestaat de mogelijkheid verschillende delen in serie of parallel plaatsen. Verder zijn de motoren voorzien van verschillende bevestigingspunten voor een optimale flexibiliteit in de ontwerpfase. Optioneel zijn de lineaire motoren uit te rusten met een Hall-eenheid voor de positiebepaling bij de eerste commutatie. In tegenstelling tot veel conventionele lineaire motoren zijn de motoren uit de MCL-serie uitgevoerd met een ijzerloos primairdeel waarbij de windingen zijn ingegoten in kunststof. Het primairdeel wordt ‘gedragen’ door een aluminium behuizing, waardoor het mogelijk is de motoren aan een bewegend (machine)deel te monteren. Verder zorgt deze behuizing voor de warmteafvoer. Het U-vormige secundairdeel bevat de permanentmagneten en omringt het primairdeel. De afwezigheid van ijzer in het primairdeel voorkomt een grote aantrekkingskracht tussen het primair- en secundairdeel. Dit leidt tot het uitblijven van verzadigingseffecten en dientengevolge de rimpel op de aandrijfkracht, beter bekend als ‘cogging’ Daarnaast is het geen enkel probleem om deze lineaire motor te combineren met compactere en kostengunstigere geleidingen. Tot slot dragen bovenstaande kenmerken – gecombineerd met de relatief kleine bewogen

038 Productnieuws

Productnieuws

Nieuwe kabelrups 37 procent lichter igus GmbH heeft zijn ‘fluisterzachte’ kabelrups – de snelle, stille en trillingsarme serie E6 – in tal van punten nieuw vormgegeven. De in Hannover gepresenteerde tweede generatie E6.1 is tot 37 procent lichter en nog stiller en montagevriendelijker en maakt extra bouwvormen mogelijk. Al tien jaar wordt deze serie overal ter wereld toegepast waar een extreem stille en trillingsarme loop een vereiste is bij hoge snelheden en uiterst dynamische versnellingen. Het zogenoemde ‘polygooneffect dat bij het afrollen van een kabelrups kan optreden, wordt tot een minimum beperkt, hetgeen leidt tot een extreem lage geluidsontwikkeling van maximaal 37 dB (A). De kabelrups is bovendien slijtvast en geschikt voor steriele ruimten (tot ISO klasse 1 – IPA). Karakteristiek voor E6 zijn de elastische, polymere veerelementen, die de zijelementen van de kabelrups met elkaar verbinden en relatieve bewegingen tussen de gewrichten voorkomen. Door het wegvallen van de klassieke pen/gat-verbinding wordt de wrijving en daarmee de slijtage na miljoenen buigwissels beperkt tot een minimum. Voor de robuuste kabelrups werden volgens een expertise van de Fachhochschule Köln 3,8 miljard mogelijke bewegingscycli, al naargelang het machineprogramma, bevestigd.

Robotcel stelt verpakkingsmix samen Robertpack heeft in opdracht van een grote zuivelproducent een robotcel voor het samenstellen van mixverpakkingen ontwikkeld. Deze robotcel is interessant voor grote productassortimenten. Volle dozen of trays met één productsoort kosten immers veel schapruimte. Van de voedingsmiddelenproducenten wordt dan ook verwacht dat ze in één omverpakking meerdere soorten producten leveren. Bovendien moet de samenstelling van deze mix ook nog eens worden afgestemd op de vraag uit de markt. Aangezien productielijnen bijna altijd zo zijn uitgevoerd dat ze één productsoort kunnen produceren, houdt dat in dat producten achteraf opnieuw moeten worden uitgepakt en meestal handmatig weer volgens een bepaalde mix worden ingepakt. Dit is een tijdrovende en vooral kostbare zaak en bij het handmatig werken kunnen ook gemakkelijk fouten worden gemaakt. Robertpack heeft daarom nu speciaal voor trays met bekers, potten, emmers en dergelijke een robotmixstation ontwikkeld. Voor bijvoorbeeld trays met zes of twaalf stuks kan men tot vier productsoorten iedere mix ingeven die men wenst. Er kunnen capaciteiten tot dertig trays per minuut worden gerealiseerd. Voor de verschillende productafmetingen is een snel uitwisselbare grijper geconstrueerd. De wisseltijd ligt tussen de één en maximaal vijf minuten. Bijzonder bij deze toepassing is dat de bestaande trays opnieuw worden gebruikt en men dus geen extra verpakkingsafval heeft.

U let nauwgezet op onafhankelijk testen van uw auto ... alleen garages die lid zijn van een branchevereniging vindt u betrouwbaar ... waarom dan ook niet als het gaat om Industriële Robots?

www.robotics-benelux.info Productnieuws 039

Xpectia-Lite voor flexibele vision Omrons nieuwe Xpectia-Lite visionsysteem, de nieuwste toevoeging aan

variaties in vorm en

het aanbod van visionproducten, biedt een veelzijdig visionplatform dat in

drukkwaliteit te ac-

een snelle en eenvoudige installatie en een makkelijke instelling voorziet.

cepteren, zodat on-

Xpectia-Lite ondersteunt Smart Camera’s uit de FQ-serie visionsensoren,

juiste

die over krachtige geïntegreerde lichtbronnen beschikken, zodat ze hel-

worden voorkomen.

dere beelden vast kunnen leggen zonder de noodzaak van extra verlich-

De

ting of optiek. Om te voldoen aan de behoeften van zelfs de meest veel-

functies van de Xpectia-Lite visioncontroller kunnen gemakkelijk worden

eisende inspectietoepassingen, kan het visionsysteem ook worden

gecombineerd met behulp van eenvoudig te ontwikkelen flowchart-pro-

gebruikt met hoge resolutie camera’s tot twee megapixels. Deze vision-

gramma’s met ingebouwde voorwaardelijke sprongen en loops. Ook kun-

controller biedt detectie van ware kleuren, beeldvorming met een hoog

nen configuraties van andere FQ-serie visionsensoren worden geïmpor-

dynamisch bereik (HDR), polarisatiefilter en andere krachtige functies die

teerd in Xpectia-Lite, waardoor het gemakkelijk is om tegemoet te komen

voor een betrouwbare detectie in moeilijke omstandigheden zorgen, zelfs

aan veranderende applicatie-eisen. Om voor een eenvoudige en naadloze

bij objecten met een onregelmatige reflectie en in toepassingen waar om-

integratie met moderne productielijnen en machines te zorgen, biedt het

gevingslicht fluctueert over een breed gebied. Als een hulpmiddel voor

visionsysteem standaard ondersteuning voor EtherNet/IP-netwerken, net

een snelle en eenvoudige instelling is de controller vooraf geladen met

als het aanbieden van TCP/IP, seriële en parallelle interfaces. Een netwerk

meer dan vijftig beeld- en voorverwerkingen en rekenfuncties. Deze om-

drive-functie die eveneens is voorzien, stelt gebruikers in staat om afbeel-

vatten dimensiemeting, het zoeken van patronen en contouren, de in-

dingen en metingen via een netwerk te exporteren en op te slaan. Bij

spectie van doelobjecten voor vlekken of vuil, het tellen van werkstukken

gebruik in combinatie met een harde schijf met grote capaciteit, biedt

en karakterherkenning voor de verificatie van datumcodes en soortgelijke

deze functie een handige oplossing voor een lange termijn beeld-log-

doeleinden. De controller kan ook worden geconfigureerd om items met

ging.

Your partner for industrial robot programming Meer dan 20 jaar ervaring in het ontwikkelen van machine­ besturingen en meer dan 15 jaar ervaring in het programmeren en integreren van robotsystemen maken van Alpha Robotica een ervaren partner voor zowel gebruikers als systeemintegrators.

T +31 040 (0)172 41 95 53 F +31 (0)172 41 60 32

Informatie [email protected]

afkeuringen verwerkings-

Productnieuws

Sick breidt range visionsensoren uit Sick heeft haar visionsensoren uit

aanwezigheidscontrole van vet of

de Inspector range uitgebreid met

olie op mechanische onderdelen.

diverse nieuwe modellen. Zo is er

De P30 is er voor de positiebepaling

nu ook de I40-LUT voor luminesce-

van individuele producten. De be-

rende stoffen en de P30 voor posi-

staande serie Inspectors is ideaal

tiebepaling. Ook is er een Viewer

voor het bepalen van de positie van

aan het portfolio toegevoegd. De

groepen producten. De nieuwe P30

Inspector I40-LUT heeft een scherp

is daarentegen uitermate geschikt

oog voor luminescerende stoffen.

voor de exacte positiebepaling van

Deze nieuwe Inspector is in grote

individuele producten. Om de loca-

lijnen identiek aan de I40. Het bij-

tie van een object in een image te

zondere van deze uitvoering is de

bepalen, gebruikt de P30 twee me-

mogelijkheid om er luminescerende

thodes. Een methode is het bepalen

ook de positiebepaling van objec-

instellingen kunnen worden be-

stoffen mee te detecteren en te in-

van de locatie met behulp van de

ten bij pick & place-applicaties, uit-

waard en eenvoudig teruggezet

specteren op grotere oppervlakken.

object-locator dat zoekt naar een

lijnen van onderdelen op assembla-

worden naar de betreffende Inspec-

Met behulp van UV licht wordt de

vooraf ingeleerde vorm voor het

gelijnen,

de

tor. De Viewer werkt als FTP-server

aanwezigheid van de luminoforen

oppikken met een robotgripper. Bij

eindpositionering van kranen in

en alle beelden uit de aangesloten

gedetecteerd. Zo kan deze Inspector

de tweede methode wordt gebruik

hoogbouwmagazijnen. Als acces-

Inspector

bijvoorbeeld controleren of er in

gemaakt van de blob-locator dat

soire voor de Inspector visionsenso-

opgeslagen

voldoende mate lijm is aangebracht.

zoekt naar objecten op basis van

renreeks heeft Sick ook een Viewer

analyses. De Viewer is een mooi

Toepassingen zijn de detectie van

grootte en grijswaarde en daarbij

ontwikkeld. De Inspector Viewer

alternatief voor locaties waar de

luminescerende

foodpicking

en

kunnen voor

erin

worden

bijvoorbeeld

op

geen rekening houdt met de vorm.

VSPV-11 111 is een intelligente

laptop onhandig is of snel bescha-

hout of textiel als de positie nog

De laatste methode is geschikt voor

touchscreen waarmee men zonder

digd raakt.

niet vastligt, inspectie van onzicht-

het sorteren van objecten op groot-

pc of laptop het te detecteren object

baar logo of tekst op waardepapie-

te en het daarna oppikken door een

tijdens het productieproces visueel

ren en documenten, maar ook voor

robotgripper. Toepassingen zijn dan

kan volgen. Alle veelvoorkomende

merktekens

Nieuwe 4.3 megapixel camera van Photonfocus de

de gebruiker programmeer-

LinLogpixel-

bare convolver operator voor

CL-12 CMOS camera aan, de

technologie. De MV1-D2080-

beeldfiltering. De camera kan

eerste in een nieuwe 4.3 me-

160-CL-12 camera is geheel

worden ingezet voor diverse

gapixel reeks. De camera inte-

programmeerbaar via een Ca-

toepassingen. Hierbij valt te

greert de derde generatie

meraLink Base interface en

denken aan geautomatiseerde

A2080 CMOS beeldsensor van

biedt nauwkeurige exposure

optische inspectie van flat pa-

Photonfocus en levert een re-

en gain control, flat field cor-

nels en PCB’s, verkeersrege-

solutie van 2080 x 2080 pixels

rectie en vertical windowing,

ling en beveiliging. De hoge

en een snelheid tot 34 frames

wat zorgt voor hogere frame

NIR respons maakt de camera

Adverteerders index

per seconde. De sensor be-

rates en geavanceerde trig-

tevens zeer geschikt voor mi-

ABB

43

Kuka

44

schikt over 8μm x 8μm vier-

ger/strobe-functies. De ca-

litaire

kante pixels met een ruim

mera camera levert boven-

toepassingen.

Alpha Robotica

40

Messe Stuttgart

15

zestig procent fill factor zon-

dien on-camera pre-proces-

Elau

4

RAB

39

der microlenzen, een global

sing functies in de vorm van

Fanuc

2

Staubli

11

shutter, een hoge near-infra-

twee programmeerbare look-

Fenceworks

19,24

ZVS

40

red respons en een hoog dy-

up-tables (LUT’s) en een door

Iris Vision

15

Photonfocus AG kondigde on-

namisch

langs

gepatenteerde

de

MV1-D2080-160-

bereik

door

en

spectroscopische

Productnieuws 041

Column

De lachende directeur Soms heb je wel eens een momentje van neerslachtigheid, of een moment van twijfel, of een gevoel van een roepende in de woestijn. Ik heb inmiddels wel ervaren dat als je echt ergens voor staat en je jouw gevoelens laat zegevieren, dat het uiteindelijk wel resultaat gaat geven. Wanneer ik vroeger op vakantie ging en ik nog geen ondernemer was, dus een lange vakantie nam, nam ik vaak een Suske en Wiske-stapeltje mee. Niet bepaald vakliteratuur, maar het is vakantie dus laat maar gaan. De titels waren pakkend, zoals bijvoorbeeld: De Gekke Gokker, Volle Maan, De Texas Rakkers, enzovoorts. Velen komen er niet voor uit, maar deden volgens mij hetzelfde. Dat geeft niet, want uiteindelijk biecht je het in een column toch op. Wanneer je wat volwassener wordt, dan ga je de kranten lezen, zoals de NRC of de Telegraaf om maar wat te noemen. Overigens is dit een zin waar ik niet achter sta. Even een ‘mmm’ momentje dus. Zaterdag 11 juni aan het begin van het mooie pinksterweekend kreeg ik een artikel onder ogen, nota bene in de Financiële Telegraaf, wat mij in eerste instantie weer deed herinneren aan de Suske en Wiske-periode. Het artikel opent met de kop ‘Philips haalt productielijn Azië terug naar Drachten’. Er is een foto bij geplaatst uit einde 2005, waarin de directeur van Philips de vierhonderdmiljoenste Philishave toont. Het personeel staat op de afbeelding ver op de achtergrond, en waarbij de hand van de directeur zich met het wonder boven het hoofd van een medewerkster bevindt, welke

onwetendheid. Wat een mismanagement in de vorm van ‘wat de boer

op haar beurt mijns inziens zeer beteuterd kijkt. Wat een geweldig mis-

niet weet, dat hij niet vreet’. Wij hebben onze mond in Nederland vol van

feest want rond deze tijd ging de productie naar China, aldus de ondertite-

innovatie, maar waarom doen wij dat dan nauwelijks? Het MKB innoveert zich te pletter. De politiek speelt hierop in, althans dat denken ze in Den

Wij hebben onze mond vol van innovatie, maar waarom doen wij dat dan nauwelijks?

Haag. Het is één grote fictie. De banken zoeken naar de ‘ja’, cijfers uit het verleden schuiven zij volgens de Sterspotjes terzijde. Moeten wij ons nog langer voor de gek laten houden? Terzijde voor 2005, met name in 1996 waren wij al bezig met het prediken om de productie hier te houden door automatisering. Indien dit niet gebeurt, dan worden wij het onderontwikkelingsland! Voor Nederland is een minister van Innovatie echt nodig.

ling onder de naar mijn mening zeer genante foto. Tegelijk staat er ‘maar

Helaas hebben wij deze niet.

is terug!’-hulde. Verder staat er dat China in het kader van productiewerk onvoldoende prijsvoordeel bleek op te leveren. Verderop staat dat de stap naar Drachten nauwelijks extra werkgelegenheid oplevert, omdat de

Fred W.J. Bokhorst

robotlijn het merendeel van het werk doet. Hoe voorspelbaar en wat een

Voorzitter Robotics Association Benelux

042 Column

Eenvoudiger produceren? Houd het standaard!

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

Automation becomes easy

KUKA stelt U met gepAste trots voor AAn de nieUwe generAtie: de QUAnteC robot serie, het KUKA worKvisiUAl softwAre plAtform en de Kr C4 robot Controller. vAnAf nU is AUtomAtiseren eenvoUdig. KUKA is één van de weinige robotleveranciers die zich volledig heeft toegelegd op de eenvoud. En dit op alle fronten. De nieuwe generatie maakt automatiseren eenvoudig: eenvoud in planning, eenvoud in integratie, eenvoud in bediening, eenvoud in onderhoud en eenvoud in het aanpassen aan klantspecifieke wensen. Bovendien laat KUKA zien hoe het veiliger en veel energiezuiniger kan. Compacte eenvoud Met de nieuwe QUANTEC robots, doet één familie het werk voor het totale werkbereik. Payloads variëren van 90 tot 300 kg met een bereik tot maarliefst 3100 mm. Met 15 perfect afgestemde robot types vindt de klant precies wat hij zoekt. veilige eenvoud Met de nieuwe KR C4 controller heeft KUKA een innovatieve, duidelijk gestructureerde en eenvoudig te begrijpen systeemarchitectuur ontwikkeld die is gestoeld op krachtige en open standaarden. Alle geïntegreerde besturingsmodules gebruiken dezelfde database en infrastructuur, waarbij ze intelligent delen en direct met elkaar communiceren. Consequente eenvoud WorkVisiual is de nieuwe software werkplek voor de KR C4. Consistente data en gestandaardiseerde werkbalken verzekeren de gebruiker van snelle en eenvoudige engineering, zonder tijdrovende meervoudige invoeren of het niet overeenkomen van versies. Eenvoud is de sleutel tot de toekomst. En met de nieuwe generatie van KUKA krijgt u deze sleutel in handen. t f e i

kuka your ideas

+32 11 51 61 60 +32 11 52 67 94 [email protected] www.kuka.be

www.automation-becomes-easy.com