VISION & ROBOTICS. Oog voor detail. Inclusief dossier servicerobots. Fluorescentie van lab naar kas. Binpicking in optima forma

VISION & ROBOTICS

j a a r g a n g 3 | n u m m e r 2 | m a a rt 2 0 1 1

ots

cerob i v r e s r e i s s Inclusief do

Oog voor detail Fluorescentie van lab naar kas Binpicking in optima forma Picometers met gigapixels

www.zuk.de

Racetrack

NEW: The M-1iA – as versatile and accurate as the human hand Discover the revolutionary FANUC M-1iA, which boasts a new dimension of high-speed handling for small parts up to 0.5 kg: incredibly quick and precise in even the smallest of spaces, and as versatile as the human hand. The M-1iA comes with 4 or 6 axes for rapid and precise picking, packing, or flexible assembly of complex electronic and mechanical components. Smart, strong, yellow. • • • • • •

Ultra-compact 6 axes version with versatile wrist for assembly of components at any angle 4 axes version with high speed wrist for top speed picking repeatability: 0.02mm iRVision: plug & play Ceiling, Wall or Floor Mounting

02

Visit our new website: W W W . FA N U C R O B OT I C S . B E

FA NU C – NO. 1 I N FACTO R Y A U TO MAT I O N A ND R OB OT S .

Turn your assembly line into a

Colofon Vision & Robotics is hét vakblad over automatiseringsoplossingen voor de maak-, agro-en foodindustrie door specialisten in robotica en visionsystemen. j a a r g a n g 3 | n u m m e r 2 | m a a rt 2 0 1 1

Kleur bekennen Ik moet zo naar de stembus. Lastig vind ik het wel, want ik moet toegeven dat net als voor veel Nederlanders de provincie een redelijk ver-van-mijn-bed-show is. Ik

Vision & Robotics verschijnt zes maal per jaar. Toezending

woon al de nodige jaartjes in het mooie Woubrugge, wat mij betreft een pareltje

geschiedt op abonnementbasis en controlled circulation.

in het Groene Hart. Maar het provinciegevoel doe ik er niet echt op. Natuurlijk is de provincie met het controleren van bestemmingsplannen en structuurvisies verant-

Uit g e v e r

woordelijk voor de ruimtelijke ordeningen, en heeft zij een behoorlijke vinger in

Henk van Beek, Fenceworks BV

de pap als het gaat om de economie en het welzijn van de regio. Ik zou dus beter

Telefoon: 06 - 28 41 70 73

moeten weten. Maar dit jaar lijkt de provincie vooral een politiek verlengstuk van

E-mail: [email protected]

Den Haag en heb ik het woord provincie nog niet horen vallen. Ga ik hier in mee? Moet ik strategisch stemmen om het landsbelang te dienen? Of kijk ik meer regio-

R e d a cti e

naal, en laat ik alle uitgemolken tv-debatten voor wat ze zijn? Misschien sla ik wel

Liam van Koert, Verbal Essence

twee vliegen met één stem? Lastig. Het is namelijk niet vanzelfsprekend dat een

Joanna Hughes, Verbal Essence

partij in alle provincies als beste keuze uit de stembus komt. Dan toch maar voor

Telefoon: 06 - 17 58 82 65

volk en vaderland.

Email: [email protected]

Om mijn gedachtegang te begrijpen, is het misschien verstandig eerst even kleur te bekennen. En nee, de hiervoor gebruikte alliteratie is geen hint in de goede

R e d a cti e r a a d

richting. Integendeel. Er gaan me veel dingen aan het hart, en diversiteit is er

Pieter Jonker, TU Eindhoven en TU Delft

daar één van. Maar met name onderwijs staat bij mij hoog op de agenda. Ik ben

Jaap van de Loosdrecht, Computer Vision Lab, NHL

nu eenmaal een optimist en geloof dat de jeugd, mits voorzien van het juiste ge-

Martin van der Have, RAB en ABB

reedschap, mooie dingen voor ons land gaat doen. Belangrijk, want ondanks dat

Fred Bokhorst, RAB en Ferdar

ik – deo volente - nog minimaal dertig jaar te gaan heb, zal er ook iemand het fort

Bas Wondergem, DVC

moeten bewaken als ik met mijn robolator de straten onveilig maak. Een zonnige

Hans Lenos, lenosonline.info

toekomst begint nu eenmaal bij goed onderwijs. Dat geldt voor voldoende banen,

Wim Hoeks, NTS groep

goede zorg, en ook voor een schoon milieu. Bij het zittende kabinet hoef je hier niet mee aan te komen. De investeringskraan gaat dicht – helemaal als het om

V or m g e vin g

kennisontwikkeling gaat – en als het aan hen ligt, zijn we overgeleverd aan nieuwe

Laura Willemsen, Grafisch ontwerp

goden als China en India. Daar schieten de universiteiten als paddenstoelen uit de grond. En daar doen ze niet aan halfzachte maatregelen. Natuurlijk gebeuren er

Dr u k

ook goede dingen op onderwijsgebied. Lees maar in het branche bulletin. Maar het

3l drukkerij bv, rotterdam

geld hiervoor komt gedeeltelijk uit potjes van vóór de bezuinigingen en gedeeltelijk vanuit het bedrijfsleven, dat zich grote zorgen maakt en om goed opgeleide

P osta d r e s r e d a cti e

jongeren smeekt. Eerst zaaien, dan oogsten. De innovatieve bedrijven hebben dat

Maredijk 17, 2316 VR Leiden

echt wel begrepen.

E-mail: [email protected]

Terug naar mijn keuze. U voelt hem al aankomen. Dan wordt het toch weer D66. En voor de studentenlezers onder ons die bang zijn voor dat sociale leenstelsel? Met

Abonn e m e nt e n

die fooi die je tegenwoordig krijgt, kan je net je energierekening betalen. Lenen

[email protected]

moet je toch. Ik spreek uit ervaring. Eerst zaaien, dan pas oogsten.

A d v e rt e nti e - e x p l oitati e Mike de Jong, Fenceworks BV Telefoon: 06 - 43 05 30 25 E-mail: [email protected] A a n d it n u m m e r w e r k t e n m e e Safora S.S. Macdonald, Frank Senteur, Huib Schollaardt, Fred Bokhorst, Léon Bemelmans, Paul Paulus

LIAM van koert Column 03

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

In dit nummer

8



Fluorescentie van lab naar kas

08



GAIA meet picometers met gigapixels

12



3D-kabelrupsen voor robots

16

Binpicking in optima forma

18



Dossier servicerobots 23



Aviko automatiseert tarreercentrum met robots en RFID 30



Kijkje in geheime keuken

34



Redactioneel

03



Colofon

03



Nieuws

06



Branche Bulletin

28

12



Robotveiligheid

35

23



Productnieuws

38



Adverteerdersindex

41



Column

42



Rubrieken

Maart 2011 | VISION & ROBOTICS

Inhoud 05

Nasa-robot maakt gebruik van standaard visionsoftware Met de vlucht van de Space Shuttle die op 24 februari de ruimte in ging, krijgen de zes astronauten voor het eerst het gezelschap van een nieuwe humanoïde robot: Nasa’s R2. Ze zullen samen opdrachten uitvoeren in het internationale ruimtestation ISS. R2 zal later ook buiten het ruimtestation opdrachten uitvoeren die voor de astronauten te gevaarlijk zijn. Het bijzondere is dat alle handelingen van deze R2 worden aangestuurd via een standaard softwareproduct voor machinevisie, en niet door software die op maat is ontwikkeld. NASA en General Motors, die de robot hebben ontworpen en gebouwd, hebben er dit keer niet voor gekozen om de 3D-visie, R2’s belangrijkste sensoriek, intern te ontwikkelen. NASA koos voor een standaard indus­ triële softwarebibliotheek en voor visiecomponenten die op de markt te koop zijn. “Dit is een échte doorbraak in het domein van de computeren robotvisie”, zegt Koenraad Van de Veere, zaakvoerder van het Gentse Phaer en distributeur van de gebruikte software.”Het betekent dat de ‘standaard software voor machinevisie’ tegenwoordig dusdanig robuust en betrouwbaar is, dat zelfs ’s werelds meest vermaarde visie & robotica R&D-groep hem wil gebruiken.” Alle simulatie- en ontwikkeltaken, inclusief de aansturing van 45 robotassen en gegevenscaptatie van 350 sensoren, werden gerealiseerd vanuit de grafische programmeeromgeving Halcon van de Duitse softwareontwikkelaar MVTec, van wie wij ook de

ken. Het softwarepakket omvat alle nodige technologieën om de robot

producten verdelen.” Volgens NASA zal R2 veel volgelingen krijgen, en is

te besturen. Van de Veere: “Robuuste 3D-beeldverwerking staat centraal,

hij ‘het levende bewijs’ van een nieuwe generatie robottoepassingen.

omdat die de robot in staat stelt om op een veilige en herhaalbare wijze

Humanoïde robots maken zo definitief de overstap van de wereld van de

voorwerpen vast te nemen en te manipuleren in de werkomgeving van

sciencefiction naar de reële wereld. “De R2 werd ontwikkeld met als doel-

de astronauten. De visiebouwstenen die bij R2 zijn gebruikt, zijn voor ie-

stelling dat hij voor de bemanning van de shuttle een assistent zou zijn,

dereen beschikbaar. Heel wat bedrijven kunnen er dus gebruik van maken

net zoals een verpleegster dat is voor een dokter” zegt Nasa’s missielei-

om hun eigen humanoïde robot te ontwikkelen. Denk maar aan toepas-

der. R2’s ogen zijn verschillende camera’s van diverse sensorische aard die

singen zoals random binpicking in alle industriële sectoren, het ophalen

in 3D R2’s omgeving registreren. Met de visiesoftware die op een laptop

van vuilnis, het nakijken en behandelen van voorraden, het uitvoeren van

(in zijn buik) draait, kan hij autonoom en veilig in de leefomgeving van

manipulaties en onderhoudswerken in gevaarlijke omgevingen, of het as-

de bemanning werken. Hij is vanaf de aarde via ‘remote terminal service’

sisteren van ‘medische specialisten’ bij het aanreiken van instrumenten en

bedienbaar. Zijn handen kunnen materiaal voelen, vastgrijpen en aanrei-

gereedschappen aan chirurgen en tandartsen.”

Robot voor verpakken van tomaten

WPS Horti Systems in De Lier en DC Prominent, de verpakkingslocatie van telersvereniging Prominent, verrichten sinds kort gezamenlijk onderzoek naar de mogelijkheden om tomaten automatisch in een grootverpakking te verpakken met behulp van een industriële robotarm. De producten worden hierbij visueel gecontroleerd door een visionsysteem. Het onderzoek zal bestaan uit diverse testopstellingen en een praktijkproef in het productieproces van DC Prominent. Naar verwachting zal het onderzoek lopen tot medio 2011.

06 Nieuws

Nieuws

Veldrobots bestrijden onkruid Naast de gestaag groeiende wereldbevolking

bespaart geld en de bodembelasting wordt tot

afmetingen van 124 x 75 x 95 millimeter en de

wordt de hoeveelheid agrarische velden steeds

een minimum beperkt. Maar geen akker is het-

robuuste metalen behuizing met bescherm-

schaarser. Veldrobots moeten helpen om de

zelfde. Des te groter is de uitdaging om de on-

klasse IP 67 bieden ideale voorwaarden voor

bronnen zo optimaal mogelijk te benutten.

kruidrobots onafhankelijk door de maïsvelden

de toepassing op stoffige en soms natte velden.

Doordachte sensoren helpen bij de navigatie

te laten rijden en onkruid te laten herkennen.

De beeldverwerking geschiedt via een snelle

door de velden. Volgens Arno Ruckelshausen,

Sinds vijf jaar houden de studenten uit Osna-

Windows-mini-pc met een dual core proces-

professor aan de vakhogeschool Osnabrück,

brück zich met dit thema bezig.

sor, die veilig in het binnenste van het voertuig

behoren veldrobots snel tot het alledaagse

De nieuwste modellen gebruiken 3D-camera’s,

ligt opgeborgen. Deze is verantwoordelijk voor

beeld. ‘Optomaizers’ heten de rollende, high-

die middels lichtlooptijdmeting een driedimen-

zowel de navigatie alsook voor de verwerking

tech kisten, die door de studenten van het

sionaal beeld van de omgeving genereren.

van de overige gegevens, mogelijkerwijze voor

vakgebied voor intelligente sensorsystemen

Deze ‘elektronische ogen’ houden de robots in

onkruidherkenning. De finishing touch is het

ontwikkeld zijn. Het doel van de prototypen is

het spoor. efector pmd 3d heet de toegepaste

verder optimaliseren van de hard- en software.

om autonoom door maïsvelden te rijden, om

3D-camera van ifm electronic. Tot twintig keer

Producenten van oogstmachines hebben al een

daar doeltreffend onkruid te bestrijden. Het

per seconde levert de camera een beeld met

sterke interesse in de Optomaizer getoond.

voordeel is dat er door de gerichte behandeling

een resolutie van 64 x 50 pixels. Iedere pixel

Naast de onkruidvernietiging zijn er tal van an-

geen afbreuk wordt gedaan aan de maïsplan-

van de 3.200 pixels is een eenduidige afstands-

dere toepassingen voor de landbouwbranche

ten. Bovendien wordt de pesticidenbelasting

meting. Daarmee staat het veld voor de robot

te bedenken. Het is dus een kwestie van tijd

aanzienlijk gereduceerd. Dat biedt economi-

van enkele centimeter tot zeven meter als 3D-

voordat wij de eerste robots op de velden zien

sche en ecologische voordelen: de landbouwer

beeldinformatie ter beschikking. De compacte

werken.

Robottherapeut helpt autistische kinderen

De robot spreekt een kind aan als het door een infraroodsignaal loopt.

Een robotmannetje van zestig centimeter groot, dat kan praten en bewe-

Het mannetje stelt eenvoudige vragen om contact te maken, maar kan

gen, gaat kinderen en jongeren met een autismespectrumstoornis (ASS)

ook wat moeilijkere opdrachten geven. Als het kind in de war raakt, biedt

helpen met het aangaan van sociale contacten. De Wikitherapist, zoals

de robot hulp aan. Autistische mensen hebben vaak moeite met het voe-

het robotje heet, is wereldwijd uniek volgens onderzoeker Bibi Huskens

ren van gewone gesprekken en het maken van contact. De behandelaars

van het Dr. Leo Kannerhuis in Doorwerth, een expertisecentrum voor

hopen dat het robotje, dat zal handelen als een leeftijdgenootje zonder

autisme.

handicap, kinderen en jongeren met ASS uit hun tent lokt.

Koning & Hartman distributeur Panasonic in Benelux Koning & Hartman wordt distributeur partner van Panasonic in de Bene-

Roba Engineering verwerft dealerschap Hyundai robots

lux. Deze overeenkomst betekent een intensivering van de huidige sa-

Roba Engineering heeft eind vorig jaar een dealerschap overeen-

menwerking en biedt Koning & Hartman de mogelijkheid om haar pro-

komst gesloten met Hyundai Heavy Industries CO, Ltd. te Korea, voor

ductenportfolio in Nederland flink uit te breiden. Panasonic ziet kans om

het leveren van Hyundai robots in de Benelux. Het bedrijf zal in de

via Koning & Hartman haar Europees distributienetwerk te vergroten. De

Benelux ook zorg dragen voor de service en training voor de robots.

bedrijven tekenden vandaag een overeenkomst met betrekking tot een

De onderneming is vanaf januari 2011 de Hyundai robot actief gaan

vernieuwd samenwerkingsverband binnen de zakelijke markt. Koning &

promoten en verkopen in de Benelux. Het dealerschap van Hyundai

Hartman leverde al sensoren van Panasonic in België, en zal na onderte-

sluit perfect aan bij de reeds bestaande dealerschappen, zoals Denso,

kening van het contract alle automatiseringsproducten van dit merk leve-

Yamaha, Flexfactory verenkel systemen. Met Hyundai in het leve-

ren in de gehele Benelux. Koning & Hartman kijkt vooral uit naar het in de

ringspakket levert Roba Engineering nu de meest brede robotrange

markt zetten van Vision, de moderne en geavanceerde camerasystemen

in de Benelux. Hyundai levert een complete range robots met een

van Panasonic, die producten onderscheiden op basis van vorm, kleur,

draaglast van zes tot en met vierhonderd kilogram. Met de nieuw-

code en meer. Vision is voor diverse marktsegmenten, zoals de voedings-

ste HI5 controller heeft Hyundai een sterke troef in handen. Met de

middelenindustrie, de maakindustrie, machinebouw, maar ook binnen de

gebruiksvriendelijke manier van programmeren maakt Hyundai het

farmaceutische industrie, een zeer interessant product met vele mogelijk-

mogelijk robots te installeren in alle industrieën.

heden om het productieproces te verbeteren.

Nieuws 07

Wageningen meet fotosynthese en meer

Fluorescentie van lab naar kas

Liam van Koert Hoofdredacteur Vision & Robotics

In Wageningen werkt men aan een opstelling voor het automatisch meten van fotosynthese en andere plantkarakteristieken. Het kan worden ingezet voor het testen van onkruidbestrijding of het kweken van resistentie. Heilige graal is echter een systeem dat rechtstreeks aan de klimaatregeling van de kas gekoppeld is en hier de optimale klimaatparameters voor de plant instelt. Hoewel het nog niet zover is, zal het onvermijdelijk zijn dat een werkende versie in de nabije toekomst in de kas te vinden zal zijn.

08 Analyse

“We werken al vijftien jaar aan toepassingen van fluorescentietechnieken

laserlicht reageert, krijg je van de eerste meting een minimaal fluores-

voor de tuinbouw”, zegt Henk Jalink. De van oorspong natuurkundige werk

centiesignaal en van de tweede een maximale waarde. Door deze twee

al sinds 1990 bij Wageningen UR en sinds drie jaar in het fluorescentiela-

waarden met elkaar te vergelijken kan je de werking van de fotosynthese

boratorium voor de afdeling glastuinbouw. “We zijn begonnen met het

van de plant bepalen. Nadeel van deze manier van werken was echter

zaadonderzoek. Hier hebben we een methode ontwikkeld die gebaseerd

dat een meting twintig seconden in beslag nam en dat hij niet bij daglicht

is op chlorofyl fluorescentie. Omdat zaden net als planten bladgroenkor-

gedaan kon worden. Met ledtechnologie van tegenwoordig kan dat nu in

rels bevatten die tijdens het rijpingsproces worden afgebroken, kan men

drie- tot vierhonderd milliseconden en ook het daglicht is geen probleem

op deze manier de zaden op rijpheid sorteren.”

meer. Je hebt ook hier nog steeds met een verschilfunctie nodig. Hiertoe

Waar voorheen voornamelijk aan meetinstrumenten werd gewerkt, moe-

wordt een eerste lichtpuls afgegeven, waarop de plant laagfluorescent

ten de systemen die tegenwoordig in het fluorescentielab ontwikkeld

reageert. Vervolgens is een tweede puls nodig die de fotosynthese verza-

worden vooral ook praktisch toepasbaar zijn. “We doen tal van metingen.

digd. Dit wordt voor de kalibratie van de meting gebruikt. De intensiteit

Dit kunnen reflectiemetingen zijn om de samenstelling van planten te be-

hangt immers af van de afstand van de led tot de plant, maar ook van de

palen, maar doen er ook aan 3D-imaging voor het parametriseren van de

cameraparameters.”

morfologie (vorm) van een plant. En een ander vakgebied is nog steeds het bepalen van de zaadkwaliteit. Hier staat vooral de ontwikkeling van

Onkruid

snelle meetprincipes centraal. Deze kunnen ingezet voor zowel analyse

Omdat met fluorescentie de werking van de fotosynthese kan worden

als sorteringsprincipes.”

gemeten en deze iets zegt over de gezondheid van de plant, zijn er verschillende nuttige toepassingen te bedenken. Op de eerste plaats noemt

Fluorescentie

Jalink het bepalen van de werking en effectiviteit van onkruidbestrijdings-

Gevraagd naar de werking van fluorescentiemetingen begint Jalink in

middelen. “Normaal moet je veertien dagen wachten voordat je iets zin-

2002. “Destijds hadden we een MIPS-opstelling (Multiple Imaging Plant

nigs kan zeggen over de effectiviteit van een onkruidbestrijdingsmiddel,

Stress) die was uitgerust met een laser. In die tijd waren er nog geen

waarbij met name de biomassa van de plant een belangrijke parameter

hoogvermogen leds zodat we met twee verschillende meetprotocollen de

is. Maar met onze opstelling kunnen we al na twee á drie dagen betrouw-

plant met een laser scanden. De eerste scan was altijd snel en de twee-

bare waarden afgeven. Dit is in dit vergroenende tijdperk belangrijk, aan-

de, die direct daarna heel langzaam plaatsvond. Omdat de plant op het

gezien producenten van deze middelen (multi-nationals) continu bezig

Analyse 09

In beide afbeeldingen is een berekende beeld te zien van de efficiëntie van de fotosynthese in false colours (groen:goede-, geel: verlaag- en rood slechte werking van de fotosynthese). Links is een beeld te zien van een gezond arabidopsis plantje. De groen/gele kleur is een maat voor een goede waarde van de efficiëntie van de fotosynthese. De rechter afbeelding laat een opname van de efficiëntie van de fotosynthese zien van een arabidopsis plantje die opgegroeid is onder lage fosfaat concentratie. Dit geeft in het hart van de plant nog wel een goede waarde voor de efficiëntie van de fotosynthese, maar de buitenste blaadjes zijn gestrest. Een rode kleur betekent dat de waarde laag is. De waarde in de linkerbovenhoek Met de nieuwe XY-tafel kunnen 1440 planten geanalyseerd worden.

geeft het gemiddelde van de efficiëntie van de fotosynthese aan van de hele plant.

zijn om met zo weinig mogelijk chemicaliën toch een zo’n goed mogelijke

voeding worden voorzien. Hierboven hangt op een afstand van ongeveer

opname van het bestrijdingsmiddel te realiseren. Bovendien kan met ons

vijftig centimeter een camera waar rondom de rode en witte leds zijn

systeem naast het bepalen van de biomassa, ook de werking aan de hand

geplaatst. De camera die ook is uitgerust met een acht-positie optisch

van beelden nauwgezet gevolgd worden. Een middel gaat na opname

filterwiel kan zich middels een railsysteem over de hele tafel bewegen en

door het blad namelijk naar het groeipunt en zorgt hier voor het afsterven

is voorzien van een kap om de andere planten af te schermen en zowel

van de plant en juist deze distributie kan met fluorescentie in een vroeg

in het donker als in het licht te kunnen meten. “Bij een typische meting

stadium inzichtelijk gemaakt worden.“

wordt eerst twee pulsen roodlicht gegeven om de fotosynthese te meten. Daarna gaan de witte leds aan en acht beelden van respectivelijk de acht

Gezond klimaat

optische filters worden opgenomen en wordt alles op de computer opge-

Als tweede toepassing noemt Jalink het onderzoeken van ziekteontwik-

slagen. De eerste meting moet in het donker plaatsvinden om zo de maxi-

kelingen en resistentiemechanismen. Ook deze twee planteigenschappen

male fotosynthese te kunnen bepalen. De momentele efficiëntiemeting is

hebben een grote invloed op de fotosynthese en het is voor kwekers dan

juist een functie van het omgevingslicht. Hier zijn de rode leds van belang

ook van groot belang hierop te kunnen screenen. “We zijn met ziekte

om de schaduwwerking van de kap te kunnen compenseren. De acht op-

en resistentiemetingen begonnen omdat hier een groot effect gemeten

tische filters tot slot geeft ons de mogelijkheid om ook andere spectraal-

kan worden zoals phythopthora op aardappel, xanthomonas op kool en

banden te meten. Naast RGB heb je vijf kanalen over die je bijvoorbeeld

botrytis op tomaat en roos”, licht Jalink toe. “Maar er zijn ook kleinere ef-

kan gebruiken voor het meten van de bladgroenverdeling. Dus hoeveel

fecten. Wat te denken van de temperatuur, de hoeveelheid licht, de duur

chlorofyl bevat de plant? Dit is een belangrijke waarde voor de kweker die

van blootstelling aan licht, voedingsstoffen, de hoeveelheid water of de

weet dat er met een te bleke plant iets fout is en dat een te paarse plant te

CO2 concentratie. Het effect van het binnenklimaat is een nogal complex

veel licht heeft gehad. Maar ook de groei kan automatisch worden geme-

gegeven, maar het is mogelijk om ook hier het effect op de fotosynthese

ten. Je weet immers wat het geprojecteerde bladoppervlak is.”

te meten en hiervan te leren en de optimale waarden te bepalen. Uiteindelijk is het dan niet ondenkbaar dat hier een rechtstreekse koppeling

Bijna zomer

met de klimaatinstallatie wordt gemaakt, maar zover is het nog lang niet.”

Zijn alle waarden gemeten dan is het tijd voor het combineren tot de ge-

Jalink geeft aan dat het bekijken van grotere aantallen planten sowieso

wenste grafieken en het leggen van de link richting de klimaatinstallatie.

nog geen alledaagse praktijk in de kassen is. “Men doet momenteel wel

Wat Jalink betreft is het nieuwe systeem er klaar voor. “We zijn momen-

puntmetingen op enkele bladeren. Dat wil zeggen, op een bepaalde plek

teel nog testen aan het doen met de arabidopsis, ofwel zandraket. Dit

op de plant, waarbij telkens dezelfde plek op vanaf één tot twee centi-

is vanuit het wetenschappelijk onderzoek een standaard plant waar ook

meter in de gaten wordt gehouden. Wij willen met ons systeem juist naar

op genetisch vlak heel veel van bekend is. En aangezien we hier nauw

de hele plant kijken en ook meerdere planten kunnen monitoren. Daarom

samenwerken met plantenfysioloog en fotosynthesedeskundige Jan Snel

kijken we van een veel grotere afstand, wat tevens als voordeel heeft

van Wageningen UR Glastuinbouw en de afdelingen Genetica en Tuin-

dat de meting niet verstoord wordt door het blokkeren van de natuurlijke

bouwketens (een afdeling die zich richt op o.a. fotosynthese) van Wage-

lichtsituatie. Ook breng je zo hele planten in beeld.”

ningen Universiteit om protocollen te ontwikkelen die antwoord op enkele fundamentele vragen moeten geven, is een dergelijke standaardisatie

Opstelling

noodzakelijk. Toch is het de bedoeling dat we binnenkort met het testen

Gevraagd naar de specificaties van het nieuw ontwikkelde systeem, legt

in de kas gaan beginnen, waarbij de camera op anderhalve meter komt

Jalink uit dat er gebruik is gemaakt van een tafel van 1,70 meter bij 3,80

te hangen. We verwachten dat het komende zomer zo ver is. Dan kunnen

meter , waarop ruimte is voor 1.440 plantjes die in een hydroponicsysteem

eerste stappen worden gezet om eventueel in de toekomst koppelingen

zijn geplaatst. Dit zijn steenwollen blokjes die automatisch van water en

met het klimaat en andere omgevingsfactoren te leggen.”

010 Analyse

Inspect any product

Guide any automation

Identify any part

Vision Systems

Vision Software

Vision Sensors

Cognex vision does it all. Companies around the world rely on Cognex® vision to optimize product quality, drive down manufacturing costs, and control traceability. See what vision can do for you www.cognex.com/all

ID Readers

TNO ontwikkelt zeer stabiel meetinstrument voor GAIA satelliet

Picometer metrologie met 20 Gigapixel CCD Een meetnauwkeurigheid van 24 microboogseconde (bij 15 magnitude) is welhaast onvoorstelbaar. Dat is zoiets als de diameter van een haar meten (circa. 0,05 mm) met een optisch meetinstrument dat 1.000 km verderop staat! Toch gaat dat gebeuren, want het ESA ruimtevaartuig GAIA gaat in 2011 de ruimte in om ons melkwegstelsel in kaart te brengen. TNO ontwikkelt voor deze missie de voornamelijk uit siliciumcarbide (SiC) geconstrueerde Basic Angle Monitoring Opto-Mechanical Assembly, kortweg BAM OMA. Wellicht wordt dit wel de meest nauwkeurige ‘sensor’ ooit gebouwd.

Frank Senteur Technisch journalist

De op dit moment in aanbouw zijnde GAIA sa-

om andere sterren dan de zon) zullen worden

start. Toen we de nauwkeurigheidseisen zagen,

telliet is onderdeel van ESA’s zogeheten ‘Cosmic

gedetecteerd door meting van de minuscule

wisten we eigenlijk niet of we dat überhaupt

Vision’ programma en zal eind 2011 gelanceerd

beweging van de ster die wordt veroorzaakt

zouden kunnen realiseren. We wisten dus ook

worden. Astrium in Frankrijk is als ‘hoofdaan-

door de geringe zwaartekrachtwerking van

al onmiddellijk dat zoiets alleen te bereiken

nemer’ verantwoordelijk voor de bouw van

de planeet. Geschat wordt dat GAIA tijdens de

was met een mechanische basisconstructie die

GAIA, waar TNO Science and Industry als ‘sub-

5 jaar durende missie ongeveer 15.000 nieuwe

volledig uit keramisch materiaal vervaardigd

contractor’ aan meewerkt. Het resultaat van de

exoplaneten zal registreren.

zou zijn. Deze constructie maken wij, of beter gezegd, die ontwikkelen, testen en assemble-

ambitieuze GAIA-missie zal een uitzonderlijk gedetailleerde driedimensionale kaart zijn met

Picometer metrologie

ren we. De feitelijke productie van de onder-

daarop meer dan een miljard sterren in onze

Het GAIA-ruimtevaartuig meet de hoeken tus-

delen uit siliciumcarbide gebeurt namelijk bij

Melkweg. Hierbij zal GAIA gebruikmaken van

sen sterren met behulp van twee telescopen

projectpartners in Frankrijk. De BAM OMA die

het concept dat succesvol is gebleken bij de

die zijn ingesteld op een vaste basishoek van

wij maken meet continue de minieme veran-

Hipparcos-missie, waarmee sinds 1989 meer

106,5°. De astrometrische metingen zullen

deringen van de vaste hoek tussen de twee

dan 100.000 sterren in kaart zijn gebracht.

nauwkeurig zijn tot op 24 microboogseconde

telescopen. Gaat daar iets mee mis, dan zul-

Verwacht wordt dat GAIA honderdduizenden

(bij 15 magnitude) en dat vereist een onvoor-

len de meetresultaten uiteindelijk veel minder

nieuwe ruimtelichamen zal ontdekken, zoals

stelbaar hoge stabiliteit van het meetgedeelte.

nauwkeurig zijn. Vandaar dat we ook heel veel

planeten buiten ons zonnestelsel en zogehe-

Hoger althans dan mechanisch realiseerbaar.

testen en heel veel proeven doen met nieuwe

ten bruine dwergen. Dit zijn hemellichamen

De opdracht om een supernauwkeurige en ul-

technieken, teneinde componenten zo stijf,

die lichter zijn dan een ster, maar zwaarder

trastabiele interferometer te construeren zodat

stabiel en vormvast mogelijk te maken. De

dan een planeet! Gemiddeld zal GAIA in ons

de satelliet zijn meetwerk met de gewenste

hoofdspiegels van GAIA worden op een soort

zonnestelsel elke dag ongeveer 100 nieuwe

extreem hoge nauwkeurigheid kan verrichten,

ringvormig keramisch frame gemonteerd die

asteroïden en 10 nieuwe sterren met planeten

kwam in Nederland terecht, bij de business unit

we Torus noemen. De twee spiegeltelescopen

gaan registreren. Daarnaast zal GAIA 50 nieuwe

High Precision Equipment van TNO Science and

vangen de beelden uit de ruimte op en projec-

exploderende sterren in andere melkstelsels

Industry. Projectleider Wim Gielesen van de

teren die elk op één gigantisch groot CCD met

en 300 nieuwe verre quasars in beeld gaan

TNO-vestiging Delft zegt daarover: “November

een resolutie van 20 Gigapixel. Weet je de hoek

brengen. Exoplaneten (planeten die draaien

2006 zijn we met dit ambitieuze project ge-

tussen de spiegels, dan kun je de diepte van

012 Onderzoek

een meting (afstand tot een ster bijvoorbeeld)

trokken is. “Om de nauwkeurige OPD-metingen

4 mm groter óf kleiner zijn! Helaas is SiC na het

uitrekenen. Trillingen en temperatuurvariaties

te kunnen doen wordt de gehele BAM OMA

sinteren bros en erg hard. Verdere bewerking

kunnen de onderlinge hoek doen veranderen

opgebouwd uit hoogstabiel siliciumcarbide. De

van de SiC-componenten kan dus alleen met

en zonder BAM-OMA zou je dan veronderstel-

technologie om siliciumcarbide als constructie-

diamant en zal daarom zoveel mogelijk worden

len dat een ster zich verplaatst heeft, wat niet

materiaal toe te passen bij het bouwen van de

beperkt. Alle GAIA-componenten worden gefa-

waar hoeft te zijn. Het Basic Angle Monitoring

BAM OMA is ontwikkeld in nauwe samenwer-

briceerd van hetzelfde type SiC door Astrium/

systeem stuurt twee paar parallelle laserbun-

king met de TU Eindhoven en met steun van

Boostec bij Toulouse, om op die manier een zo

dels naar de twee telescopen, allemaal uit

het Nederlands Instituut voor Vliegtuigontwik-

homogeen mogelijk instrument te bouwen.”

één laserbron. Hierdoor ontstaan op één klei-

keling en Ruimtevaart (NIVR). Siliciumcarbide

nere detector twee interferentiepatronen. Als

(SiC) heeft een aantal kenmerkende voordelen

Verbindingsproblemen

de basishoek van de telescoopspiegels vari-

en eigenschappen boven alternatieven als staal

“Een ander probleem is om de vele onderdelen

eert, zullen de interferentiepatronen onderling

en aluminium. Dit zijn onder meer de hoge

dusdanig op de keramische basisconstructie te

verlopen. De basishoek wordt op deze manier

soortelijke stijfheid (5x stijver bij hetzelfde

monteren dat ze onder alle omstandigheden

gemeten met een nauwkeurigheid beter dan

gewicht dan Aluminium) en de goede thermi-

goed vast blijven zitten, maar daarentegen

0,5 microboogseconde over een waarnemings-

sche geleidbaarheid, waardoor als gevolg van

geen maat- en vormverstoringen geven door

periode van 5 minuten. Dit komt overeen met

temperatuurveranderingen minder inwendige

bijvoorbeeld verschillen in uitzettingscoëffi-

een optisch padverschil (OPD) van 1,5 pico-

spanningen optreden. Wat dit betreft helpt het

ciënt,” stipt Ellart Meijer de volgende ontwer-

meter effectief. De gemeten verschillen in de

dat SiC ook een lage thermische uitzettingsco-

puitdaging aan. “Op de ‘base plates’ die volle-

onderlinge spiegelhoek worden opgenomen in

ëfficiënt heeft en daarnaast is het materiaal

dig uit monolithisch SiC zijn vervaardigd en 85

de software en verdisconteerd in de werkelijke

ook nog eens behoorlijk isotroop. Dat wil zeg-

cm lang en 26 cm breed zijn, worden een kleine

meetwaarden.”

gen dat de materiaaleigenschappen niet van

twintigtal componenten bevestigd. De geïnte-

de richting afhangen, wat meer constructievrij-

greerde houders op de basisplaat zijn volkomen

Siliciumcarbide

heid geeft. Omdat we bij dit materiaal tijdens

vlak geslepen en dus moeten de grondvlakken

“De BAM OMA bestaat uit twee optische banken

productie rekening moeten houden met 16%

van de componenten die erop geschroefd wor-

(Base Plates), een aantal vlakke spiegels, drie

krimp en een onzekerheid hierop van 0,4%,

den ook volkomen vlak zijn. Dit niet alleen voor

bundelsplitsers, en twee spiegels die de diver-

vereist dit een heel andere ontwerpaanpak in

de exacte positionering, maar ook omdat er bij

gerende lichtbundel uit de glasvezel collimeren

vergelijking tot het werken met conventionele

het aandraaien van de bouten en moeren an-

tot een evenwijzige bundel.” vertelt engineer

materialen zoals aluminium. Een onderdeel van

ders lokaal hoge spanningen op die plekken in

Ellart Meijer die als ontwerper bij dit project be-

ongeveer een meter kan na het sinteren zomaar

het materiaal kunnen ontstaan. Punt is dat de

GAIA zal in een baan rond de zon gaan bewegen. Het feitelijke meetgedeelte ligt dan in de schaduw van de buitenring die aan de zonzijde is voorzien van zonnepanelen die voor de stroomvoorziening zorgen.

Onderzoek 013

temperatuur op de hoogte waarop de GAIA in-

ringen toe, teneinde ervoor te zorgen dat de

vormnauwkeurigheid die we hiermee bereiken

gezet wordt ongeveer 120 K (-153 ºC) is. Reeds

voorspanning van de schroefverbinding tijdens

ligt in de grootte-orde van 6 nanometer op een

aanwezige materiaalspanningen vertalen zich

opwarmen en afkoelen van de constructie zo

diameter van 10 milimeter. In samenwerking

dan extra in geometrische afwijkingen van de

constant mogelijk blijft. Zou je alles ‘koud’ op

met onze collega’s in Eindhoven zijn we ook

supervlakke optische componenten en die wil-

elkaar schroeven, dan heb je een goede kans

aan het onderzoeken of keramiek nauwkeurig

len we juist tot een absoluut minimum beper-

dat de constructie bij 120 K door te hoge trek-

en zo mogelijk sneller bewerkt kan worden

ken; immers, de focuslengte van de telescoop

spanningen gaat scheuren. Dat willen we niet

met ultrasoon frezen. In Eindhoven staat sinds

is 35 meter en daarbij moet het interferentie-

op ons geweten hebben, dus wordt alles met

medio dit jaar een Nanofocus vijfassig bewer-

patroon natuurlijk wèl op de bedoelde CCD van

de eindige elementenmethode wel tien keer

kingscentrum met hydrostatisch gelagerde spil

4 cm terechtkomen! Bij het produceren van de

doorgerekend en daarna uitvoerig getest.”

en daarmee lijkt het mogelijk om keramiek rendabel en nauwkeurig ultrasoon te bewer-

keramische delen hebben we bovendien rekening te houden met de moeilijke bewerkbaar-

Nieuwe polijstmethode

ken. Dat kan op die machine worden getest,

heid van keramiek. Aanlegvlakken naslijpen

“Weer een andere uitdaging betrof de parabo-

maar voor onze onderdelen gebruiken we deze

met diamant lukt aardig, maar desondanks zijn

lische spiegeltjes waarop het laserlicht uit de

methode nog niet.”

maatregelen nodig om de optische componen-

glasfibers valt,” zegt Gielesen over een ander

ten die we op de ‘base plate’ bevestigen exact

deel van het project. “Ook deze spiegels zijn uit

Uitzetting en krimp

uit te lijnen. Aanlegvlak en spiegel moeten in

SiC vervaardigd en hiervoor hebben we proces-

“Thermische uitzetting, maar ook krimp zijn

ieder geval in één lijn liggen zodat thermische

sen ontwikkeld voor het polijsten met een zeer

fenomenen die ons telkens weer parten spe-

effecten geen invloed op de positieveranderin-

kleine oppervlakteafwijking. Dat doen we met

len,” vervolgt Gielesen. “Zo zitten er drie ‘be-

gen hebben. Voor de verbinding van kerami-

een combinatie van plasma jet etsen, gevolgd

amsplitters’ in de satelliet. Dat zijn doorzichtige

sche delen gebruiken we Titanium boutjes, de

door robotpolijsten. Met plasma schieten we

elementen waarvoor we een speciale optische

uitzettingscoëfficiënt hiervan ligt meer in de

als het ware hele kleine deeltjes SiC uit het op-

kwaliteit kwartsglas hebben gebruikt. Dit wordt

buurt van die van SiC dan RVS. Maar er blijven

pervlak. Dat gebeurt uiteraard zeer gecontro-

tot op de 10 nanometer nauwkeurig gepolijst,

verschillen in uitzettingscoëfficiënt, dus pas-

leerd. Daardoor neemt de ruwheid toe, maar

maar dan. Met temperatuurverschillen van zo’n

sen we doordachte combinaties van tussen-

die polijsten we er vervolgens weer uit. De

175 ºC tussen de start hier op aarde en eenmaal

Projectleider Wim Gielesen (rechts) en engineer Ellart Meijer: “Het ‘krimp- en uitzettingspook’ blijft ons parten spelen en daarvoor oplossingen vinden vereist veel rekenwerk en heel veel testen.”

014 Onderzoek

in de ruimte, gebeurt er wel wat met zo’n stuk

een structureel testmodel. Eind december hopen

CAD-plaatje van de Basic Angle Monitoring module (BAM) met

glas. De thermische krimp en uitzetting worden

we één van de twee ‘base-plates’ met daarop

spiegels en beamsplitters, gemonteerd op de keramische GAIA Torus.

in de constructie weggeleid, maar dat is niet

alle componenten klaar te hebben. Volgend jaar

het enige waar je rekening mee moet houden.

volgen de andere componenten, waarna het

Tijdens de lancering staat de satelliet onder in-

uitlijnen van het te lanceren vluchtmodel kan

vloed van krachten in de ordegrootte van 50 g.

beginnen. Dat wordt nanometerwerk, waarvoor

Iets dat 1 kg weegt, weegt dan opeens 50 kg.

we een zeer kostbare referentiespiegel in een

Die belasting moet de constructie dus wel kun-

speciale interferometeropstelling gebruiken. De

nen hebben. Bovendien zal iets dat te veel spe-

kwalificerende test gebeurt in een koude vacu-

ling heeft daardoor een hoge schokbelasting

ümtank. We voeren dan meerdere metingen uit,

kunnen ondervinden en kunnen breken. De

middelen de resultaten, gaan de constructie dan

beamsplitters en de constructie waar deze in

trillen, afkoelen en weer meten om te zien hoe

zitten hebben we dusdanig gedimensioneerd

stabiel één en ander is. Pas als al die tests goed

dat het glas bij de lancering precies vast zit en

zijn, kan de BAM-OMA op het GAIA instrument in

bij 120 K door thermische krimp juist vrij komt

elkaar worden gezet en de lucht in. We zijn uiter-

te liggen. Dat vereiste uiteraard het nodige re-

aard zeer benieuwd, want een satelliet met de

kenwerk, maar ook veel testen, hetgeen we in

meetnauwkeurigheid van GAIA is er nog niet. We-

cryogene ruimten doen. Je kunt en mag immers

tenschappers hebben er dan ook hoge verwach-

niets aan het toeval overlaten. Ook voeren we

tingen van en hopen zelfs dat met de resultaten

schoktests en vibratietests uit en juist daardoor

bepaalde theorieën van Einstein op juistheid kun-

heeft het wel twee jaar geduurd voordat we

nen worden getoetst. Hoe dan ook zal GAIA heel

de juiste constructie hadden gevonden. De bij

veel informatie opleveren over de gedragingen

Astrium/Boostec geproduceerde onderdelen

van ons melkwegstelsel en wellicht zelfs over het

druppelen nu binnen en die worden gelijk ge-

ontstaan van het heelal.” Kijk voor meer info op

test. Vervolgens gaan we ze assembleren tot

www.tno.nl en op www.rssd.esa.int

De zogeheten beamsplitter bevat een glaselement van een speciale kwartssoort. Bij normale ‘aardse temperaturen’ (de temperatuur tijdens de lancering) ligt het glas precies klem in de houder. Eenmaal in de ruimte bij 120 K komt het element juist los te liggen, zodat er geen drukspanningen meer kunnen optreden.

Opengewerkte artist impression van GAIA. Het licht van de sterren en planeten valt via rechthoekige openingen op de

Deze compacte en loepzuivere paraboolspiegels zijn eveneens vervaar-

twee spiegeltelescopen die de beelden ‘projecteren’ op een 20 Gigapixel CCD. En dan te bedenken dat een hele goede

digd uit keramiek. Eerst wordt de basisvorm erin gebracht met plas-

digitale camera niet veel verder komt dan 15 miljoen pixels. De CCD van GAIA heeft dus een meer dan 1.300 keer hogere

ma jet etsen. Daarna volgt het zeer nauwkeurige en hier afgebeelde

resolutie.

robotpolijsten.

Onderzoek 015

3D-kabelrupsen voor robots: een overzicht

Flexibele bescherming biedt uitkomst

Paul Paulus

Technisch journalist

In een installatie met bewegende onderdelen vormen kabels en slangen veelal een probleem: ze los mee laten bewegen komt de bedrijfszekerheid van de installatie niet ten goede. De gedroomde oplossing is de kabelrups waardoor de installatie honderdduizenden motioncycli foutloos meekan. Echter, de traditionele kabelrups opereert in één vlak, waardoor hij voor de meeste meerassige robots niet geschikt is. Geen nood: de fabrikanten hebben ook voor de robot speciale types ontworpen.

Een flink uit de kluiten gewassen kabelrups van het (gesloten) buistype. (Foto Hannover Messe)

Ook deze 2D-kabelrups liegt er niet om. (Foto Hannover Messe)

Bij een robot moet er soms meer door de kabelrups dan alleen maar kabels. (Foto Hannover Messe)

Robots zijn over het algemeen zeer dynami-

heel wat inspanning kost, tenzij men het ook

Bovendien moeten deze speciale kabelrupsen

sche automatiseringstools die heel wat eisen

intern in een soort kabelrups (een geprefabri-

ook verdraaiing (twisting) aankunnen.

van hun kabel- en/of slangpakket. Niet zelden

ceerde buis) verwerkt. Een andere oplossing

moet dit kabel- en slangpakket regelmatig ver-

maakt gebruik van speciale kabelrupsen die

Externe kabelrupssystemen

vangen worden. Eén van de oplossingen is om

extern worden aangebracht. Dit laatste biedt

Traditionele kabelrupsen worden voorname-

dit pakket in de robot te verwerken. Een oplos-

het voordeel dat, indien ze toch nog vervangen

lijk gebruikt om voedingskabels en eventueel

sing die vooral toegepast wordt bij robots voor

moeten worden, dit zeer gemakkelijk en snel

datakabels te geleiden. Uitzonderlijk worden

specifieke toepassingen, zoals voor in clean

kan gebeuren. Speciale kabelrupsen zijn nodig

ook pneumatische en/of hydraulische slangen

rooms, FDA-gecertificeerde robots voor farma-

omdat de bewegingen die robots maken zelden

in deze kabelrupsen gelegd. Bij robotkabel-

cie en voeding en bij robots voor Ex-zones. Eén

in één vlak gebeuren, maar per definitie ruim-

rupssystemen bestaat het pakket uiteraard uit

van de nadelen van het intern verwerken van

telijk zijn. Dus niet alleen vooruit of achteruit,

elektrische voedingskabels, datakabels, maar

het kabel- en slangenpakket is dat de vervan-

links of rechts, naar boven of beneden, maar al

zeer frequent ook pneumatische slangen, zo

ging - kabels en slangen slijten nu eenmaal -

deze bewegingen gezamenlijk en tegelijkertijd.

nu en dan zelfs hydraulische slangen, en di-

016 Kabelrupsen

verse andere aanvoerslangen. Denk maar aan

in één vlak voor de X- en Y-as. Voor de Z-as is

opgebouwd uit ringen die na een tijdje door

de laswereld. Hier worden robots veel toege-

een aparte constructie vereist. De zesassige ro-

slijtage van elkaar loskomen, wat resulteert

past, waardoor het kabel- of slangpakket ook

bot daarentegen is feitelijk de enige robot met

in een breuk van de buis. Ze zijn namelijk niet

slangen voor gasaanvoer tot en met slangen

een volledig 3D-kinematisch bewegingsmodel.

impactbestendig, noch aangepast voor te veel

voor de aanvoer van de lasdraad bevatten.

De vereisten voor portaalrobot en Scara zijn

bewegingen enhoge acceleraties. Daarnaast zit

Dergelijke veeleisende pakketten in de robot

dus minder stringent in vergelijking met een

het kabel/slangpakket in één bundel samen,

verwerken is waarschijnlijk technisch niet eens

zesassige robot, al kan de aanbouw van extra

waardoor er steeds frictie tussen de kabels/

haalbaar, tenzij de robot speciaal voor de toe-

assen (denk bijvoorbeeld aan gewrichten) de

slangen onderling en de wand van de buis op-

passing is ontworpen. Bovendien blijft men ook

beweging uiteraard ook tot zeer complex eisen

treedt. Ook moet het kabel/slangpakket via on-

bij inwendige pakketten met het in een ‘knoop’

leiden. Toch zijn deze niet te vergelijken met

der- of bovenkant worden ingebracht. Dit houdt

raken worstelen, ongeacht hoe goed deze ook

die van een zesassige robot. In deze korte uit-

in dat het niet eenvoudig is om een extra kabel

zijn aangebracht. Wanneer dit dan toch ge-

eenzetting is dan nog geen rekening gehouden

te installeren. Ook wanneer door sleet kabels

beurt, dan moet de robot uit elkaar om het pak-

met parameters zoals dynamiek, of de toepas-

vervangen moeten worden, moet het hele pak-

ket te vervangen waardoor hij voor langere tijd

sing zelf die zeer belastend kan zijn met betrek-

ket eraf en uit de buis worden gehaald, om la-

buiten gebruik is. Vandaar dat extern aange-

king tot kabels en slangen. Zo kunnen portaal-

ter opnieuw door de buis getrokken te worden.

brachte 3D-kabelrupsen een aanvaardbaar al-

robots zeer omvangrijk zijn, waardoor men per

Dergelijke buiskabelrupsen vereisen tenslotte

ternatief vormen. Men kan ze snel vervangen,

as een aparte, weliswaar 2D-kabelrups, gaat

een grondige berekening wat de montagepun-

zeker indien het kabel- en slangpakket vooraf

toepassen.

ten betreft. Om maximaal tot zijn nut te ko-

is samengesteld, waardoor de downtime van

Dergelijke grote robots, soms is er op de Z-as

men, moeten buiskabelrupsen met behulp van

de robot tot een minimum wordt beperkt. Deze

een zesassige robot gemonteerd, zijn voor heel

montage- en hulpstukken gemonteerd worden,

3D-kabelrupssystemen zijn verkrijgbaar in ver-

zware toepassingen die alleen al wat de elek-

waarbij deze op vaste punten gelagerd worden.

schillende types en soorten. Dit is begrijpelijk,

trische voeding betreft kabels met een grote

Het is dus van belang de bewegingskarakteris-

want niet iedere robot stelt dezelfde eisen aan

doorsnede moeten geleiden.

tiek van de robot met betrekking tot zijn taak

Sommige robots hebben behoefte aan krachtige kabelrupsen om de zware voedingskabels veilig te herbergen. (Foto Hannover Messe)

De open versie maakt het mogelijk om kabels met stekkers in de kabelrups te brengen en ten allen tijde te vervangen. (Foto Igus)

Kabelrupsen voor robots moeten niet alleen tegelijkertijd in drie vlakken kunnen bewegen, ze moeten ook verdraaiing aankunnen.

zijn kabel/slangpakket. Alleen al het kinema-

Flexibele kabelbuis voor eenvoud

te kennen, evenals de benodigde lengte van

tisch model van de verschillende soorten ro-

Traditioneel kan men een zestal types 3D-ka-

de slang (kabelrups) tussen de verschillende

bots heeft een impact op welk type 3D-kabel-

belrupsen onderscheiden. Bij drie ervan gaat

draaipunten. Dit alles is nodig om voortijdige

rups in aanmerking komt. Zo is het kinematisch

het om een flexibele kunststof buis of een af-

sleet te vermijden.

model van een portaalrobot totaal verschillend

geleide ervan. De drie andere types zijn opge-

van dat van een Scararobot, laat staan van een

bouwd uit schakels, zoals de traditionele kabel-

Open buistypes

zesassige robot. Bij een portaalrobot zal de 3D-

rupsen. De meest eenvoudige oplossing is om

Op dit gesloten kabelbuistype bestaat er ook

kabelrups feitelijk gebruikt worden om een 2D-

het kabel- en/of slangpakket in een flexibele

een aantal opengewerkte variaties. Het spreekt

beweging op te vangen, aangezien de eerste

kunststof buis onder te brengen. Afhankelijk

voor zich dat het toepassingsgebied van deze

as beweegt over de structuur van de machine

van onder andere het aantal kabels of slangen

opengewerkte kabelbuistypes beperkt is. Een

en hier een traditionele kabelrups de beweging

en hun doorsnede is deze buis in verschillende

hoge dynamiek of een te grote kabelbelasting

van kabels kan opvangen. Het kinematisch mo-

diameters verkrijgbaar. Dit soort 3D-kabelrups

zijn dan uit den boze. Ze worden voornamelijk

del van een Scararobot bestaat uit bewegingen

heeft een aantal belangrijke nadelen. Hij is

gebruikt om lichte kabels als datakabels, soms

Kabelrupsen 017

enkele pneumatische leidingen of sensorvoe-

verlengen, dan moet de stalen kabel verlengd

(anders is het om en om wisselen van buigrich-

dingskabels in één bundel samen te houden. En

worden, wil men hem herstellen (omdat één of

ting niet mogelijk). Dergelijke 3D-kabelrupsen

dan voornamelijk in toepassingen waar snel-

meerdere schakels zijn beschadigd), dan moet

zijn wat stugger dan de ronde uitvoering, maar

heid, acceleratie en dergelijke geen noemens-

de stalen kabel er haast volledig uit (waardoor

daar staat tegenover dat ze omvangrijke pak-

waardige eisen stellen.

ook de gehele 3D-kabelrups uit elkaar valt).

ketten aankunnen. Daarnaast laten ze zich ge-

We onderscheiden twee types: het slingertype

Daarentegen kan het type opgebouwd rond

makkelijk compartimenteren.

en de in de lengte opengewerkte buis. Het slin-

een kogelgewricht, mits het uitoefenen van

gertype is een buis die schuin radiaal is open-

een aanzienlijke kracht, ter hoogte van iedere

Accessoires

sneden, wat toelaat deze kabelrups rond het

willekeurige schakel uit elkaar geklikt worden.

Voor 3D-kabelrupsen zijn heel wat accessoires

kabelpakket te winden. De in de lengte open-

Dit laatste is uiteraard heel wat eenvoudiger

verkrijgbaar. Dat gaat van eindringen om het

gewerkte kabelbuis is een flexibele buis die ge-

voor het vervangen van beschadigde schakels.

schuren op te vangen, tot de diverse ringen die

trapt of getand is opengesneden. Hierdoor kan

De schakels zijn individueel vervangbaar, om-

dienst doen als slijtstuk op plaatsen waar de

men gemakkelijk het kabelpakket in de buis

dat ze zowel in open- als gesloten versie ver-

kabelrups frequent de robot raakt. Ook ringen

brengen. Dit type maakt het mogelijk om extra

krijgbaar zijn. De open versie laat toe kabels

met een mantel om de kabelrups haast volle-

kabels in de kabelbuis in te brengen, of kabels

met stekkers en dergelijke in de kabelrups te

dig af te schermen zijn verkrijgbaar. Een mantel

die aan vervanging toe zijn te verwijderen en

brengen en ten allen tijde te vervangen. Voor

wordt niet geplaatst om sleet door het schuren

nieuwe in te brengen.

de gesloten versie moet de doorvoer via on-

met de robotconstructie tegen te gaan, maar

der- of bovenzijde gebeuren, eventueel per

om de kabelrups werkelijk af te schermen van

Schakelkabelrupsen

schakel. Een belangrijk voordeel van derge-

bijvoorbeeld hitte of inslag van (zeer hete)

Tenslotte zijn er de ‘echte’ 3D kabelrupsen. Echt

lijke schakelkabelrupsen is dat ze voorzien zijn

sintels of zand (zandspuiten). Een regen van

in de zin van ‘opgebouwd uit schakels’, net als

van compartimenten, veelal twee, soms zelfs

hete sintels, waarvan de temperatuur hoger

de traditionele kabelrupsen. Onder deze cate-

drie. Compartimentering moet voorkomen dat

ligt dan vierhonderd graden Celsius, veran-

gorie kan men grosso modo twee types onder-

kabels gaan overspringen (dus onderling hun

dert de kunststof kabelrups namelijk in een

Het buistype 3D-kabelrups bestaat uit een gesloten, flexibele buis. (Foto Akkapp Stemmann)

Compartimentering moet voorkomen dat kabels gaan overspringen, waardoor ze met elkaar gaan wrijven en voortijdig slijten. (Foto Igus)

De ronde 3D-schakelrupsen zijn opgebouwd uit een geheel van schakels met een centraal schakelpunt. (Foto Igus)

scheiden: de ronde kabelrupsen opgebouwd

ideale positie wisselen), waardoor ze tegen el-

mum van tijd in een zeef. Andere accessoires

uit ronde schakels en de vierkante kabelrups

kaar wrijven en voortijdig slijten. Dit vermogen

zijn bijvoorbeeld de ‘vislijn’. Dit is een lijn die

opgebouwd uit blokschakels, net als de traditi-

tot overspringen is afhankelijk van de dikte van

er voor moet zorgen dat de kabelrups gestrekt

onele kabelrups. De ronde 3D-kabelrupsen zijn

de kabels, het aantal en de vrije ruimte. Ten

blijft. Bij bepaalde bewegingen van de robot

opgebouwd uit één geheel van schakels met

slotte is er nog de vierkantvormige 3D-scha-

loopt een kabelrups het risico door te buigen,

één centraal schakelpunt dat ofwel bestaat

kelkabelrups. Deze is, net zoals de traditionele

waardoor deze de robot kan raken. Met behulp

uit een kogelgewricht, ofwel in het centrum

kabelrups, opgebouwd uit schakels die in één

van de ‘vislijn’ blijft de kabelrups strak en raakt

een stalen kabel bevat dat de verschillende

vlak ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.

het de robot niet. Daarnaast zijn er ook nog de

schakels aan elkaar houdt. De uitvoering met

Om een 3D-beweging mogelijk te maken, wis-

verschillende houders, scharnieren, lagers en

een stalen kabel om de schakels bij elkaar te

selt men om en om het vlak waarin de schakels

klemmen. Te veel om op te noemen.

houden heeft als nadeel dat de lengte bepaald

kunnen bewegen. Vandaar ook het feit dat deze

wordt door deze stalen kabel: wil men hem

schakels niet rechthoekig, maar vierkantig zijn

018 Kabelrupsen

Sneller fouten ontdekken Sneller slagen

Test uw Ideeën Sneller met NI Graphical System Design Thomas Edison produceerde een groot aantal prototypen om uiteindelijk

PRODUCT PLATFORM

de eerste gloeilamp werkende te krijgen. Hiermee leerde hij engineers

NI LabVIEW

en wetenschappers, dat het bouwen van een functioneel prototype fundamenteel is voor het tot leven brengen van ideeën. Met de grafische

NI CompactRIO

programmeeromgeving NI LabVIEW en standaard, maar op maat te

NI Single-Board RIO

maken hardware, verandert een idee in een functioneel prototype,

NI C Series I/O Modules

binnen enkele weken, in plaats van maanden.

>>

Breng uw ideeën sneller op de markt met het juiste gereedschap voor prototyping. Ga naar ni.com/succeed

National Instruments Netherlands BV ■ Pompmolenlaan 10 ■ Postbus 124 ■ 3440 AC Woerden ■ Tel +31 348 433 466 ■ Fax +31 348 430 673 Chamber of Commerce ■ # 301 168 13 ■ Utrecht ©2011 National Instruments. Alle rechten voorbehouden. CompactRIO, LabVIEW, National Instruments, NI, en ni.com zijn handelsmerken van National Instruments. Andere vermelde producten en firmanamen zijn handelsmerken of handelsnamen van hun respectievelijke bedrijven. 3253

0348 433 466

Wila automatiseert gereedschapproductie met 3D-vision

Binpicking in optima forma Het blijft toch een beetje de heilige graal van automatiseren met vision: het foutloos binpicken van telkens anders reflecterende producten met een grote vormvariatie. Toch lukte het Beltech uit Eindhoven om een dergelijk ingewikkelde applicatie voor gereedschapbouwer Wila te ontwikkelen. Aan de basis stond 3D-vision op basis van lasertriangulatie. Niet alleen draait Wila door het automatiseren van de kleine series nu meer productie met hetzelfde aantal mensen, ook hoeft er aanzienlijk minder getild te worden. Bram Janssen Technisch Journalist

Productieprocessen vereisen aanvoer van componenten of onderdelen.

van Wila, legt uit: “In onze FMS met vijf bewerkingscentra bewerken wij

Traditioneel wordt daarbij succesvol gebruik gemaakt van aanvoerband-

volautomatisch gereedschappen voor kantbanken, direct uit ruw materi-

jes, trilvullers en overzetters. Voor grote series van dezelfde producten

aal naar halffabrikaat. De gewichten van deze producten kunnen variëren

een goede oplossing maar als productvariatie toeneemt en de seriegroot-

van tien tot honderdveertig kilogram. De productafmetingen zijn gemid-

te afneemt, gaan deze oplossingen gepaard met lange omsteltijden en in-

deld 200 x 50 x 515 millimeter. Het opspannen op de bewerkingszuilen

flexibiliteit. Hiermee neemt de total cost of ownership toe. Het zijn echter

en terugleggen van dergelijke zware werkstukken in de europallet ge-

juist de wat kleinere series die aantrekkelijk zijn om hier te blijven produ-

beurde tot voor kort manueel met hefhulpmiddelen. Om dit te kunnen

ceren met een manarm productieapparaat. Daarnaast hebben conventio-

automatiseren is vision noodzakelijk, omdat de uitgangsmaterialen in de

nele oplossingen nog als nadeel dat zij veel vloeroppervlak innemen en

europallet vaak scheef en niet altijd exact op dezelfde plek liggen. Ook de

nogal wat geluid produceren, denk aan kiepinstallaties en trilvullers voor

open plekken in de pallet, waar de bewerkte producten weer teruggelegd

metaaldelen. Soms wordt het ordenen van de producten verlegd naar de

moeten worden, zijn nooit precies bekend, zodat deze handeling tot nu

leverancier die de producten dan in trays, carriers of andere maatwerk-

toe mensenwerk was.”

houders aanlevert, hetgeen gepaard gaat met kostenverhogende emballagestromen of wegwerpcarriers. Zware producten tenslotte stellen op hun

Wila wilde naar zo’n zevenduizend productie-uren per jaar per bewer-

beurt nog apartere eisen aan automatische toevoersystemen. Binpicking

kingscentrum met hetzelfde aantal medewerkers. Robotiseren lag dus

kan voor dit soort toepassingen een goede oplossing bieden: het direct

voor de hand. Hiervoor kwam het Lochemse bedrijf in contact met Bel-

uit doos, krat of gitterbox oppakken van delen en in de lijn invoeren. Het

tech-directeur Léon Bemelmans. Beltech heeft op basis van door haar zelf

beoogde uit een kist oppakken van delen ligt dicht bij de manier waarop

ontwikkelde 3D-visiontechnologie een systeem gebouwd dat met behulp

een mens dat doet: kijken, patronen herkennen, een voorwerp selecteren

van de STL-files uit het Wila CAD-systeem bepaalt waar de onderdelen in

dat opgepakt kan worden en tenslotte het deel pakken.

de pallet liggen. Zo kunnen ze worden opgepakt en na bewerking worden teruggeplaatst waar nog passende lege plekken zijn. Daarbij moest reke-

Meer productie-uren

ning worden gehouden met de grote variatie aan vormen en oppervlakte-

Wila in Lochem is toonaangevend producent van gereedschappen, klem-

gesteldheden, zoals onbewerkte vlakken, walshuid, roest en olie.

en crowningsystemen voor kantbanken. Frank Rouweler, R&D-manager

020 Handling

WIla pro gereedschap

Handling 021

Een overzicht van de installatie.

De robot waarbij de scankop is weggelegd en is vervangen door een magneetgrijper om het product op te pakken.

kleinere series van verschillende producten te kunnen hanteren is een concept ontwikkeld om op basis van CAD data de producten te herkennen. Dat is gerealiseerd door per order (of per handeling) een op de CAD data gebaseerde STL-file naar het visionsysteem te sturen. Deze STL-file wordt omgezet in een template op basis waarvan de producten worden herkend, een proces dat zich afspeelt binnen enkele seconden. Van herkende producten worden positie en oriëntatie bepaald. Dit is echter slechts de helft van de benodigde informatie: producten kunnen weliswaar zijn herkend, maar dat wil nog niet zeggen dat de robot ze ook kan pakken. De afmetingen van de grijper, de rand van de krat of een singuliere stand van de robotgewrichten kan maken dat een weliswaar herkend product niet Een robot met scanner en materiaalpallet.

kan worden opgepakt. Het systeem combineert dus de informatie over de grijperafmetingen en kratrand en komt tot een selectie van producten die in aanmerking komen om opgepakt te worden. De zo resulterende

3D-vision: technieken voor beeldvorming

gegevens leiden tenslotte tot een pakpunt, grijperstand en aanvliegroute,

De eerste stap is het vormen van een beeld. Hoewel in een aantal geval-

de robot kan aan het werk.

len 2D beelden daarvoor volstaan, is het vaak toch wenselijk 3D informatie te verkrijgen. Daarvoor komt een aantal technieken in aanmerking

Naast binpicking ook binplacing

zoals stereovision, lasertriangulatie en andere structured light methoden.

Geen woordspeling, maar extra functionaliteit. Nadat de producten in het

Van recentere datum zijn Time-Of-Flight methoden. Hoewel principieel

FMS zijn bewerkt tot halffabricaat moeten zij worden teruggeplaatst in een

werkend komen niet alle methoden even goed in aanmerking voor prak-

mogelijk al deels gevulde pallet. Hoewel geautomatiseerd kan het door

tijktoepassingen: bewerkte metaaloppervlakken en glimmende olie op

transportbewegingen voorkomen dat producten binnen de pallet van hun

delen enerzijds en omgevingsverlichting anderzijds staan betrouwbaar

plaats raken. Om toch betrouwbaar delen terug te leggen wordt een pal-

functioneren nogal eens in de weg.

let weer gescand en worden de mogelijk aflegposities bepaald. Ook hier

Behalve het implementeren van een meetprincipe maakt dus ook het uit

wordt getoetst tegen kratrand en grijperafmetingen en worden de de-

de weg ruimen van deze praktijkproblemen deel uit van de oplossing.

len teruggelegd. Daarmee is een proces gerealiseerd waarmee de Wila’s

Beltech houdt de beschikbare technologie continu in het oog maar heeft

doelstellingen voor 2011 zonder problemen kunnen worden bereikt: met

langdurige en succesvolle praktijkervaring met lasertriangulatie.

hetzelfde aantal medewerkers naar zevenduizend productie-uren per jaar.

Voor het op deze manier scannen bestaan verschillende architecturen. Zo

Het systeem draait namelijk al enkele maanden storingsvrij, en kan daar-

kunnen camera en laser op een bewegende unit bevestigd zijn, kan voor

mee zondermeer als betrouwbaar worden bestempeld. Missie geslaagd.

een vaste camera en een scannende laser gekozen worden of kunnen zowel camera als laser vast opgesteld worden, waarbij de bak met produc-

Een 3D-scan met weglegcoördinaten.

ten beweegt. De keuze voor de ene of andere benadering wordt onder andere bepaald door kalibratie-overwegingen, inbouwruimte, werkbereik, of de verdeling van beschikbare cyclustijd. In het geval van Wila is ervoor gekozen om de scanner, bestaande uit camera met laser, als tool uit te

Een 3D-scan met daarin de oppakpunten voor

voeren. De robot pikt de tool op, maakt een scan en legt hem weer terug.

de robot.

Op die manier is een groot werkgebied gerealiseerd en vervult de robot zowel een rol bij het scannen als bij het hanteren van de producten.

Productherkenning en robotsturing

Een 3D-scan van een pallet met daarin de producten. In de 3D-scan zijn de vormen van de producten goed te herkennen. De glanzende oppervlakken op de gescande onderdelen

In de op deze manier verkregen scan moet nu de positie en oriëntatie

leiden tot fantoomreflecties die ook duidelijk

van een product worden bepaald. Om invulling te geven aan de eis om

zichtbaar zijn.

022 022 Handling

VISION & ROBOTICS

Dossier Servicerobots

®

C4 camera series

High Speed 3D Measurement

At your service Hoewel op definitiegebied nog niet geheel uitgekristalliseerd, is de opkomst van servicerobots onmiskenbaar. Beetje bij beetje komen ze uit het onderzoeks- en pro-

1280 x 1024 or 2352 x 1728 Pixels, Up to 64 Mill. 3D pix./s

Worldwide Fastest High Resolution Profile Algorithm

totypedomein, en worden de eerste zeer uiteenlopende systemen succesvol inge-

GigE Vision Interface, GenICam Compliant

Multiple Feature Data Output

wel een voorlopige definitie in het leven geroepen. Volgens hen is een servicerobot

zet voor tal van taken. Sterker nog, volgens de International Federation of Robotics was de markt voor professionele servicerobots eind 2009 zo’n 13,2 miljard dollar groot. Om een dergelijke uitspraak te kunnen doen, heeft de branchevereniging “een robot die semi- of volledig autonoom opereert om taken uit te voeren die nuttig zijn voor het welzijn van mens en apparatuur, met uitzondering van produ-

Flexible Trigger Interface

Integrated Laser Control

cerende robots.” Hoewel de laatste toevoeging ook zou kunnen worden opgevat als een oproep servicerobots vooral niet nuttig te maken voor producerende robots, wordt waarschijnlijk bedoeld dat productierobots buiten de boot vallen. Dit wordt

1 GB Image Memory

onderstreept door het feit dat het IFR logistieke robots wel degelijk als servicerobots aanmerkt. Ook kan volgens deze definitie de manipulerende industriële robot als servicerobot worden aangemerkt, mits hij niet in de fabriek aan het werk is. Servicerobots kunnen, maar hoeven niet uitgerust te zijn met een arm, zoals bij de industriële robot. Vaak zijn ze mobiel, maar niet altijd. In sommige gevallen bestaan servicerobots uit een mobiel platform waarop één of meerdere armen zijn geplaatst, die op dezelfde manier worden aangestuurd als een industriële robot. In dit dossier over servicerobots zal er, naast een stukje marktinformatie volgens de laatste cijfers van de International Federation of Robotics, extra aandacht zijn voor de SWOT-analyses die RoboNED door haar diverse divisies liet uitvoeren. De resultaten hiervan werden in januari in Utrecht gepresenteerd tijdens een seminar. In deze uitgave zullen met name de huishoudrobots nader besproken worden. In latere uitgaven van Vision & Robotics zullen ook agrarische systemen, medische systemen (‘care & cure’) en militaire systemen aan bod komen.

Automation Technology Vision Systems for Automation

024

Tel.: + 31 (0)575 - 495 159 Fax.: + 31 (0)575 - 493 008 Web: www.irisvision.eu

Liam van Koert Hoofdredacteur Vision & Robotics

Huishoudrobots zijn ambassadeur voor acceptatie IFR-rapport

Persoonlijk gebruik

Door de grote variatie in zowel vorm als toepassing zijn servicerobots

De IFR heeft de servicerobots voor persoonlijk en huishoudelijk gebruik

lastig te definiëren. In haar rapport ‘World Robotics 2010 Service Robots’

apart gedocumenteerd. Per systeem is de waarde over het algemeen na-

heeft de IFR daarom gekozen voor een brede definitie. Het rapport bevat

melijk maar een fractie van het geldbedrag dat er in een professionele

wereldwijde statistieken, marktanalyses, praktijkstudies en onderzoeks-

setting voor wordt neergeteld. Daarnaast gaat het vaak om grotere aan-

strategieën voor servicerobots. De studie is geëvalueerd in samenwerking

tallen met volledig andere verkoop- en marketingkanalen. Tot dusverre

met partner Fraunhofer IPA te Stuttgart.

bestaan de servicerobots voor persoonlijk gebruik uit huishoudsystemen

Voor professioneel gebruik zijn er aan het einde van 2009 zo’n 76.600

voor taken zoals stofzuigen, dweilen, grasmaaien en het schoonmaken

servicerobots verkocht. Kampioen hierbij zijn de militaire robots, die goed

van het zwembad. Ook op het gebied van entertainment is het nodige

waren voor dertig procent van de totale verkopen. De agrarische robots

verkrijgbaar. Dit zijn veelal speelgoed- en hobbyrobots, maar ook robots

zijn een goede tweede. Zij namen vijfentwintig procent voor hun reke-

voor educatie en training. Een speciale groep vormen de robots voor het

ning. Hoewel er hard aan diverse landbouwsystemen gewerkt wordt, is

assisteren van gehandicapten. De markt voor deze systemen (zij kunnen

het overgrote deel uit deze groep een melkrobot. Na deze twee toepas-

ook als cure robots onder de medische toepassingen worden geschaard),

singsgebieden worden de aantallen snel kleiner. De IFR gooit de schoon-

is nog klein, maar de IFR verwacht een substantiële groei in de komende

maakrobots en medische robots voor het gemak op één hoop en komt

tien jaar. En ook robots voor persoonlijk transport en entertainment en

voor deze groep op een totaal van acht procent. De onderwatersystemen

vrijetijdsbesteding zullen in de toekomst belangrijker worden.

namen zeven procent voor hun rekening, de constructie- en slooprobots

Het aantal verkochte servicerobots voor persoonlijk gebruik bedroeg eind

en algemene mobiele platformen elk zes procent en de logistieke syste-

2009 zo’n 5,6 miljoen voor huishoudelijk gebruik en zo’n 3,1 miljoen voor

men vijf procent. De reddings- en beveiligingsrobots tot slot zijn goed voor

entertainment. In 2009 werden ongeveer één miljoen stofzuigers ver-

vier procent van het totale aantal verkochte robots. De totale waarde die

kocht, wat zeven procent minder is dan in 2008. Er werden in 2009 onge-

de verkochte robots vertegenwoordigen bedraagt eind 2009 toch een sub-

veer 26.000 grasmaaierrobots verkocht.

stantiële 13,2 miljard euro.

Verwachtingen Voor de periode 2010-2013 verwacht de IFR dat er tachtigduizend nieuwe servicerobots voor professioneel gebruik aan het werk zullen worden gezet. De toepassingen die een sterke groei zullen laten zien zijn defensie, redding en beveiliging, agrarische robots, logistieke systemen, medische robots en mobiele platformen voor meervoudig gebruik. Voor wat betreft de verwachting voor servicerobots voor persoonlijk gebruik in dezelfde periode verwacht de IFR een verkoop van 11,4 miljoen units. Hiervan zullen er naar verwachting 6,7 miljoen voor huishoudelijk gebruik zijn, terwijl de veel minder kostende entertainmentrobots met 4,6 miljoen units zullen toenemen.

Dossier 025

Dweilrobot De Scooba 385 kan met één opgeladen batterij tot tachtig vierkante meter (drie of vier middelgrote kamers) schoonmaken. De robot beweegt door de kamer op basis van een vierstaps-schoonmaaksysteem om vloeren van gelakt hardhout, tegels en linoleum voor te bereiden, te dweilen, te schrobben en weer droog te maken. Scooba maakt gebruik van leidingwater en azijn om vloeren te dweilen. De robot komt zelfs onder kasten, tafels, stoelen en op andere moeilijk bereikbare plaatsen. Met een virtuele muur kunnen bepaalde plaatsen worden afgeschermd. De Scooba 385 bevat één virtuele muur.

Zwembaden De Weda B600 is de kampioen onder de pool cleaners. Niet voor niets is hij meer dan eens geselecteerd om de zwembaden van de Olym­ pische spelen schoon te maken. De B600 wordt geleverd met een trolley met een ingebouwde veiligheidstrafo, die veilig 42 volt voor de cleaner verzorgd. De B600 blijft daarnaast één van de grootste en meest efficiënte zwembadreinigers die er op de markt verkrijgbaar zijn. Een sterke zuigkracht stelt hem ook in staat om wanden schoon te maken. Met een gewicht van slechts zeven kilogram onder water kan de B600 in de meeste zwembaden uit het zwembad en op de trolley gereden worden. Hij kan worden ingezet in de volledig automatische mode of, indien nodig, door een afstandbediening worden bediend. De basis van de machine wordt gevormd door een zeer krachtige pomp, die gecombineerd is met roterende borstels voor een zo schoon mogelijk resultaat.

Grasmaaien Model RL1000 Robomow RL1000 is een automatische grasmaaier die het gras volledig zelf maait. Het enige dat men hoeft te doen, is het instellen van een weekprogramma. Hij zal van het laadstation vertrekken op de ingestelde dagen en tijden. Aan het eind van elke maaibeurt zal de Robomow terugkeren naar het laadstation om op te laden voor de volgende ingestelde maaibeurt. De RL1000 is ontworpen om grote particuliere gazons te maaien. Hij wordt aanbevolen voor gazons tot 1.600 vierkante meter, afhankelijk van de grassoort en conditie van gazon. Hij beschikt over een driemaaimessen mulch-systeem, een uitneembaar 24-volt accupack, persoonlijk instelbare antidiefstalcode, inclusief blokkeersysteem, en een handbediening voor erg smalle doorgangen. De RL1000 weegt 35 kilogram (inclusief accu), is 89 x 66,5 x 31,5 centimeter groot, heeft een maaihoogte instellingen van 26 tot 63 millimeter en beschikt over een regensensor die maaien bij regen voorkomt. Tot slot kan hij worden uitgerust met profielbanden voor gazonnen met hoog gras, hellingen of hobbelige grond.

026 Dossier

RoboNED

de acceptatie van robots hebben, en dat er met ‘standaard’ technologie

RoboNED heeft zich met zijn clusterindeling, waarin een vijftal vertica-

gewerkt kan worden. Als bedreigingen ziet hij het gat tussen academici

len zijn gedefinieerd, minder met de definities beziggehouden. Er is meer

en ontwikkelaars, alsmede het achterlopen op andere landen als Amerika,

gekeken naar waar we in Nederland goed in zijn en waar dus de kansen,

Korea en China.

maar ook de bedreigingen liggen. De clusters Agro Food, Cure, Care, Manufacturing en Domestic Service hebben deze in kaart gebracht, wat uiteindelijk moet leiden tot een roadmap waarbij ook over de schutting van de verschillende disciplines wordt heengekeken. Voor het cluster Domestic Service was Gijs Janssen van Philips de aangewezen persoon om tijdens een seminar in Utrecht een SWOT-analyse voor het voetlicht te brengen. “In Nederland hebben we gelukkig tenminste één groot bedrijf dat producten op de markt kan brengen, zonder afhankelijk te zijn van academisch onderzoek”, begint hij. Uiteraard doelt hij op zijn eigen werkgever, die diverse roboticaprojecten heeft lopen. “Het is een zeer snel groeiende markt, maar met een hoog risico. Daarnaast is het moeilijk om het gat tussen onderzoek en verkoopbaar product te dichten voor wat betreft tijd en geld. De hoge technische risico’s en marktrisico’s en de complexiteit van de producten maakt het moeilijk om solide investeringen te doen. Deel van de oplossing is om als diverse clusters samen te werken, maar nog belangrijker is het dichten van het gat.” Als kansen geeft Janssen aan dat huishoudelijke robots een ambassadeursfunctie met betrekking tot

Inspecteur Om dingen goed te kunnen „zien“ moet je er gevoel voor hebben, net als onze mensen in ons team voor industriële beeldverwerking. Alleen dan kunnen we oplossingen aanbieden conform uw wensen voor een betrouwbaar en efficient systeem. Welkom bij de specialisten voor industriële beeldverwerking – Welkom bij de sensor people Naast de High-end systemen zoals Vision POWERBOX nu ook LSIS. Met gebruiksvriendelijke interface en zeer compact. Dus voor al uw Visiontoepassingen kunt u bij ons terecht en gaan we de uitdaging aan. Maak gebruik van onze applicatie-Know-How en schakel ons in..... Meer informatie en produktdetails onder www.the-sensor-people.com Leuze electronic BV – Ringweistraat 6 – Waardenburg Telefoon 0418 - 65 35 44 – www.leuze.nl

Dossier 027

Opleiding industriële robotica in de maak Tijdens een bijzondere bijeenkomst in Helmond wordt duidelijk dat het de regio menens is. De instroom richting de automotive- en mechatronica-opleidingen moeten in 2012 met dertig procent gestegen zijn. Grootste troef is het realiseren van een doorlopende leerlijn die de drempels voor studenten van het VMBO tot en met de universitaire opleidingen wegneemt. Ook voor robotica is er een belangrijke rol weggelegd.

Liam van Koert Hoofdredacteur Visin & Robotics

Het was volle bak op de High-Tech Automotive Campus in Helmond. Naast

als vijfassig simultaan, of het onder een plasmalaser doorbewegen van

publiekstrekker Hans van Breukelen, die zeer verdienstelijk als gastheer

een werkstuk, waarbij je natuurlijk ook alle procesparameters aan bod

optrad, waren er diverse gerenommeerde sprekers die het belang van

laat komen.” Wanneer de opleidingen van start gaan? “Je weet dat ik van

goed technisch onderwijs in de regio Helmond onderstrepen. Onder hen

het type ‘niet praten, maar poetsen’ ben. Maar een kleine twee jaar moet

waren er wijze woorden van Wim van der Leegte, directeur van VDL, die

je nog wel geduld hebben.”

de bezoeker een simpel rekensommetje voorlegt. “We hebben in Nederland 1,1 miljoen banen in de industrie. Tel er ook de bouwmaatschappijen en de sectoren service en transport bij op, en je zit aan de twee miljoen. Aangezien dit 25 procent van het totaal is, heb je om de industrie op peil te houden ook 25 procent instroom nodig. Die is er dus niet. Tel hier de vergrijzing bij op, en u zult begrijpen dat we over een jaar of tien een probleem hebben. Helemaal in de regio Brabant, waar zeventig procent van de Nederlandse maakindustrie gevestigd is.” De bundeling van krachten tussen onderwijs- en onderzoeksinstellingen, bedrijven en de overheid in een nieuw centrum in de vroegere Volvo-hallen te Helmond moet het tij keren, met automotive als kartrekker. Niet dat er nog zoveel auto’s in Nederland gemaakt worden, maar de toelevering vanuit de regio aan deze sector is enorm. Daarnaast zijn er vele interessante spin-offs die kansen bieden. Eén van de aanstichters van het ontwikkelen van een doorlopende leerlijn is Jack van den Broek. Als gepassioneerd docent van het Vakcollege Helmond heeft hij jarenlange ervaring in de machinebouw en robotica, en werkt hij momenteel aan een opleiding flexibele productieautomatisering. En Jack zou Jack niet zijn als hij ook hier een brede steun bij alle stakeholders voor weet te vinden, en ook hier de hele keten van VMBO tot en met universitair niveau drempelloos wil bedienen. “VDL heeft inmiddels een toezegging gedaan om op het terrein een hal met industriële robots te vullen. Hier kunnen de studenten van verschillend pluimage mee aan de slag. Ook zal er natuurlijk het nodige digitale lesmateriaal ontwikkeld worden.” Gevraagd hoe hij de opleiding voor zich ziet, benadrukt hij dat je met robotica niet vroeg genoeg kan beginnen. “Ik heb nog geen concrete werkopdrachten klaar, maar de VMBO-leerlingen – je hebt het dan over leerlingen van veertien jaar – zou je al een cel kunnen laten ontwerpen en tekenen en een robot via simulatiesoftware enkele bewegingen laten uitvoeren. Voor het MBO leg je de lat iets hoger, en neem je ook belading en gereedschapswissels mee. Voor het HBO tot slot komen de leuke dingen

028 Branche Bulletin

Branche Bulletin

Vimag orderstatistiek 2010: herstel zet door

Aankomende RoboNed-conferentie

De sectie VIMAG van de Federatie Productie Technologie, waarin fabri-

Op 27 april organiseert RoboNed haar eerste conferentie. Deze bijeen-

kanten en leveranciers van machines, (hardmetalen) gereedschappen

komst zal zich richten op de aspecten die het mogelijk maken dat robots

en apparatuur voor meet- en besturingstechniek zijn vertegenwoordigd,

daadwerkelijk ingezet kunnen worden waar dat nodig is. En dan wel op

heeft de orderintake en omzetstatistieken over 2010 gepresenteerd. Ten

een dusdanige manier dat de Nederlandse economie en de burger daar

opzichte van het jaar daarvoor daalden de gereedschapsverkopen licht

profijt van heeft. Een belangrijk aspect is technologie, maar zeker net

(met min drie procent). De daling wordt met name veroorzaakt door een

zo belangrijk is onderwijs en maatschappelijke acceptatie. RoboNed is

daling in de eerste zes maanden van 2010; de laatste twee kwartalen

een platform voor bedrijven, kennisinstellingen en maatschappelijke

vertonen opeenvolgende groei ten opzichte van het jaar daarvoor. De ma-

instellingen die zich bezighouden met robotica in Nederland. Het doel

chineverkopen stegen in dat jaar 2010 met veertig procent; een stijging

van RoboNed is het ontwikkelen van visie op de gewenste Nederlandse

die aan het begin van het jaar werd ingezet en sindsdien wordt vastge-

roboticasituatie over een x-aantal jaren. Het uiteindelijke streven is het

houden. De omzet voor gereedschappen bedroeg over 2010 111,6 mil-

genereren van een sterke Nederlandse roboticamarkt. Met deze con-

joen euro (in 2009 was dit bedrag 114,7 miljoen euro). De omzetdaling

ferentie willen we een overzicht geven van de stand van zaken van de

werd veroorzaakt door de afnemende omzetten in meetgereedschappen

technologie. Gerenommeerde wetenschappers zullen uitleggen wat er

en -machines (min 31,9 procent). Daarentegen stegen de omzetten van

allemaal mogelijk is, en bedrijven laten zien wat zij kunnen toepassen.

verspanende verbruiksgoederen (plus 4,9 procent naar 64,1 miljoen euro),

Laat u inspireren en sla zelf de brug tussen technologische ontwikkelin-

niet-verspanende verbruiksgoederen (plus 17,5 procent naar 16,1 miljoen

gen en toepassingen. Registratie is mogelijk tot en met 10 april 2011.

euro), investeringsgoederen (plus 17,4 procent naar 9,6 miljoen euro) en

U kunt zich registreren via het aanmeldingsformulier, ga hiervoor naar

overige gereedschappen (plus 11,9 procent naar 3,5 miljoen euro). De

www.roboned.nl.

machineomzetten stegen over 2010 met 40,2 procent tot 100,7 miljoen euro (dit bedrag was 71,8 miljoen euro in 2009). De stijging doet zich over de volle breedte van het leveringsprogramma voor, waarbij de sterke

(Voorlopig) Programma

stijging in de categorie overige machines (plus 170,2 procent naar 6 mil-

9:30 Ontvangst in vergadercentrum van de Jaarbeurs

joen euro) het meest opvallend is. De omzetten in verspanende machines



en niet-verspanende machines stegen met 31,1 procent naar 62 miljoen

10:00 Opening en keynote spreker

euro respectievelijk met 46,4 procent naar 32,7 miljoen euro. Na twee

11:00 Minisymposium

opeenvolgende kwartalen met stijgende omzetten lijkt het herstel in de

Sessie 1: Vision & Sensors, Education in Robotics,

branche definitief te zijn ingezet. Desalniettemin liggen de omzetcijfers



nog onder de niveaus van 2005. Dat betekent dat er nog een weg te gaan

Sessie 2: Navigation & Movement, HMI & Safety,

is voordat de branche weer volledig is hersteld. De sectie Vimag van de



Federatie Productie Technologie telt ruim vijftig leden die machines voor

13:00 Lunch en Beurs (productdemonstraties,

verspanende en niet-verspanende bewerkingen, (hardmetalen) gereed-



schappen, software en apparatuur voor meet- en besturingstechniek, fa-

15:00 Plenaire presentatie

briceren, importeren en leveren aan de metaalverwerkende industrie in



Nederland. De Vimag-leden vertegenwoordigen gezamenlijk ruim 1500

16:00 Borrel

(Beatrix gebouw) te Utrecht.

Mechanisms & Control Society and Robots posterpresentaties, prototypedemonstraties) Strategische Agenda Robotica Nederland

fabrikanten.

Machines kunnen nog veiliger Met NEN-EN-ISO 12100 kunnen al in de ont-

wereldwijd overeengekomen. De norm spe-

vooral ook op praktijkervaring bij het gebruik

werpfase van machines en industriële instal-

cificeert terminologie, principes en methoden

van machines en ongevallen, incidenten en on-

laties risico’s worden voorkomen. En dat is

waarmee engineers risico’s in processen beter

voorziene risico’s daarbij. Recente studies heb-

wat de Europese Machinerichtlijn wil: op de

kunnen beoordelen en vooral reduceren. Ook

ben volgens het wereldwijde ISO aangetoond

eerste plaats risico’s voorkomen. Maar natuur-

strekt hij zich uit over de documentatie en ve-

dat de totale kosten voor individu en samen-

lijk zullen er ook altijd gevaren blijven. Is dat

rificatie van de inventarisatie, en reductie van

leving van één enkel ongeval kunnen oplopen

het geval, dan kunnen eveneens op basis van

gevaren bij machines en industriële installaties.

tot één miljoen Amerikaanse dollars. Met NEN-

NEN-EN-ISO 12100 al in de ontwerpfase betere

De betreffende technische werkgroep van ISO

EN-ISO 12100 van 2010 kan de kans op toekom-

beveiligingsmaatregelen

worden

heeft zich bij de vernieuwing van de norm niet

stige ongevallen reeds in de ontwerpfase beter

ingebouwd. Deze norm werd eind vorig jaar

alleen gebaseerd op nieuwe technologie, maar

in kaart worden gebracht.

hiertegen

Branche Bulletin 029

Aviko automatiseert tarreercentrum met robots en RFID

Vierentwintiguursproductie dankzij slimme buffering Sinds januari 2010 werkt Aviko in Steenderen met een nieuwe tarreerlijn. Naast robotica voor de handling van de vele tonnen aardappels die het centrum dagelijks passeren, speelt vooral RFID er een belangrijke rol. Bijzonder hierbij is de scheiding tussen het bepalen van de kenmerken van een partij en de uiteindelijke verwerking, waardoor er elke acht minuten een vrachtwagen kan worden gelost of doorgestuurd. Kwaliteitsmedewerker Gerrit Swep van het tarreercentrum van Aviko vertelt.

Huib Schollaardt Technisch journalist

“Aviko verwerkt de aardappels die telers aan-

den hier vierentwinig uur per dag trucks binnen

Snelle monsterafname

leveren, tot allerlei aardappelproducten”, steekt

met ladingen waarvan monsters moeten wor-

Het keurlokaal en het tarreerlokaal hebben elk

Gerrit Swep van wal. “De ene aardappel is de

den genomen voor kwaliteitsbeoordeling en

een monster van circa vijfendertig kilogram

andere niet. Sommige zijn beter voor frites,

prijsbepaling. Het kan gebeuren dat de eerste

nodig. In het keurlokaal wordt onder meer be-

andere beter om te koken enzovoort. Hoe ho-

monstertest al duidelijk maakt dat we de lading

keken hoe geschikt het geleverde product voor

ger de geleverde kwaliteit, hoe beter de prijs

beter kunnen doorsturen naar een andere lo-

frituren is. In het tarreerlokaal worden de aard-

die de teler ervoor krijgt. De kwaliteit wordt

catie, omdat de beoogde aardappelproducten

appels eerst globaal gewassen om aanhangen-

bepaald in ons tarreercentrum. Dat bestaat uit

er niet van kunnen worden gemaakt. Die hele

de grond en verontreinigingen te verwijderen,

een keurlokaal en een tarreerlokaal. Elke teler

beoordelingssessie moet razendsnel verlopen.

want dat krijgt de teler niet betaald. Daarna

levert z’n aardappels in speciale trailers aan. Die

De monsterafname kost maar een paar minuten

vindt er een eerste sortering op grootte plaats,

vrachtwagens beschikken onder in de laadbun-

en verloopt heel betrouwbaar, mede dankzij de

waarbij knollen onder de achtendertig millime-

ker over een lopende band waarmee de lading

RFID-technologie van Sick.”

ter afvallen. Vervolgens bekijkt de tarreerlijn-

eruit kan worden gedraaid. In piekperioden rij-

operator onder andere de afwijkingen in vorm en kleur. Afgekeurde aardappels worden uitgesorteerd; hiervoor krijgt de teler dan minder. De resterende aardappels gaan door een zoutwaterbad. Slechte aardappels blijven drijven. Uiteindelijk is dan bekend hoeveel procent van de lading topkwaliteit is en hoeveel van mindere kwaliteit. Op grond daarvan wordt de prijs voor de teler vastgesteld.

Snel weer weg De truckchauffeur hoeft dit hele proces, dat maar enkele minuten duurt, niet af te wachten. Want: elke minuut stilstand kost de verlader geld. Na afname van de monsters uit de lading krijgt de chauffeur via het scherm van

030 Praktijk

Boven: Tijdens het transport van het krat naar de robot, dat via een band verloopt, vindt meteen weging plaats en wordt de RFID-chip gelezen. Onder: Pakt de robot voor de monsterbeoordeling een krat op, dan wordt via het gedetecteerde RFID-nummer gecheckt of het het juiste krat is.

zijn boordcomputer de instructies om elders op het terrein te lossen of om de lading naar een andere locatie te transporteren of om de lading naar een andere locatie te transporteren. Swep: “De monsters komen in een krat terecht met een unieke RFID-chip. In de tarreerlijn bevinden zich vier SICK RFID RFH620 Interrogators. De eerste leest de RFID-chip die ingeseald is in de dubbele bodem van het krat waarin de monsteraardappelen terechtkomen. In het bovenliggend computersysteem wordt die RFIDcode gekoppeld aan de data die bij dat monster horen. Dat betreft informatie over de teler, de contractueel te leveren soort en kwaliteit, het moment van leveren en de akkers waarvan de aardappels afkomstig zijn.” Omdat al deze informatie aan de unieke RFIDcode van het krat gekoppeld wordt, kunnen de monsterkratten gewoon worden gebufferd en

zijn van een RFID-chip, wordt bij het binnen-

worden in het onderliggend systeem aan elkaar

hoeven de monsters niet meteen verwerkt te

rijden meteen de herkomst van de aardappels

gekoppeld. De Sick RFH620 Interrogator is on-

worden. Hierdoor is het mogelijk om in het tar-

geregistreerd.

derin die transportweegband ingebouwd.

afnemen en snel weer weg te rijden, terwijl er

Representatieve steekproef

Eerste in Nederland

slechts acht uur per dag één man aanwezig is

Voor de afname van die tweemaal vijfendertig

De Sick RFH620 Interrogator is een nieuw product

voor de keuring.

kilogram wordt er maar liefst tien ton uitge-

dat zowel RFID-codes kan lezen als schrijven. In

reercentrum 24 uur per dag monsters te laten

draaid. Dat gebeurt om zeker te zijn van een

het tarreercentrum van Aviko, waar dit product

Om de acht minuten

representatieve steekproef. Al heel snel is dui-

voor het eerst in Nederland in gebruik is geno-

Er zijn bij Aviko in Steenderen momenten dat er

delijk of de lading wordt geaccepteerd. In dat

men, wordt vooralsnog alleen gebruikgemaakt

elke acht minuten – dag en nacht – een vracht-

geval wordt de lading volledig gelost en worden

van de leesfunctie. Dat het bij de implementatie

wagen met vijfendertig ton aan aardappelen ar-

de aardappels met een buistransport in water

van een primeur ook wel eens mis gaat, en dat

riveert. Het afnemen van de monsters verloopt

doorgepompt naar de nabijgelegen fabriek voor

de technische ondersteuning van de leverancier

volautomatisch. De truckchauffeur hoeft alleen

verdere verwerking.

een belangrijk onderdeel voor een succesvolle

het dekzeil te verwijderen en de onderlosbaan

Als een monsterkrat is gevuld en weggezet,

afronding is, blijkt uit enkele storingen die tij-

in de truck aan de locker aan te sluiten via een

zet de robot een leeg krat gereed voor de vol-

dens de testfase optraden. Swep: “Dat er bij

stekker. Het bovenliggend systeem detecteert

gende vijfendertig kilogram monsteraardappe-

de eerste testen wat problemen waren, lag niet

de aankoppeling en draait er vervolgens tien

len. Gevulde kratten plaatst de robot in vooraf

aan de RFID-technologie. Na overleg wees Sick

ton aardappelen uit op de lopende band. Via

ingegeven cellen binnen zijn reikwijdte. Over

ons erop om eens te kijken of de RFID-chips

een random generator wordt er tweemaal vijf-

het algemeen worden de monsters van één be-

wel steeds op de juiste plek in de kratbodems

endertig kilogram aardappels uitgeschoten. Op

paalde teler allemaal bij elkaar gezet. Tijdens

waren ingeseald. Dat bleek bij een deel van de

zo’n zeventig kilogram na komt die tien ton via

het transport van het krat naar de robot, dat via

kratten niet het geval. Dankzij het meedenken

een recycleband weer in de laadruimte van de

een band verloopt, vindt meteen weging plaats

hebben we de storing snel kunnen oplossen.”

truck terecht. Omdat de trucks zelf ook voorzien

en wordt de RFID-chip gelezen. Alle gegevens

Praktijk 031

Gescheiden processen

Er kunnen dus twee kratten tegelijk worden ver-

digheid en integratiekwaliteiten zeer zwaar

Aviko heeft er voor gekozen om van het ener-

werkt. De RFID-code garandeert dat bij elk krat

laten wegen. We wilden zo min mogelijk ka-

zijds warehousen en kenmerken van de afge-

altijd de juiste data zitten. Het is dus uitgesloten

belverbindingen en liever geen convertors. Dit

nomen monsters en anderzijds het verwerken

dat telers een prijs krijgen die gebaseerd is op

betekende een component met optimale com-

van die monsters twee gescheiden processen te

een monster van een andere teler.”

municatiemogelijkheden als ethernet, Profibus of Profinet. Bovendien moest de technologie

maken. Dat heeft als voordeel dat de chauffeur weer snel kan vertrekken. Swep: “De robot weet

Industriebestendig

absoluut ongevoelig zijn voor de enorme hoe-

precies waar hij elk krat moet plaatsen en ont-

Gevraagd welke criteria een belangrijke rol

veelheid stof waarvan hier vaak sprake is. We

houdt die plek. Pakt de robot voor de monster-

speelde bij het kiezen van het juiste RFID-

wilden het zelfs hogedrukreinigerproof heb-

beoordeling een krat op, dan wordt via het ge-

systeem antwoordt Swep: “Bij de keuze van de

ben. Op al die onderdelen bleek en blijkt de Sick

detecteerde RFID-nummer gecheckt of het het

RFID-lezer hebben we zaken als connectivity,

RFH620 Interrogator voor ons de beste keuze,

juiste krat is. De tarreerlijn is dubbel uitgevoerd.

duurzaamheid, robuustheid, industriebesten-

ook voor wat betreft prijs en performance.”

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

032 Praktijk

 

  

U let nauwgezet op onafhankelijke 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.roboticsbenelux.info

Evenementenhal Hardenberg Energieweg 2 7772 TV Hardenberg T +31 (0)523 - 28 98 98 F +31 (0)523 - 28 98 00 I www.evenementenhal.nl E [email protected]

Ons evenement. UW MOMENT.

Vorige editie berichtte Vision & Robotics over een geheim project, waar door ABB en een tot op heden niet vrijgegeven partner aan een bijzondere met vision uitgeruste robot­ applicatie werd gewerkt. Toen werden alleen enkele robotkenmerken ontfutseld. Inmiddels heeft de redactie ook de betrokken visionintegrator weten te achterhalen: Iris Vision uit Gorssel. We stalken directeur

Kijkje in geheime keuken

Dietmar Serbée net zo lang, tot dat hij

toch enkele pikante details loslaat.

Voor diegenen die eind januari op de ABB-klantendag zijn geweest,

de waargenomen mensen te melden had?”

is misschien al het één en ander duidelijk geworden. Hier werd een

Serbée: ”Synchronisatie is altijd een lastig punt. De camera is met dertig

afgeleide van het geheime project uitvoerig getest, en kon een cruciaal

frames per seconde snel genoeg, en ook een robot heeft met een voorge-

visiononderdeel al duidelijk waargenomen worden. Een statisch opge-

programmeerde baan doorgaans geen problemen om behoorlijk snel van

stelde BM141 GE-camera van JAI houdt de bewegingen van aanwezige

A naar B te gaan. Het probleem is echter dat met vision, hij halverwege

mensen nauwlettend in de gaten en geeft de robot diverse intimiderende

de baan van A naar B ineens te horen krijgt dat hij naar C moet. Hierdoor

aanwijzingen. Dit voor elkaar krijgen moet niet eenvoudig zijn geweest:

beweegt hij langzamer en schokkeriger. Je moet vanuit de vision dus zo

de belichtingssituatie is nou niet bepaald zoals je die in een machinevisi-

goed mogelijk kunnen voorspellen. In de uiteindelijke oplossing worden

onapplicatie zou tegenkomen. We vragen Serbée om uitleg.

mensen nu dus dertig keer per seconde getracked, maar er wordt maar

Redactie: “Hoe heb je het voor elkaar gekregen de robot goed op de

vijf keer per seconde een nieuwe positie aan de robot doorgegeven.”

beweging van mensen te laten reageren?“

Het nauwlettend in de gaten houden van mensen door een robot met

Serbée: “We kijken meer op basis van geometrie en dus meer naar de

camera is op zich al verdacht. En hoewel Serbée niets wil loslaten over

contrastverschillen, in plaats van de intensiteit. Daarnaast hebben we en-

het uiteindelijke doel van de opstelling, rijst er een vermoeden dat een

kele zelflerende algoritmes gebruikt voor het herkennen van hoofden,

confrontatie tussen mens en machine onvermijdelijk is. De redactie

waarbij ook lastige zaken als de schaduwwerking van de ogen zijn mee-

neemt een gok. “Maken de mensen nog wel een kans als ze tegen deze

genomen. Dergelijke leerpatronen waren gewoon in de bibliotheken van

intimiderende robot moeten aantreden?” Serbée glimlacht, en licht een

de gebruikte software – Common Vision Blox in dit geval – voorhanden.

laatste tipje van de sluier op: “Natuurlijk is de opstelling door de vele om-

Wel heb ik een database met zo’n tweehonderd hoofden moeten aanleg-

gevingsfactoren niet zo robuust als een normale machinevisionapplicatie.

gen. De foto’s heb ik uit tijdschriften gehaald. De software is slim genoeg

En hoewel men er een behoorlijke kluif aan zal hebben, is dit in het kader

om te weten welke variaties in afmetingen er mogelijk zijn en kan dan op

van de sportiviteit wel zo aardig.” Dan loopt hij weg en roept na: “Geen

basis hiervan een zoomrange bepalen.”

verder commentaar!”

Redactie: ”Er is dus geen gebruik gemaakt van 3D-vision?” Serbée: “Nee, de we hebben alleen een monochrome camera gebruikt en bekijken een loodrecht op de vloer en camera staande Field-Of-View. Op basis hiervan bepalen we de breedte- en hoogtecoördinaten die we doorgeven aan de robot.” Redactie: ”Luisterde de robot meteen naar wat de camera allemaal over

034 Onderzoek

Safora S.S. Macdonald

Nieuwe kansen voor vision en robotica?

Consultant Machinebouw NEN-Industrie

Normen voor additieve vervaardiging in de maak ‘Additive manufacturing’ is een onderdeel van het productieproces en wordt gebruikt om prototypes, tools en productdelen te maken. Bij additieve productietechnieken worden producten laagsgewijs van poeder of ander materiaal opgebouwd. Een eenduidige definitie van het begrip is er nog niet. Veelgebruikte andere termen zijn ‘rapid prototyping’, ‘rapid manufacturing’ of ‘3d printing’. De verwachting is dat de techniek de komende jaren snel gaat groeien.

Verspanen, frezen en vonkerosie zijn stuk voor stuk kwaliteitsvolle en

CAD stuurt de machine rechtstreeks aan, zonder dat er programmeer-,

efficiënte bewerkingstechnieken die hun sporen verdiend hebben op de

opspan- of gereedschapskosten aan te pas komen. Dit zorgt ervoor dat

productievloer. Typisch voor deze subtractieve technieken is dat ze elk op

SLM allerhande kleine metalen onderdelen gelijktijdig kan produceren in

een andere manier gelimiteerd zijn in het wegnemen van werkstukma-

reeksen tot 2.500 stuks. Hierdoor kan een lage stukprijs worden aange-

teriaal, ondanks talloze hulpstukken en accessoires. Constructeurs ken-

boden en is levering supersnel.

nen de bewerkingstechnieken door en door, en houden rekening met hun beperkingen. Eigenlijk ontwerpen ze nieuwe onderdelen, met in het

Vormgeven zonder beperking

achterhoofd de productiemethode die toegepast zal worden. Het zou be-

Naast het efficiënt en voordelig produceren van kleinere componenten

ter zijn als ze zich zouden kunnen concentreren op de functionaliteit van

legt SLM nauwelijks beperkingen op aan de vormvrijheid. De laagsge-

het te vervaardigen metalen onderdeel. De geometrische beperkingen

wijze opbouw zorgt ervoor dat de laser steeds overal bij kan, en op die

van verschillende bewerkingen dwingen ontwerpers keuzes te maken

manier de meest complexe vormen kan produceren, met inbegrip van

die afbreuk doen aan de functionaliteit van de onderdelen of leiden tot

uitsparingen, ribben, holtes en interne kenmerken. De producten die de

ingewikkelde samenbouw.

fabriek verlaten zijn doorgaans onderdelen die op geen andere manier geproduceerd kunnen worden. Dit is even wennen voor fabrikanten, om-

Laagsgewijs opbouwen

dat met SLM alle ontwerpregels overboord gaan en de weg vrij is om het

In feite draait additive manufacturing het hele proces om. Producten ko-

ontwerp van hun machine-onderdelen tot in het extreme te optimali-

men tot stand door materiaal laagsgewijs op te bouwen, in plaats van

seren. Ook kunnen functies veel eenvoudiger geïntegreerd worden. Een

het in verschillende stappen te verwijderen. Een zeer geavanceerde vari-

mooi voorbeeld van functie-integratie is een branderonderdeel dat SLM-

ant is Selective Laser Melting. Hiermee kunnen diverse metalen en lege­

specialist LayerWise produceerde voor Diametal. Zoals machinebouwers

ringen, zoals roestvast staal, hardbaar staal, titaan, aluminium en inco-

in de voedingssector en in de farmaceutische industrie krijgt ook dit be-

nel in één onderdeel worden gecombineerd. In de SLM-machine wordt

drijf regelmatig te maken met zeer complexe doorstroomstukken, zoals

met hoge precisie een krachtige laser op metaalpoederdeeltjes gericht

mixers, in- en uitlaatonderdelen, dispensers, koppelstukken en warmte-

om een dun horizontaal laagje metaal van twintig tot veertig micron op

wisselaars. Het branderonderdeel bestaat uit maar liefst negen ondersnij-

te bouwen. Door metaalpoeder selectief te verhitten, smelt het poeder

dingen en zes interne holtes. Door gebruik te maken van SLM vervaardig-

snel en volledig zodat het nieuwe materiaal zich goed vasthecht aan de

de LayerWise dit onderdeel als één geheel, waar dit met conventionele

vorige laag, zonder lijm of enig ander bindmiddel. Een dichte en homo-

verspaningsmethoden uit meerdere delen gemaakt moet worden. De

gene metaalstructuur wordt gegarandeerd door de krachtige fiberlaser

samenbouw vergt tijd en de onderdelen moeten bovendien hermetisch

met hoge energie-intensiteit en de inerte productieruimte in de machine.

samengevoegd worden, wat de bedrijfszekerheid niet ten goede komt.

035

Robotveiligheid 035

Voorbeelden van met Selective Laser Melting geproduceerde producten.

SLM functie-integratie biedt doeltreffende oplossingen voor miniaturisa-

noeg onmogelijk is. Ook het implementeren van procescontroletools in en

tie, lekkage of samenbouw. Diametal kreeg de vormcomplexiteit er als

om het smeltbad zijn belangrijk om een hoge kwaliteit van de gefabri-

het ware gratis bij, omdat de productieprijs afhangt van de massa van het

ceerde werkstukken te garanderen. Door volledige controle te verwerven

onderdeel, zodat SLM niet alleen beter maar ook goedkoper is. Een ander

over het productieproces bereikt het bedrijf een homogene microstruc-

voorbeeld van efficiënt en flexibel ontwerpen kwam tot uiting bij de pro-

tuur met een relatieve densiteit van maarliefst 99,98 procent, voor steeds

ductie van een onderdeel waarbij koelkanalen op elkaar aansluiten. Het

meer metalen en legeringen. Onderzoek toont aan dat de mechanische

additief maakproces leverde vijfenzeventig procent gewichtsbesparing

eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van conventionele metalen. Om

op. De ontwerpers wisten de doorstroomwrijving aanzienlijk te verminde-

dit te bewijzen, voert het bedrijf systematisch mechanische tests uit op

ren door de kanaalgeometrie te definiëren met behulp van vrije vormen.

het vlak van dichtheid, hardheid, rek en vermoeiing. Ook wordt vooraf

Ook de doorstroomeigenschappen werden met maarliefst tachtig procent

de chemische samenstelling van de metaalpoeders onderzocht in een

verbeterd. Volgens Van Vaerenbergh, directeur van de industriële divisie

chemisch laboratorium.

van LayerWise, worden ook revolutionaire resultaten geboekt bij het vervaardigen van inzetdelen voor spuitgietmatrijzen. “Met de vormvrijheid

Medische toepassingen

van SLM kunnen koelkanalen conform rond de vormholte gelegd worden,

Ook in de medische wereld is SLM een zeer succesvolle productieme-

wat een duidelijke verbetering is in vergelijking met klassiek geboorde

thode. Zo kunnen implantaatgesteunde tandheelkundige suprastructuren

cylinders. Op kwalitatief vlak zorgen de koelkanalen voor een beter ge-

vervaardigd worden. Op basis van de vormgegevens van de patiënt, ver-

controleerd afkoelproces waardoor spuitgieten stukken aflevert die niet

kregen door medische beeldvorming of driedimensionaal scannen, wordt

kromtrekken, minder hot spots bevatten en bijgevolg nauwkeuriger zijn.

een gepersonaliseerde structuur virtueel ontworpen en direct geprint in

Bovendien is er een economisch voordeel, omdat de productiecyclustijd

titaan. Deze structuren worden door de tandtechnicus afgewerkt tot een

typisch met vijftien procent ingekort kan worden.”

definitieve prothese. Door het toepassen van de digitale SLM-techniek vallen de beperkingen qua geometrie en oppervlakteretentie, die tra-

Klein maar fijn

ditionele gegoten of gefreesde suprastructuren opleggen, volledig weg.

Door technologische expertise, productiecapaciteit en klantondersteuning

De implantaatconnecties worden volgens de hoogste precisie afgewerkt.

samen te brengen, neemt LayerWise een unieke positie in op Europees

Andere mogelijke toepassingen zijn gezichtsreconstructie of het maken

niveau. Hun ingenieurs beheersen SLM in die mate, dat ze in staat zijn

van orthopedische implantaten. In het eerste geval wordt een middels

de technologie verder te perfectioneren en veeleisende specificaties tot

SLM vervaardigde zygoma geplaatst, waarvan de complexe vorm van het

een goed einde te brengen. Zo kunnen ze printen met een geometrische

implantaat digitaal wordt afgeleid middels medische beeldvormingstech-

nauwkeurigheid van vijftien micron en slagen ze er in fijne wanddiktes

nieken. Op deze manier kan de aangezichtssymmetrie van de patiënt

tot 0,2 millimeter te bouwen, wat met conventionele technieken nage-

nagenoeg perfect worden hersteld. Op vlak van orthopedische implan-

036 Robotveiligheid

taten biedt de laagsgewijze opbouw de mogelijkheid om poreuze, bot-

een ISO-norm op het gebied van additive manufacturing. Het Nederlands

vervangende structuren te ontwerpen en te integreren in de prothesen,

Normalisatie Instituut (NEN) informeert de Nederlandse marktpartijen

wat een uitstekende fixatie op lange termijn garandeert. Naast patiënt-

en onderzoekt of er behoefte is aan deze norm. De internationale norm

specifieke implantaten, die op basis van medische beeldvorming worden

moet afspraken bevatten over de toepassing van deze innovatieve tech-

ontworpen, wordt SLM ook gebruikt voor de aanmaak van complexe me-

niek. Het gaat dan om uitgangspunten, termen en definities, kwaliteits-

dische instrumentatie. Hiervoor is een aantal biocompatibele legeringen

indicatoren, leveringsspecificaties en CAD-systemen. Daarmee wordt de

beschikbaar.

afstemming tussen partijen verbeterd en het fundament gelegd om de techniek verder te ontwikkelen en toe te passen. Ook kunnen bestaande

Vision en robotica

toepassingen worden geëvalueerd. Duitsland heeft al een document

Afhankelijk van de gekozen productiemethode zijn er diverse combinaties met vision en robotica denkbaar. Zowel vision, robotica en additieve vervaardigingstechnieken zijn namelijk allen zeer flexibel en bij uitstek geschikt voor het inspelen op de trend van steeds kleinere seriegroottes.

Eén van de hete hangijzers bij additieve vervaardiging is regelgeving

Voor wat betreft vision biedt vooral het verkrijgen van zeer persoonlijke geometrie kansen. Naast hiervoor beschreven medische toepassingen kan het 3D-scannen worden gebruikt voor consumentenproducten als

opgesteld dat als uitgangspunt kan gelden. EOS GmbH en Siemens zijn

helmen of schoenen, maar ook voor reverse engineering. Voor wat be-

vanuit Duitsland de trekkers. Additive manufacturing is een nieuwe en in-

treft de robots is er de mogelijkheid om, net als bij moderne bewerkings-

novatieve techniek, waarvan de toepassing in een groot aantal verschil-

centra, de handling door een robot te laten uitvoeren, temeer omdat de

lende sectoren kan liggen. De ISO-norm is bedoeld voor toepassers en

grote vormvrijheid van additieve productie een grote flexibiliteit vereist.

producenten. Te denken valt aan machinebouwers, productiebedrijven,

Tevens kan de robot, afhankelijk van het product en de gewenste afwer-

toeleveranciers, industrieel ontwerpers en architecten.

king, worden ingezet voor eventuele nabewerkingsstappen.

Normalisatie Eén van de hete hangijzers bij additieve vervaardiging is regelgeving. Een helm op maat is mooi, maar deze zal ook aan de CE-regels moeten voldoen. En wanneer er tien moeten worden gemaakt om er vervolgens negen in diverse testen kapot te maken, wordt de helm al snel onbetaalbaar. Duitsland heeft daarom het initiatief genomen om te komen tot

Robotveiligheid 037

Smartcamera nu in RVS De nieuwe variant van de SICK IVC-3D smart camera is speciaal ontwikkeld voor de zware industriële omgeving waaronder de ‘natte omgeving’ in de voedings- en drankenindustrie. De standaard IVC-3D heeft zich bewezen in high-speed omgevingen. Camera, laserlicht en de verwerkingsunit zitten in één behuizing en via lasertriangulatie, waarbij het object onder een laserlijn beweegt, ontstaat een 3D-beeld dat onafhankelijk van contrast

ling bij deegwaren en voor vormcontrole van koekjes. Maar de camera is

en kleur alle informatie biedt over objecthoogte, vorm en volume. Deze

zeker ook geschikt voor applicaties waarbij een robuuste behuizing is ver-

smart camera met RVS-behuizing (IP67) en PMMA-kunststof venster is

eist, zoals in de staalindustrie. Met behulp van een pc en IVC-studio-soft-

eenvoudig te reinigen en bestand tegen agressieve oplos- en schoon-

ware wordt de camera geconfigureerd, waarna deze stand-alone of in een

maakmiddelen. Voor het afschermen van de complete bekabeling is de

bedrijfsnetwerk ingezet kan worden. Deze all-in-one-oplossing met geïn-

IVC-3D ook leverbaar met een flexibele kunststof buis met RVS-bevesti-

tegreerde lensverlichting en waardebepaling is ECOLAB-gecertificeerd en

gingsplaat. Deze visioncamera leent zich bijvoorbeeld goed voor kwali-

voorzien van een uitgebreide beeldverwerkingsbibliotheek. De camera is

teitscontrole in de vlees- en visverwerkende industrie, voor volumebepa-

ook onder zware omstandigheden zeer betrouwbaar.

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.

Camera leest Data Matrix-codestrook Pepperl + Fuchs introduceert een nieuw PCV positioneringssysteem. In combinatie met de nieuwste cameratechnologie en de Data Matrix-codestrook, is de PCV-leeskop geschikt voor een breed scala van positioneringstaken in diverse applicaties. De unieke codestrip is beschikbaar in lengtes tot tien kilometer en is geschikt voor gebruik in materiaal handling, de automotive industrie, lifttechnologie en machinebouw in het algemeen. Verschillende  Data Matrix-codelijnen  op de strip maken het mogelijk om ook de verticale positie te bepalen. Enkele voordelen van het nieuwe systeem zijn de positionering in twee richtingen, de extreme robuustheid door het weglaten van mechanische onderdelen, de lange levensduur door het ontbreken van laserdiodes, de ongevoeligheid voor vuil of schade aan de codestrook alsmede de naadloze installatie van de codestrip. Een klein leesveld maakt uiterst kleine radii, alsook hellingen en dalingen mogelijk. De DC output- of inputsignalen kunnen op willekeurige posities ingesteld worden. Cameraprogrammering is mogelijk met een pc of codekaarten.

T +31 (0)172 95 53 Informatie [email protected] Productnieuws 038 41 038 Grijperselectie F +31 (0)172 41 60 32

038 Nieuws

Productnieuws

Nieuwe functies voor E-Serie De Flir E-Serie is bedoelt voor gebruikers die hun bestaande camera willen

kelijke doel in het veld kan koppelen. De opti-

upgraden naar een model met een hogere beeldkwaliteit en meer func-

onele uitwisselbare lenzen bieden de flexibili-

ties. Ook is hij geschikt voor klanten die niet alleen meer pixels willen,

teit die de camera nodig heeft om de meer

maar die meer analysefuncties willen hebben dan de i-serie biedt. Alle

veeleisende applicaties aan te kunnen. Afhankelijk van

versies van de E-Serie beschikken over een hoogwaardige, ongekoelde

het model worden warmtebeeldcamera’s uit deze serie

vanadiumoxidedetector met microbolometer. Al naar gelang hun behoef-

geleverd met een groot aantal functies die goed van pas

ten kunnen gebruikers uit verschillende beeldkwaliteitinstellingen kiezen

komen bij elektrische inspecties en onderhoudsinspecties. De

uit de E30 / E40 (voor warmtebeelden van 160 x 120 pixels), E50 (voor

Picture-in-Picture is een functie waarmee de gebruiker het

warmtebeelden van 240 x 180 pixels) en de E60 (voor warmtebeelden

warmtebeeld over het visuele beeld kan leggen. De Thermal

van 320 x 240 pixels). Afhankelijk van de versie worden door de camera’s

Fusion-functie voegt visuele beelden en warmtebeelden samen

uit deze E-Serie temperatuurverschillen van slechts 0,05 graden Celsius

voor betere analyse. MeterLink betreft een functie om de gegevens

zichtbaar gemaakt. Er kunnen temperaturen tot maximaal plus 650 gra-

die met een Extech Stroomtang zijn vastgelegd, draadloos naar de

den Celsius (plus 250 graden Celsius voor E30) worden gemeten. De ca-

E-Serie over te brengen. Met de E60 kunnen direct in de camera rapporten

mera’s uit deze serie worden, afhankelijk van het model, geleverd met

worden gemaakt middels Instant Reports. De WiFi-functie wordt gebruikt

analysefuncties als meervoudige spotmeters, automatische detectiemar-

voor het draadloos overbrengen van beelden en andere gegevens naar

keringen (hot/cold), isothermberekening (above/below/interval) en au-

een smartphone of tablet-pc. Beelden kunnen in alle versies eenvoudig

tomatische berekening van het temperatuurverschil tussen twee door de

van de camera naar een computer worden overgebracht. Alle camera’s uit

gebruiker gedefinieerde punten in het beeld. De modellen E40, E50 en

de E-Serie worden standaard geleverd met software waarmee u basisin-

E60 zijn tevens uitgevoerd met een visuele camera. Dit visuele beeld

spectierapporten kunt opstellen. Voor uitgebreidere analyses en rappor-

wordt vaak samen met het warmtebeeld als referentie gebruikt. De beel-

ten is FLIR Reporter beschikbaar. Alle camera’s uit deze serie zijn zeer

den van de visuele camera hebben een resolutie van drie megapixels.

stevig, zodat ze dagelijks, ook in de zwaarste omstandigheden, gebruikt

Aan de voorzijde van de camera is een ledlamp bevestigd, waardoor de

kunnen worden. De vitale binnenkern is goed beschermd (IP54-klasse).

gebruiker ook in donkere omgevingen visuele beelden van goede kwali-

Op het grote LCD-touchscreen van 8,9 centimeter worden heldere warm-

teit kan maken. Alle modellen in de E-Serie hebben een laserpointer

tebeelden getoond. Via dit scherm kan de gebruiker alle camerafuncties

waarmee de gebruiker de warme plek op het warmtebeeld aan het wer-

bedienen.

Siemens breidt TIA Portal uit Eind 2010 presenteerde Siemens een nieuw en-

analyseerd en geëvalueerd. De TIA Portal biedt

meerbare controllers en HMI-apparaten worden

gineering framework. Met de Totally Integrated

als integraal bestanddeel van de engineering­

in de toekomst met slechts één applicatie gepro-

Automation Portal (TIA Portal) kan de gebruiker

systemen van Siemens gemeenschappelijke

jecteerd. Hierdoor worden de interface- en confi-

snel en intuïtief automatiserings- en aandrijfta-

diensten aan en staat garant voor een uniform,

guratiekosten, bijvoorbeeld voor het verbinden

ken uitvoeren. Voor de Hannover Messe voegt

consistent systeemgedrag. Zo worden in de toe-

van controller- en HMI-projectering, tot een mini-

het bedrijf hier de drives aan toe. De volledig

komst bijvoorbeeld alle apparaten en veldbussen

mum beperkt. Zo kan de gebruiker een tag van

nieuw ontwikkelde softwarearchitectuur is speci-

uitsluitend nog met één gemeenschappelijke ap-

de programmeerbare controller – bijvoorbeeld

aal met het oog op maximale efficiëntie en ge-

paraat- en netwerkeditor geconfigureerd. Pro-

het signaal van een I/O (input/output) module –

bruiksvriendelijkheid gerealiseerd, en is geschikt

jectnavigatie, bibliotheekconcepten, databeheer,

met een simpele drag&drop-routine naar het

voor zowel beginnende als ervaren gebruikers.

projectopslag, diagnose en online-functies zijn

beeldscherm van een HMI-apparaat slepen. Au-

De TIA Portal vormt de basis voor alle toekom-

standaard features, waarover de gebruiker in het

tomatisch zijn daarmee ook de variabelen toege-

stige engineeringsystemen voor de projectering,

gemeenschappelijke TIA Portal-framework kan

wezen, en is er op de achtergrond een controller-

programmering en inbedrijfstelling van de auto-

beschikken. Dit biedt een grote mate van over-

HMI-verbinding tot stand gebracht.

matiseringsapparatuur en aandrijfsystemen van

zichtelijkheid in het gehele automatiseringspro-

het Totally Integrated Automation-spectrum van

ject, bestaande uit controllers, HMI-apparaten en

Siemens. Voorbeelden daarvan zijn de nieuwe

aandrijvingen. Daarnaast hoeven gegevens als

engineeringsystemen Simatic Step 7 V11 voor

parameters, bouwstenen, tags of meldingen nog

Simatic-controllers en Simatic WinCC V11 voor

slechts eenmaal op één plaats te worden inge-

toepassingen op het gebied van Simatic HMI (Hu-

voerd. De TIA Portal waarborgt door objectgeori-

man Machine Interface) en procesvisualisering.

ënteerd, centraal databeheer de consistentie van

Voor de ontwikkeling van het TIA Portal-frame-

de data en voorkomt automatisch invoerfouten.

work heeft Siemens jarenlang onderzoek gedaan

Via een projectbreed cross-referentiesysteem

naar typische engineeringsapplicaties. Daarnaast

kan de gebruiker data en programmabouwste-

heeft Siemens eisen van de klant wereldwijd ge-

nen snel in het hele project vinden. Program-

Nieuwe Denso-productlijn Denso robotics komt in de komende periode haar geprefereerde dealers in Europa bezoeken om daar haar nieuwe productlijn te presenteren. Eén van de noviteiten is de nieuwe VS versie, een zeer snelle zesassige robot. Deze robot kan tot tienduizend millimeter per seconde kan bewegen met een precisie van 0,02 millimeter. Verder kan deze nieuwe robot een gewicht van zeven kilogram over een werkbereik van negenhonderd millimeter verplaatsen. Maar wat deze machine verder uniek maakt, is dat deze een IP67 normering heeft. Dit betekent dat hij volledig onder water kan werken, iets wat vrij uniek is in de roboticabranche. Een ander groot voordeel van dit nieuwe ontwerp is dat het zeer compact is, waardoor deze perfect in een bestaande kleine omgeving geïntegreerd kan worden. Dit komt mede doordat de robot de bekabeling aan de onderzijde van de montagevoet als optie heeft. Verder heeft de robot diverse aansluitmogelijkheden, waaronder een gigabit ethernet- en servo-aansluiting op de zesde as, waardoor extra bekabeling overbodig wordt. Verder zal Denso tijdens het bezoek ook twee kleinere modellen presenteren, ieder met specifieke marktsegmenten. Eén van deze kleine robots is de VP-G2-S1 Special robot. Dit is een zesassige robot van een zeer klein formaat. Deze machine is speciaal ontwikkeld voor de medische en farmaceutische industrie. De robot is resistent tegen H2O2 (sterilisatiechemicaliën) en kan een gewicht van twee kilogram over een werkbereik van 432 millimeter verplaatsen. Ideaal om in laboratoriumomgeving gebruikt te worden waar cleanroomomstandigheden heersen. De andere kleine robot is de academische robot. Deze is zeer betaalbaar en eenvoudig te vervoeren, dankzij zijn compacte ontwerp. De robot is bedoeld als leerinstrument voor studenten. Zij kunnen hiermee echte robotsoftware schrijven, welke geheel compatibel is met de grotere robots. De robot heeft een geïntegreerde zevende as in de vorm van een grijper. Dit product is ideaal om robots te begrijpen en te leren programmeren. Het programmeren gebeurt op een standaard pc, laptop of PLC. Er zijn dus geen dure controllers nodig. Er kan geprogrammeerd worden in diversen programmeertalen, waaronder WINCAPS III, C++, C #, VB, Java en LabView. Uiteraard blijft wel alle standaard Densocommunicatie mogelijk. Zo kan er een visionsysteem (camera) en I/O’s worden aangesloten. Een ander belangrijk punt van deze academische robot is dat deze niet binnen veiligheidshekken

Adverteerders index

geplaatst hoeft te worden, zo veilig en compact

A1 Studio

is dit ontwerp. Een ander kenmerk van Densorobotica is uiteraard de software. Op dit punt zit

40 4

Alpha Robotics

38

Cognex

11

ven. Ook deze update zal uitvoering gepresen-

Dero

41

teerd worden, waaronder de nieuwe Virtual

Fanuc

Robot Simulator. Hiermee is het mogelijk om bin-

Iris Vision

24

nen de pc-omgeving een complete simulatie te

Kuka

43

maken van een robotapplicatie. Tevens zijn de

Leuze Electronic

27

Max van Rooij

40

Metavak Hardenberg

33

Mikrocentrum

44

gingen in, waarmee het programmeren van de

NI

19

robot eenvoudiger wordt.

RAB

33

ZVS Techniek

41

het bedrijf niet stil. De onderneming heeft onlangs een nieuwe release (versie 3.20) vrijgege-

laatste robotmodellen toegevoegd aan de bibliotheken. Deze versie maakt het ook mogelijk een film te maken van de 3Dview-simulatie. Verder zitten er uiteraard nog meer updates en toevoe-

040

ABB

2

Productnieuws

MVTec test Halcon met Microsoft Kinect Het Duitse MVTec Software GmbH in München heeft de Microsoft Kinectcamera getest met Halcon 10 machinevisionsoftware. Deze integratie biedt nieuwe en betaalbare mogelijkheden voor de machinevisionmarkt. DERO bv te Nieuw Vennep is gespecialiseerd in het automatiseren van productieprocessen door middel van het custom made toepassen van industriële robots. Voor de afdeling engineering is DERO op zoek naar een:

De Microsoft Kinect-camera is een aanvankelijk voor de Microsoft Xbox 360 ontwikkelde visionsensor. Het apparaat combineert een RGB-camera (1280 x 1024/15 frames per seconde of 640 x 480/30 frames per seconde) met een infrarood gestructureerde licht-dieptesensor (640 x 480/30

3D TEKENAAR / ENGINEER

frames per seconde). De Kinect sensor is een interessant toetreding in de wereld van 3D-visie. Door Halcon en Kinect te combineren kunnen er nieuwe, creatieve 3D-applicaties worden ontwikkeld voor bijvoorbeeld binpic-

Voor onder meer het ontwerpen en tekenen in 3D (Solidworks) van installaties en robotgrijpers, het maken van detail- en werktekeningen en technische berekeningen, het checken van de haalbaarheid van ontwerpen en het eventueel aansturen van assistent tekenaars.

king, verpakken of palletiseren. Met deze optie zijn 3D-toepassingen met betaalbare 3D-sensoren mogelijk voor grote objecten.

Nieuwe robots op ABB-klantendag

Geboden wordt een afwisselende baan, bij een gerenomeerde productie-automatiseerder, met verantwoordelijkheid, afwisseling en ruimte voor eigen initatieven. Interesse? Stuur uw digitale sollicitatie met uitgebreide cv naar:

Eind januari heeft ABB Robotics haar jaarlijkse klantendag georganiseerd in

DERO bv Boekweitstraat 150 2153 GL Nieuw Vennep [email protected]

het conferentiecentrum Koningshof in Veldhoven. Hier werden diverse nieuwe robots getoond. Zo is de IRB 2600-serie uitgebreid met twee ID-modellen (Integrated Dressing). Deze robots kunnen niet alleen voor lasapplicaties worden gebruikt. Ook voor het samenwerken met spuitgietmachines of CNC-

De uitgebreide functieomschrijving staat op www.derobv.nl.

machines biedt de flexibele pols flinke voordelen. De serie vierassige robots van het bedrijf is verder uitgebreid met twee modellen. De IRB 460 is een kleine palletiseerrobot met een payload van 110 kilogram en een bereik van

PersAdv_3DTekenaar_V&R.indd 1

02-03-11

2,4 meter. De IRB 760 is een grote palletiseerrobot met een payload van 450

kilogram en een bereik van 3,18 meter. Uiteraard zijn de werkgebieden en dus de toepassingen van de twee robots verschillend. De IRB 460 wordt gepositioneerd als de snelste palletiseerrobot ter wereld, met ruim tweeduizend slagen per uur bij maximale belasting. En de IRB 760 is een zogenaamde ‘Full Layer’ palletiseerrobot, waarbij ook geldt dat bij een maximale belasting van 450 kilogram nog steeds 880 slagen per uur gemaakt kunnen worden. Er kan dus ook van deze robot gezegd worden dat dit één van de snelste ‘Full Layer’ palletiseerrobots ter wereld is. Een prominente rol was tot slot weggelegd voor de ‘SafeMove’ democel. Deze robotcel was speciaal uit Zweden overgekomen, en kenmerkt zich door een aantal specifieke eigenschappen van ABB Robotics te laten zien. Zo is de cel opgebouwd uit twee IRB 2600-robots. Dit robottype is eind vorig jaar geïntroduceerd, en heeft door zijn compacte en lichte constructie het vermogen om cyclustijden te verkorten. De twee robots werken met elkaar samen middels de besturingstechniek MultiMove, waardoor cellen eenvoudiger te programmeren zijn. De applicatie van de robotcel geeft de kracht van ABB Robotics duidelijk aan. ‘What you program, is what you get’. De robot blijft hetzelfde pad volgen, onafhankelijk van de snelheid. Deze TrueMove-techniek zorgt voor het beste resultaat in de kortste programmeertijd. De echte blikvanger van deze democel is toch wel SafeMove, waardoor er een samenwerking tussen operator en robot mogelijk is zonder gebruik te maken van veiligheidshekwerken.

041

Column

‘Cranes with brains’ De robots vliegen ons inmiddels om de oren. Alleen al het woord robot wordt veelvuldig en in alle contexten gebruikt of misbruikt. Ook zie je steeds meer robots in advertenties of nieuwsbrieven afgebeeld staan, meestal als mensachtige images waarbij zij staan voor innovatie of zelfs modieuze nieuwigheid.

Aan aandacht schiet het dus niet tekort. Maar als wij nu alles zomaar robots gaan noemen, dan wordt alles er niet duidelijker op. In de verkoop zou je zeggen dat dit niet uitmaakt. Hoe meer ze over je praten, hoe beter het is. Echter dit kan ook een keerzijde hebben. Het brengt wel de vraag naar voren van wat nu wel of niet een robot is. Neem als voorbeeld een koe die geheel automatisch wordt gemolken door een autonome machine, en een koe die geheel automatisch door een industriële robot gemolken wordt. Dan rijst direct de vraag welke van de twee nu de naam ‘melkrobot’ mag dragen. Wij kunnen, wat dit onderwerp betreft, deze column interactief maken. Met andere woorden: ik verneem graag uw reacties op mijn vraagstelling. Het wordt natuurlijk nog veel gekker als één van de grootste fabrikanten in de wereld van industriële robots de robots de naam ‘kranen met hersens’ geeft (bron: Bloomberg). Het betreft hier dan niet zomaar iemand, want dit werd gezegd door de Honorary Chairman Seiuemon Inaba van Fanuc (Japan). Persoonlijk heb ik de heer Inaba diverse malen mogen ontmoeten. De laatste keer was begin 2010. De heer Inaba Sr. heeft twee hobby’s: zijn werk en tuinieren. Hij besteedt hier met regelmaat elf uur per dag aan, en daarmee zegt hij nooit vermoeid te raken. Hij is nu 85 jaar. Fanuc geeft aan dat zij de productie van industriële robots in hun fabriek aan de voet van Mount Fuji gaan opvoeren van twee- naar vijfduizend stuks gelonenlanden bestaat er de behoefte aan doorgevoerde automatisering. Ter inleiding voor mijn volgende column: wat verstaan wij in de Benelux

Fanuc gaat de productie opvoeren van twee- naar vijfduizend stuks per maand

eigenlijk onder de noemer ‘innovatie’? De conclusie van deze column is echter wel weer positief, want je kunt dus blijkbaar erg oud worden als je je bezighoudt met robotica. Fred W.J. Bokhorst

per maand. Dit was het goede bericht. Een misschien iets minder positief bericht is dat dit voornamelijk wordt gedaan om de vraag vanuit China in te vullen. Voornamelijk betreft het hier de automobielfabricage, maar ook de automatisering van de voedingssector in China. En dit is opmerkelijk, of niet soms? Want hier hebben wij het al eens eerder over gehad. Zelfs in la-

042 Column

Voorzitter Robotics Association Benelux

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 veel energiezuiniger en veiliger 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 KUKA-produkten 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

• Innovaties en oplossingen van vision systemen, robotica,

motion control, sensoren en machineautomatisering • Slimme oplossingen voor industriële

en niet-industriële toepassingen • Netwerken met toonaangevende bedrijven,

kennisinstellingen en eindgebruikers • Uniek congresprogramma

10e editie • Gratis

toegang

Schrijf nu in via:

cs.nl www.vision-roboti

Vakbeurs & Congres Woensdag 25 en donderdag 26 mei 2011 NH Conference Centre Koningshof te Veldhoven

Met ondersteuning van: