VISION & ROBOTICS
j a a r g a n g 1 | n u m m e r 3 | j u ni 2 0 0 9
Special Vision & Robotics 2009
De synergie van integratie Robots denken 3D De grenzen van vision Kom ook naar de beurs op 16 en 17 juni. www.mikrocentrum.nl
FAN UC – NO. 1 IN FACTORY AUTOMATION AND ROBOTS .
www.zuk.de
In the yellow world of FANUC Robotics the focus is on speeding up your business, improving your products and reducing your costs. Discover the world’s most varied range of robots which provides unbeatable 99.99% reliability. Strengthen your competitive advantage with intelligent automation solutions – we have everything you need: Smart. Strong. Yellow.
Let’s accelerate your business now!
FANUC Robotics Benelux
02
Intercity Business Park
T: +32 (0)15 20 71 57
Genraal De Wittelaan 15
F: +32 (0)15 20 71 92
B- 2800 Mechelen
www.fanucrobotics.be
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 1 | n u m m e r 3 | j u ni 2 0 0 9 Vision & Robotics verschijnt zes maal per jaar. Toezending geschiedt op abonnementbasis en controlled circulation. Uit g e v e r Henk van Beek, Fenceworks BV Telefoon: 06 - 28 41 70 73 E-mail:
[email protected] R e d a cti e Liam van Koert, Verbal Essence Joanna Hughes, Verbal Essence Email:
[email protected] R e d a cti e r a a d Pieter Jonker, TU Eindhoven en TU Delft
LIAM van koert
Ontmoetingen
Jaap van de Loosdrecht, Computer Vision Lab, NHL Martin van de Have, RAB en ABB
Aan de vooravond van Vision & Robotics 2009 verheug ik me op de vele ont
Fred Bokhorst, RAB en Ferdar
moetingen die er op allerlei vlakken zullen plaatsvinden. Bezoekers ontmoeten
Bas van Wondergem, DVC
experts, die hun visie op het grote toneel met het publiek delen. Mensen met specifieke problemen ontmoeten standhouders, die een oplossing aan kunnen
V or m g e vin g
dragen. En nietsvermoedende rondwandelaars ontmoeten spontaan nieuwe
Laura Willemsen, Grafisch ontwerp
ideeën, die zo mooi zijn dat ze het jammer vinden dat ze het zelf niet hadden bedacht. Vision & Robotics 2009 staat echter ook bol van de ontmoetingen van
Druk
verschillende technieken. Zo vormen de juiste visiontechniek met de juiste robot
JB&A van driel drukkerij
een krachtig paar. Ter illustratie neemt een aantal sprekers in deze editie alvast een voorschot op hun lezingen, en doen ze uit de doeken hoe met dit krachtige paar een
P osta dr e s r e d a cti e
synergetisch voordeel kan ontstaan en wat de randvoorwaarden hiervoor zijn. Ook
Postbus 82, 2460 AB Ter Aar
zijn er natuurlijk weer een paar mooie praktijkverhalen die dit alles onderstrepen.
E-mail:
[email protected]
Aan de vooravond van Vision & Robotics ben ik ook teneergeslagen door een ontmoeting die helaas niet zal kunnen plaatsvinden. Oscar van Hoof, een jonge vent
Abonn e m e nt e n
met veel goede ideeën over vision en menselijke waarneming, is er niet meer bij.
[email protected]
Als auteur van het eerste uur van dit blad hebben we veel gebeld en gemaild om de pagina’s 32 tot en met 34 van het eerste nummer zo goed en duidelijk mogelijk aan
Adv e rt e nti e - e x p l oitati e
je voor te leggen. Het ironisch lot wil dat nummer 34 niet alleen zijn laatste pagina,
Henk van Beek
maar ook zijn laatste levensjaar was. We leven mee met het gemis van familie, vrienden en collega’s die hij heeft achter gelaten, en hebben op pagina 15 een In
A a n dit n u m m e r w e rkt e n m e e
Memoriam opgenomen dat door zijn collega’s bij Aris geschreven is.
Léon Bemelmans, Wim Hoeks, Peter van Lith, Jan Nieuwkoop, Safora S.S. Macdonald-Akrum, Hans Lenos, Eddie Mennen, Fred Bokhorst ©2009 Fenceworks BV
Column 03
Beltech BV, Industrial Automation with Vision Wij treden op als systeem integrator of als ontwikkelpartner en realiseren complete systemen dan wel integreerbare modules. Beltech BV is merkonafhankelijk en garandeert de juiste oplossing. Meer dan 16 specialisten op het gebied van optica, verlichting, visionhardware, industriële automatisering en software werken samen om de juiste oplossing voor U tot stand te brengen.
Beltech BV is specialist op het gebied van machine vision voor industriële toepassingen.
De waarde van de in meer dan 23 jaar opgebouwde ervaring komt in elk project tot uiting: ook de wat meer uitdagende systemen worden binnen de afgesproken levertijd, kosten en specificaties opgeleverd. Ook lang na de inbedrijfstelling zijn wij beschikbaar voor aanpassingen of onderhoud zodat de investering langdurig rendeert. Honderden verschillende applicaties gerealiseerd voor vele tientallen klanten illustreren ons werkterrein en toepassingsgebieden: meten, tracking and tracing, 2D code reading, 3D robotsturen, kwaliteitsinspectie op het gebied van food, pharma, metaal, automotive, papier en plastic, machinebouw, electronica en verkeer bewijzen onze mogelijkheden.
Beltech BV - Lodewijkstraat 11 - 5652 AC Eindhoven - tel: +31 (0)40 257 1929 - email:
[email protected]
In dit nummer
Synergie in vogelvlucht
08
Klaar voor de slimme gasmeter
12
De grenzen van vision
16
Spieken mag weer (deel 3)
22
Met z’n zessen solderen op een paar vierkante meter
26
Kunnen robots driedimensionaal denken?
34
Vision & Robotics 2009
36
Industriële robot optimaliseert melkproductieproces
38
Redactioneel
03
Colofon
03
Nieuws
06
RoboCup
18
Branche Bulletin
20
Robotveiligheid
30
Productnieuws
42
Adverteerdersindex
42
RAB-column
46
08
Rubrieken
13 35
juni 2009 | VISION & ROBOTICS
Inhoud 05
Foto: Artemis
Foto: Artemisia Association
TeamDARE wint
internationale prijs voor robotmuzikanten TeamDARE, bestaande uit acht oud-studenten van de TU Eindhoven, won onlangs de eerste prijs in de internationale Artemis Orchestra Contest in Nice.
een robot bespeelde akoestische gitaar en behaalde het team hiermee de tweede prijs. Dit jaar verbeterden de teamleden de gitaar en bouwden ze een door een robot bespeelde drumset. Niet alleen spelen de twee instrumenten uitstekend samen, ze zijn met behulp van beeldherkenning ook te controleren door een dirigent. TeamDARE won de eerste prijs en liet daarmee teams uit Australië en Finland achter zich. Teamlid Heico Sandee: “Onze kracht is dat we beschikken over teamleden uit verschillende disciplines. We zijn bovendien goed op elkaar ingespeeld, doordat we al
Het multidisciplinaire team bouwde een robot die gitaar speelt en een
jaren meedoen aan robotwedstrijden. Daardoor wisten we ook deze keer
drummende robot. Het goede samenspel tussen de twee instrumenten
met een beperkt budget en in slechts vier maanden tijd een betrouwbaar
en het natuurlijke geluid dat de robots produceren, bezorgden het team
concept neer te zetten. Ons doel was om de instrumenten zo natuurlijk
de eerste prijs. De Artemis Orchestra Contest werd dit jaar voor de derde
mogelijk te laten klinken. De gitaar en de drumset kunnen bovendien een
keer georganiseerd door Artemis, stichting voor research en ontwikke-
breed repertoire aan muziek spelen. Van bekende rocknummers tot jazz,
lingsbedrijven op het gebied van embedded systemen. Artemis wil met
alles is mogelijk. We zijn blij dat we nu de eerste plaats hebben behaald,
de wedstrijd studenten en jonge professionals stimuleren om carrière te
maar we zijn nog niet klaar. We gaan verder bouwen aan onze band. Het
maken in deze technische richting, die zich kenmerkt door een integra-
doel is om uiteindelijk met een complete robotband op Lowlands op te
tie van hardware en software. Vorig jaar bouwde TeamDARE een door
treden. In 2011 hopen we zover te zijn.”
De Julius-Maximilians-Universität Würzburg wil een instrument ontwikkelen, waarmee men het milieu goedkoop en over grote oppervlakten kan bewaken. Er loopt al een studieproject op luchthavens, waar bijen en robots illegale lozingen van kerosine opsporen. De Europese Unie subsidieert het project met 500.000 euro. Aan de universiteit van Würzburg werken sinds 1 maart bijenonderzoekers en robot specialisten aan een nieuw onderzoeksproject, namelijk de mogelijkheid van een biosensornetwerk voor de milieubewaking van grote oppervlakten. Het doel is onder andere dat met behulp van bijen en robots grote oppervlakten snel en duurzaam kunnen worden onderzocht op schadelijke stoffen. Maar ook andere toepassingsgebieden zijn te bedenken. Wie wil weten of een bepaalde landstreek met insecten- of plantenverdelgingsmiddelen is belast, hoeft alleen het verzamelde materiaal van deze bijen nauwkeurig te bekijken. Hier komt de robot in beeld. Het is de taak van wetenschappers om geschikte sensoren in de bijenkorf onder te brengen, die deze informatie verzamelen. De technici zijn er ook verantwoordelijk voor dat deze gegevens zo snel mogelijk naar een centraal punt worden doorgestuurd, en daar automatisch worden geanalyseerd. Zelfs het in kaart brengen van stoffen is daarmee mogelijk. De onderzoekers hebben een half miljoen euro uit het Europese fonds voor regionale ontwikkeling gekregen, dezelfde som komt uit een ander potje. Om de gecoördineerde bewaking van het milieu door bijen en robots te realiseren, werken de onderzoekers al vier jaar samen met het Forschungsinstitut Zentrum für Telematik en de Beierse bedrijven eSTe Sigrid Thoma en Fröhlich Electronic.
06 Nieuws
Robots volgen bijen
Nieuws
Brons voor Tech United Het Eindhovense Tech United heeft de bronzen medaille we-
ABB levert 2.100 robots aan BMW
ten te bemachtigen tijdens de RoboCup German Open 2009,
ABB Robotics heeft onlangs een contract getekend met de BMW Groep
die dit jaar tijdens de Hannover Messe plaatvonden. In de
voor het leveren van 2.100 industriële robots. Het contract geldt voor een
strijd om de derde en vierde plaats werd in de Middel Size
periode van vijf jaar en zal vanaf 2010 ingaan voor de werkzaamheden
League met twee-nul van Kasselse Carpe Noctem ge-
van de autofabrikant in Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde
wonnen. Nummers één en twee waren respectievelijk
Staten. De robots zullen worden toegepast voor de handling, het lijmen
RFC Stuttgart uit Stuttgart en de Brainstormers Tribots
en het lassen van onderdelen voor de BMW 1-series, 3-series, X5-series
uit Osnabrück. Vorig jaar won Tech United de German
en Minimodellen. ABB zal diverse robotmodellen aan BMW leveren, zoals
Open. Alle ogen zijn nu gericht op de wereldkam-
de IRB 6640, 6620 en 7600. Ook de nieuwe mid-range robot IRB 4600,
pioenschappen, die van 29 juni tot en met 5 juli
een compacte, lichtgewicht robot met een groot verticaal bereik, zal door
in Graz te Oostenrijk zullen plaatsvinden. Ook in
BMW worden ingezet.
de andere gebruikelijke RoboCup klassen werd gestreden. Een volledig overzicht van alle deelnemers en de uitslagen is te vinden op www.robocup-german-open.de.
Nauwkeurig en flexibel positioneren
Handlingrobot ponst en stapelt aluminium buizen Valk Handling heeft een volledig geautomatiseerde handling toepassing ontwikkeld en geïnstalleerd voor het ponsen en stapelen van rechte en
Het Mikrocentrum organiseert op 11 juni een themadag voor machine- en
gebogen aluminium buizen. De installatie bestaat uit een Fanuc robot
apparatenbouwers en eindgebruikers die te maken hebben met microas-
M710iC/50, in combinatie met een universeel opspansysteem en een
semblage. Producten worden namelijk steeds kleiner, de nauwkeurighe-
Schunk grijpersysteem. De robotinstallatie is geleverd aan en geïnstal-
den en de montage-complexiteit nemen steeds verder toe. Diverse be-
leerd bij de Franse firma Tubesca SA, leverancier van aluminium ladders
drijven en specialisten geven een overzicht van de mogelijkheden van
en trappen voor industriële toepassingen. Door automatisering met inzet
moderne microassemblage en brengen je op de hoogte van nieuwe trends
van deze robot-productiecel is het tekort aan medewerkers bij de firma
in dit vakgebied. Daarbij komen vragen aan bod als: wat verstaan we on-
Tubesca SA opgevangen, waardoor de productie kon worden gecontinu-
der microassemblage, welke positioneer- en herhaal-nauwkeurigheden
eerd en in eigen land behouden blijft. Indien deze automatisering niet had
zijn haalbaar, hoe kunnen we kortere cyclustijden realiseren, waar kunnen
plaatsgevonden, waren deze werkzaamheden zeker naar Oost-Europa,
robots worden ingezet en waar niet? De lezingen geven een overzicht van
dan wel naar China verdwenen. Voor programmering van de robotinstal-
de veranderingen en de doorontwikkelingen van microassemblage tech-
latie wordt gebruik gemaakt van het Fanuc programmeersysteem Robo
nologieën. De diverse ontwikkelingen van componenten, zoals bijvoor-
Guide en de speciaal door Valk Handling ontwikkelde Custom Made Robot
beeld grippers, piëzo- en lineaire motoren, lineaire geleidingen en beeld-
Software (CMRS).
verwerking worden toegelicht. Tevens worden er demonstraties verzorgd van inzetbare componenten.
Inline poreusheidcontrole voor metalen gietstukken
Robotica blijft in de lift
Het Amerikaanse Valentine Robotics kondigde onlangs de geslaagde ge-
stelt BCC Research in een onlangs uitgevoerd onderzoek ‘Robotics: Techno-
ïntegreerde inline kwaliteitscontrole aan voor de detectie van poreusheid
logies and Global Markets’. Waar in 2008 nog een omzet van 17,3 miljard
in metalen gietstukken. De Valentine Robotics Vision & Systems Groep
dollar werd geboekt, verwachten de onderzoekers dat over de gehele linie
gebruikte Scorpion Vision software voor het opsporen van poreusheid
ook in 2009 een lichte groei van 0,6 procent te zien zijn. In het onderzoek
en putjes in metalen gietstukken tot 0,5 millimeter. Poreusheid in me-
wordt er onderscheid gemaakt in industriële robots, domotica, profes-
talen gietstukken veroorzaakt voortijdige slijtage en verzwakking van
sionele dienstverlening, militaire robots, beveiliging en ruimtevaart. De
het materiaal. Het opsporingssysteem maakt het mogelijk om controles
sterkst vertegenwoordigde sector van industriële robotica, die in 2008 nog
uit te voeren tijdens de productie, wat leidt tot een betere kwaliteit van
11,5 miljard in de boeken mocht schrijven, zal in 2009 wel iets krimpen
de onderdelen en een verhoogde productie. Andrew Valentine legt uit:
tot 10,5 miljard, maar zal in 2014 weer tot 12,1 miljard gegroeid zijn. Als
“We hebben deze systemen succesvol kunnen integreren omdat Scorpion
grootste stijgers worden de professionele dienstverlening (3,3 miljard dol-
Vision over instrumenten beschikt waarmee we defecten kunnen opspo-
lar in 2008) en de militaire robotica (917 miljoen dollar in 2008) genoemd,
ren. Zonder dit gereedschap en de vooruitgang in LED-licht technologieën
die met respectievelijk 6,0 procent en 6,8 procent zullen groeien.
De roboticamarkt zal in 2014 gestegen zijn naar 21,4 miljard dollar. Dit
zou de controle op poreusheid veel ingewikkelder en duurder zijn.”
Nieuws 07
Een goede afstemming van vision en robotica als basis voor succes
Synergie in vogelvlucht Het terrein van vision- en robottechnologie is als een natuurlijk landschap: gebieden waar het aangenaam vertoeven en goed oogsten is, worden afgewisseld met venijnige ravijnen en verraderlijke moerassen. Net als natuurlijke landschappen, verandert ook het vision- en roboticalandschap. Dit artikel probeert in vogelvlucht dit terrein te beschrijven, waarbij er hier en daar een duikvlucht in detail wordt gemaakt, om zo de voordelen van goed afgestemde vision en robotica goed in beeld te brengen.
Léon Bemelmans –Beltech
08 Vision Grijperselectie & Robotics 2009
Vision is een relatief jonge techniek: daar waar mechanica en elektro-
specifieke vragen komen maatwerkapplicaties in beeld. De herkenning
techniek kunnen bogen op kennis die is opgebouwd in zeer vele decennia
leidt tot een resultaat in het systeem, op basis waarvan er bijvoorbeeld
en zelfs eeuwen, bestaat vision eigenlijk pas sinds pakweg 1975. Behalve
wordt gesorteerd of een bewerking wordt gestart. Ook dit is een functie
jong is vision ook multidisciplinair. Elk van de disciplines is bovendien
met nog beperkte interactie.
volop in beweging. Zo worden camera’s steeds krachtiger in de zin van
De derde groep betreft het bepalen van de positie van meer of minder
resolutie, snelheid en lichtgevoeligheid, algoritmen worden steeds intel-
duidelijke aspecten, op basis waarvan een beweging wordt uitgevoerd.
ligenter, de rekenkracht neemt alsmaar toe en de middelen voor ver-
Voorbeelden zijn het positioneren of oppakken van te bewerken produc-
lichting worden onophoudelijk beter. Te midden van al die dynamiek
ten op basis van merktekens of productkenmerken (zoals bijvoorbeeld
wordt de basis wel eens over het hoofd gezien: vision stoelt op het kij-
caravanramen, wafers, drukwerk, koekjes, bonbons en vleeswaren).
ken naar objecten, waarbij belichting en reflectie de essentie zijn. Daar
Overwegend gebeurt dit in het platte vlak: producten liggen op xy-sledes
waar visionapplicaties problemen opleveren, is dat vaak te wijten aan
of op een lopende band. De elementaire aanpak is meten, sturen en mis-
onvoldoende aandacht voor de onderliggende natuurkunde: afgeronde
schien nog eens meten ter verificatie. De applicatie kan op twee manie-
hoeken die het licht net anders reflecteren, matte metalen delen die door
ren complexer worden: de meting vindt enigszins continu plaats en/of de
machineolie opeens gaan glimmen, of een afwijkende tint kunststof
meting vindt plaats in 3D.
granulaat, waardoor de visionmeting net anders uitvalt. Dit alles maakt dat
De eerste uitbreiding geeft weer dat de toepassing verschuift van sturen
er, naast de visionapplicaties die het gestelde doel in alle opzichten tref-
naar regelen: tijdens de actie wordt er continu gemeten en teruggekop-
fen, ook applicaties zijn die een zorgelijk projectverloop en soms zelfs een
peld. De visionapplicatie is onderdeel geworden van een regellus, met als
zorgwekkend projecteinde kennen.
belangrijkste kenmerk de snelheid en bepaaldheid van het meetmoment.
In hoofdzaak zijn er drie uitvoeringsvormen voor een visionsysteem: de
Regellussen waarin een dode tijd voorkomt, kunnen wel eens lastig zijn.
intelligente camera’s, de boxsystemen en systemen gebaseerd op pc’s.
Verder is het niet moeilijk om in te zien dat de kwaliteit van de meting
Intelligente camera’s worden over het algemeen geconfigureerd en niet
belangrijker wordt. Bij een stuuropdracht kan de meetwaarde ‘rustig’
geprogrammeerd en bieden wat minder mogelijkheden voor interfacing,
getoetst worden tegen grenswaarden, en de meting kan eventueel her-
maar zijn bovenal compact. Hun plaats in de machine of productielijn is
haald worden (het object ligt immers stil) of het product kan genegeerd
duidelijk afgebakend en ook zichtbaar: het kleine kastje is een sensor
worden (de bonbon wordt niet opgepakt en eindigt bij het afval). Bij een
die zijn taak vervult. De boxsystemen zijn wat uitgebreider. Zij bieden
regellus is een afwijkende meting veel meer van invloed: de robotkop
de mogelijkheid tot meer interfacing en het bedienen van meer sepa-
is onderweg en moet toch niet al te zeer de verkeerde kant opgestuurd
rate camera’s. Ook hun positie in de lijn is duidelijk afgebakend, maar
worden. Intelligent filteren van de meting voordat de resultaten naar
is wel wat uitgebreider: de camera zit op de lijn en in de besturingskast
de regelaar gaan is dus belangrijk. Visual servoing is het domein waar-
is de processing unit gemonteerd. De op pc’s gebaseerde systemen zijn
mee dit type applicaties wordt aangeduid. Het is duidelijk dat met deze
het meest flexibel, zowel qua visionapplicatie als verdere taakinvulling,
systemen een ander soort applicaties binnen handbereik komt. Ook is er
zoals userinterface, uitgebreide lijnbesturing, diagnostiek en koppeling
duidelijk sprake van een hoge mate van integratie en interactie.
aan database of hostsystemen. Voorzieningen voor hulp op afstand zijn eenvoudig te kiezen en te implementeren. Naast de flexibiliteit is ook
3D-vision en robotica
de openheid een groot voordeel. De voorkeur voor de uitvoeringsvorm
Visionapplicaties voor het meten van posities worden complexer als de
hangt onder meer af van de taakstelling op visiongebied en van het be-
meting in 3D gebeurt. De mogelijkheden om een 3D-beeld van de om-
leid van de klant (voorkeur voor open systemen of voor gesloten black
geving te vormen, omvatten onder meer stereo vision, lasertriangulatie
box benadering).
en looptijdmeting. Stereo vision sluit enigszins aan bij de manier waarop mensen diepte schatten: door vanuit twee beelden (ogen) dezelfde scè-
Van geïsoleerde taak tot volledig geïntegreerd
ne te bekijken en vast te stellen hoeveel eenzelfde kenmerk in de twee
De door vision ingevulde taken zijn grofweg in drie groepen in te de-
beelden is verschoven, leidt tot een afstandsinschatting.
len: de kwaliteitscontrole en het contactloos meten, de identificatie en
Dat is meteen ook de zwakte: waar geen kenmerken zijn (een uniform
herkenning en ten slotte de positiebepaling en robotsturing. De eerste
gekleurd oppervlak) of waar veel dezelfde kenmerken zijn (een wandbe-
groep is duidelijk en bijna klassiek: met camera’s producten controleren
kleding waarin een raster van kleine gaatjes is aangebracht) leidt dit tot
op zichtbare aspecten. Foute producten worden uitgesorteerd, de goede
meetfouten, ook bij mensen. Een voorbeeld met voldoende kenmerken
gaan door. De visionunit staat tamelijk los van de omgeving.
is een depalletiseerrobot voor het ontstapelen van enigszins geordende
De tweede groep van taken omvat toepassingen variërend van het lezen
kratten.
van codes of teksten tot het herkennen van gezichten. Patroonherkenning is hierbij een trefwoord. Met name voor het lezen van codes (bar-
Lasertriangulatie is gebaseerd op het actief aanbrengen van een ken-
codes, 2D-codes) zijn er inmiddels goedkope standaard readers te koop,
merk in beeld (de laserlijn of laserspot) en op basis van bekende sy-
waarin de visionapplicatie volledig is geoptimaliseerd voor die taak. Voor
steemgeometrie de afstand bepalen. Deze methode werkt uitstekend, is
Vision & Robotics 2009 09
ver ontwikkeld en kan hoge nauwkeurigheden bereiken. Groot nadeel is
objecten dan ook niet meer plaats in de vorm van beelden, maar in de
de benodigde manier van scannen, wat tijd en beweging kost. Voorbeel-
vorm van puntenwolken. Nog een stap verder gaan applicaties waarin de
den zijn het meten van kitlijnen in de montage.
producten zelf ongedefinieerder zijn, of zonder ordening zijn geplaatst
De derde methode is looptijdmeting. Deze methode is gebaseerd op het
en door robots gemanipuleerd moeten worden. Een dergelijk voorbeeld
bepalen van de tijd die een lichtflits nodig heeft om vanaf de sensor
is de melkrobot.
naar het voorwerp en weer terug te reizen. Hoogstandjes uit signaal-
Dit soort toepassingen maakt de voor ogen staande flexibiliteit van ro-
verwerking, in combinatie met speciale sensorarrays, maken dat het
bots pas echt toegankelijk: het in een 3D-omgeving manoeuvreren en op
mogelijk is.
de situatie reageren van automatische systemen. Niet voor niets spreken voetbalrobots en humanoids tot onze verbeelding. Vanuit academische
Dit type camera is in staat om circa tien beelden per seconde te maken
hoek is er dan ook ruime belangstelling voor deze systemen.
en biedt daarmee een snelheidsvoordeel boven de triangulatieaanpak. Omdat de technologie zijn basis heeft in toepassingen voor motorvoer-
Projectaanpak en risicoafbouw
tuigen, is in het ontwerp diepgaand rekening gehouden met buitenom-
In het voorgaande is duidelijk geworden dat er met vision veel mogelijk
standigheden. Het resultaat daarvan is dat zelfs in zonlicht de functie
is. De zich verder ontwikkelende technieken versterken dat alleen maar.
behouden blijft. Nadeel is nog even de beperkte resolutie: 64 x 48 pixels.
In de praktijk blijkt deze technische prestatie nogal eens af te leiden van
Dit is natuurlijk niet wat we gewend zijn. De boven beschreven metho-
potentiële probleemgebieden die bij implementatie aan het licht komen.
den leveren een 3D-beeld op van de omgeving. Daarmee is nog lang
Vooral bij de wat lastigere en complexere applicaties bestaat dan het
geen applicatie beschikbaar: patroonherkenning in 3D is veruit minder
risico dat pas laat in het projecttraject problemen naar voren komen, die
ontwikkeld dan in 2D. Ook correctiemethoden zijn van een andere orde:
een ander beeld werpen op haalbaarheid of projectomvang. Het verdient
als in 2D een referentiebeeld wordt gemaakt van een object en de in-
daarom aanbeveling om in een vroege projectfase zowel aandacht te
spectie of meting moet plaatsvinden op een beeld dat bijvoorbeeld 45
besteden aan de technische prestatie zoals snelheid, algoritmen en con-
graden is gedraaid, dan zijn de meeste algoritmen wel in staat voor die
figuratie, als aan aspecten ten aanzien van productvariatie, omgevingsin-
rotatie te corrigeren. Bij 3D ziet een object er onder een andere hoek
vloeden, reproduceerbaarheid en stabiliteit van de oplossing. De ervaring
waargenomen soms substantieel anders uit. Correctie voor rotatie is dan
leert dat deze laatste factoren pas goed ingeschat kunnen worden als er
aanzienlijk lastiger. Om dat te vergemakkelijken, vindt representatie van
daadwerkelijk naar de producten wordt gekeken. Begin zelf met een goede vraagstelling waarin doel, specificaties en randvoorwaarden helder zijn en, waar mogelijk, getalmatig zijn vastgelegd
3D-meting voor robotsturing bij enigszins ongedefinieerde producten.
en waarin de uiteindelijke afname en testprocedure worden beschreven, of op zijn minst worden aangeduid. Overweeg vervolgens vooraf de consequenties van de toepassing: als inspectie wordt geautomatiseerd die op basis van steekproeven een afkeur van één procent laat zien, dan is het eindresultaat een systeem dat één procent van de volledige productie gaat afkeuren. Dat moet dan maar en er komen dus meer afvalcontainers. Wordt het proces nu verbeterd, of worden de toleranties verruimd? Zorg verder voor basiskennis over vision, bekijk de voorgestelde oplossingen kritisch, vergelijk eventuele voorstellen en overtuig jezelf van de basisfunctie in demo’s of eventueel deelopdrachten. Een voorstudie van beperkte omvang onderstreept de serieusheid naar de leverancier en voorkomt dat een project wordt gestart dat uiteindelijk
010 Vision & Robotics 2009
niet leidt tot een werkend systeem, of waarvoor gaandeweg budgetuit-
waarvan standaarddeviatie wordt bepaald niet meer zo ver weg. Beter
breiding moet worden aangevraagd. Het laatste aanknopingspunt geldt
ten halve gekeerd, dan ten hele gedwaald: de test kan uitwijzen dat het
met name bij nieuwe toepassingen zoals intensieve koppeling van robots
niet haalbaar is, of dat een andere configuratie (andere resolutie, meer
en vision, en betreft het goed afstemmen van de interfaces en het con-
camera’s) nodig is.
troleren dat alles werkt. Deze afloop bewerkstelligt een groeiend inzicht
Naarmate de rol van vision belangrijker wordt, neemt ook het belang
in de haalbaarheid en een snelle afname van het projectrisico. Te garan-
van een degelijke voorbereiding toe. Bij combinaties van robot en vision
deren haalbare specificaties, maar ook onhaalbare wensen, worden snel
is de rol van vision overduidelijk en kritisch: een verkeerd bepaalde op-
duidelijk. Zo wordt voorkomen dat uiteindelijk gerealiseerde systemen
pakcoördinaat leidt tot een robotcrash of lijnstilstand. Dat is een ander
niet voldoen aan de verwachtingen of hun geld niet opbrengen. De bo-
type fout dan een bonbon die niet wordt opgepakt. Het verdient dan ook
vengenoemde aandachtspunten tonen dat een zekere dosis ervaring en
de aanbeveling om de visionmethode en de vereiste nauwkeurigheden
het vooraf gedegen inventariseren van mogelijkheden en beperkingen
in goed overleg af te stemmen met de robotdeskundigen, om zodoende
belangrijk zijn. Hier moet rekening mee worden gehouden met de opstel-
de optimale aanpak te bepalen. Dit voorkomt een overgedimensioneerde
ling en mogelijkheden van zowel de klant als leverancier.
aanpak van een robot met high-end visionsysteem, terwijl een robot met een flexibele vacuümgripper in combinatie met een eenvoudige vision-
Betrouwbaarheid
applicatie de taak ook zou vervullen.
Aparte aandacht verdient het onderwerp betrouwbaarheid. Eén van de elementen van de basisfunctie is de mate waarin een meting, herken-
Tot slot een blik in de toekomst. Gepaste aandacht voor de genoemde
ning of beoordeling reproduceerbaar is. Deze reproduceerbaarheid moet
punten, in combinatie met groeiende technische mogelijkheden, gaat
een zekere relatie hebben tot de te toetsen tolerantie. De tolerantie T is
ongetwijfeld leiden tot meer en meer toepassingen waar vision en ro-
over het algemeen goed te bepalen of voorgeschreven. De reproduceer-
botica de handen ineenslaan. Dat is goed nieuws. Want mits goed af-
baarheid o van de meting moet dan voldoende klein zijn om de tolerantie
gestemd, zal dit duo een significante bijdrage leveren aan economie en
te toetsen. Dat ‘voldoende klein’ verdient nader aandacht, en wel omdat
bedrijvigheid.
er een andere specificatie in besloten ligt, namelijk de toegelaten False Accept/False Reject. Immers, een meting leidt tot een meetresultaat dat wordt getoetst tegen de tolerantie en dit leidt tot goed- of afkeur. De kans bestaat echter dat de meting een zodanige afwijking vertoont, dat een goed deel wordt afgekeurd of omgekeerd. Deze kans wordt in steeds meer toepassingen benoemd op ppm (parts per million) niveau, waarbij een False Accept is toegelaten van bijvoorbeeld vijftig ppm (op één miljoen delen mogen er maximaal vijftig foutdelen doorgaan). Op basis van modellen en bijbehorende wiskunde komt dit er ongeveer op neer dat geldt o = T /30. Ofwel, bij een te bewaken tolerantie van bijvoorbeeld 0,03 millimeter is een reproduceerbaarheid vereist van één micrometer. Het blijkt lastig om vooraf een inschatting te geven over de haalbare reproduceerbaarheid en dus is het verstandig om deze reproduceerbaarheid aan de hand van testen vast te stellen en bevestigd te zien. Dat gaat verder dan alleen kijken of het werkt. Echter, als er al een opstelling of testsysteem is waarmee aan de hand van enkele samples is vastgesteld dat het principe werkt, dan is de stap naar een uitgebreidere meting
3D-meting van enigszins ongedefinieerde producten in een ongedefinieerde omgeving.
Vision & Robotics 2009 011
Regelaars worden al vijfentwintig jaar met robots gemaakt
Liam van Koert
Klaar voor de slimme gasmeter Itron in Dordrecht, bij velen beter bekend als de Meterfabriek, is het eerste niet-automotive bedrijf in Nederland dat met robots haar productie automatiseerde. Als demoproject werden met overheidssteun vier Asea-robots ingevlogen om de productie van de vele gasdrukregelaars te ondersteunen. Nu, vijfentwintig jaar later, zijn de robots vervangen. Niet omdat ze het niet meer deden, maar omdat een aantal reserveonderdelen niet meer te krijgen was. Met de nieuwe generatie is meteen de cyclustijd gehalveerd. Ad Stolk was er bijna vanaf het eerste uur bij. Het Hoofd Productie kan zich
hoofdgroepen: de regelaar die reduceert, de regelaar die alleen een vei-
de gouwe oude tijd nog goed voor de geest halen. “In die tijd was Itron
ligheidsklep (gasgebrekklep) heeft en de regelaar die beide onderdelen
nog Schlumberger en was ABB nog Asea”, blikt hij terug. “En als je daar
in zich heeft. Geschikt voor ingangsdrukken van 20 tot 400 mbar en een
naar de muur kijkt, zie je de grote panelen waarop het hele systeem van
uitgangsdruk tussen de 20 en 30 mbar, hebben we zo’n veertig varianten
destijds is uitgelegd. Iedereen was reuze benieuwd of robots ook rendabel
in ons assortiment. Alle onderdelen voor de regelaars worden ingekocht.
waren voor andere industrieën dan de automobielindustrie, en de over-
Alleen de assemblage en verschillende testen vinden hier plaats.”
heid besloot om geld in een demoproject te steken. Aangezien onze gasdrukregelaars redelijk eenvoudig te assembleren producten waren, het is
Productielijn
voornamelijk een kwestie van stapelen, en onze handmontagelijn nodig
Een regelaar bestaat uit gemiddeld dertig onderdelen. Dat betekent dat
aan vervanging toe was, waren wij de uitverkorenen. In totaal werden er
elke robot zes tot negen onderdelen aan de regelaar toevoegt, die middels
vier IRB 1000 robots opgesteld, die elk te midden van verschillende fee-
de verschillende trilpannen en feedersystemen aan de robots met een
dersystemen en een lange transportband hun werk deden. Al met al was
multifunctionele gripper worden aangeboden. Bij het begin beginnend,
het een geslaagd project. Waar aanvankelijk dertien tot veertien mensen nodig waren om duizend regelaars per dag in elkaar te zetten, kon nu dezelfde productie met vier mensen gedraaid worden. Daarnaast werd het werk een stuk minder eentonig, omdat er een compleet product gemaakt werd. Voorheen was het echter puur lopende band werk, waar het personeel continu dezelfde handelingen moest herhalen.”
Gasdrukregelaars Het bedrijf uit Dordrecht, dat in september 2008 het 150-jarige bestaan vierde, heeft een rijke historie als het op gas aan komt. Begonnen met de productie van gasverlichting, kwamen in 1858 de eerste gasmeters uit de werkplaats. Inmiddels zijn daar de gasdrukregelaars en gasmeters bijgekomen die in elke meterkast zijn terug te vinden, maar produceert het bedrijf ook de vele tussenstations die ons gasnet rijk is, evenals gasmeters voor industriële toepassingen. “De gasdrukregelaar is de afgelopen vijfentwintig jaar nauwelijks veranderd”, begint Stolk zijn uitleg over de productie ervan. “Hoewel er hier en daar wel wat andere materialen worden toegepast met het oog op kostenbesparingen en de Kiwa-Gastechnormen die gevolgd moeten worden, voeren we nog steeds dezelfde drie
012 Praktijk De oude assemblagelijn met vier oude IRB 1000 robots.
De nieuwe assemblagelijn met vier nieuwe IRB 1600 robots.
plaatst robot 1 het eerste onderdeel in een transportdrager, welke op een
gevallen ook een nieuwe regelaar geproduceerd moeten gaan worden.
transportband is gemonteerd. Als alle onderdelen gestapeld zijn, draait
Dan is een halvering van de cyclustijd, die momenteel achttien secon-
de transportband verder en gaat de transportdrager met halfproduct naar
den bedraagt, mooi meegenomen. Die snellere cyclustijd komt overigens
de volgende robotcel. “Voorheen hadden we de besturing van alle robots
voornamelijk door het feit dat, met de komst van de IPC, de handelingen
centraal geregeld”, licht Stolk de samenhang van het systeem toe. Dit
niet meer sequentieel hoeven worden uitgevoerd. Waar vroeger de trilpan
was in het begin wel handig om de nodige data te verzamelen, maar had
stil stond als de robot bewoog, ook al was het voor één milliseconde, is
ook het nadeel dat wanneer er één robot stil stond, de hele lijn stil stond.
dat nu niet meer nodig.” Op de vraag waarom er voor ABB is gekozen,
Daarnaast kostte het één seconde aan cyclustijd, waardoor operators met
kan Stolk kort zijn. “Ik geloof op zich niet dat er echt slechte robots zijn.
haast hem toch op lokaal instelden. Hier zijn we dus snel vanaf gestapt. In
De goede ervaring die we met ABB hebben, was voor ons echter heel be-
plaats daarvan wordt bij aankomst van de transportdrager in de robotcel
langrijk. Als er iets is, dan lossen ze het op. En juist die servicecomponent
nu met behulp van sensoren gekeken of de handelingen in de vorige cel
levert geld op, wanneer daarmee voorkomen wordt dat de productie stil
zijn uitgevoerd. Is dit niet het geval, dan loopt de band gewoon verder.”
ligt. Daarnaast waren we erg gecharmeerd van de software en de draag-
Wanneer alle onderdelen zijn toegevoegd en alle stations zijn doorlopen,
bare bedieningsunit met touchscreen. Deze was gemakkelijk in te richten
is het tijd voor het testen. Middels een rondtafelsysteem worden alle rege-
en is gebruikersvriendelijk. Dat maakt de drempel voor het personeel, die
laars ingeregeld op de juiste uitlaatdruk en wordt er onder andere getest
zich niet hoeft te bemoeien met voorbij zoevende code, een stuk lager.”
op sluitdruk, inwendige lekkage en debiet. “Met de nieuwe cyclustijden die gehaald worden, is het teststation de bottleneck geworden. Ook hier
Voordelen
gaan we in de toekomst iets anders op verzinnen, maar waarschijnlijk
De installatie van de robots is gefaseerd doorgevoerd. Eerst waren robot
gaat dit geen rondtafelsysteem worden”, aldus Stolk.
1 en robot 2 aan de beurt., daarna robot 3 en 4. Om de hierbij optredende stilstand te ondervangen, zijn montagetafels neergezet en extra mensen
Vervanging
ingehuurd. “Hoewel ABB normaliter geen systeemintegratie doet, heb-
“De belangrijkste reden dat we onze robots hebben vervangen, is het feit
ben ze ons bij wijze van uitzondering geholpen om de overgang zo snel
dat er nauwelijks nog reserveonderdelen voor de IRB 1000 robots te krij-
mogelijk voor elkaar te krijgen”, licht Stolk toe. “Het betrof namelijk al-
gen waren”, motiveert Stolk de upgrade van zijn productielijn. “Dit maakte
leen de vervanging van de robots, terwijl de rest van de lijn hetzelfde is
het onderhoud duur, aangezien specifieke kaarten al helemaal niet meer
gebleven.” Op de vraag of er nog andere voordelen zijn, naast een korte
voorhanden waren. Daarnaast was het een strategische keuze om nu de
cyclustijd en voldoende reserveonderdelen, antwoordt Stolk: “Een han-
capaciteit van onze lijn te vergroten. Hoewel de heren in Den Haag het
dige bijkomstigheid is de remote service die tegenwoordig geboden kan
over de details niet eens zijn, is het een kwestie van tijd voordat de slim-
worden. Is er iets aan de hand, dan leest ABB op afstand de gegevens uit,
me gasmeters, waarmee via het internet het verbruik kan worden afge-
zodat een monteur meteen al met de goede spullen op de stoep staat. En
lezen, verplicht gesteld worden. De verwachting is dat wanneer het licht
een minstens net zo belangrijk voordeel is de kwaliteit van onze regelaars.
op groen gaat, er in zes tot zeven jaar zes miljoen gasmeters met in veel
We hebben de laatste tijd beduidend minder afkeur.”
Praktijk 013
Vision & Robotics nu ook online
Kijk voor alle artikelen en het laatste nieuws op www.visionenrobotics.nl 014 Praktijk
In memoriam Oscar van Hoof 1975 - 2009 We hoorden op donderdag 16 april 2009 het vreselijke nieuws dat onze
tijd brengen op het vakinhoudelijke gebied. Zijn zakelijke contacten
collega Oscar van Hoof bij een tragisch ongeval om het leven was
waren onder de indruk van hem.
gekomen en dus nooit meer bij ons zou zijn. Nooit meer. Niet een dag later. Niet die week. Nooit meer.
Bij Aris ging hij als een academicus te werk. Hij schreef een whiteboard vol met gedachten, met een stapel boeken op het bureau. Af en toe
Woensdag was hij er nog en hebben we samen bij Aris getafeltennist na
achterover leunend om te denken. Dan begon hij zijn ideeën beetje voor
de lunch. Zoals we dat altijd deden: samen lunchen aan een grote tafel,
beetje uit te werken op zijn Mac, waarvan hij onafscheidelijk was. Zo
met iedere dag verse spulletjes van de supermarkt in de buurt. Als Oscar
hielp hij een bedrijf met het verbeteren van de detectie van scheuren en
die ging halen, dan stonden er dingen op tafel die we anders nooit zagen:
beschadigingen op eieren en heeft hij aan een tandartsapplicatie
artisjokhartjes, pepertjes, sardientjes, chorizo en soms een experiment
gewerkt. Daarnaast heeft hij verschillende onderzoeken uitgevoerd ter
met iets onbekends. Hij maakte kunstwerkjes van een broodje.
ondersteuning van diverse tuinbouwapplicaties. En pas geleden was er een project opgestart, waarbij Oscar een nieuwe techniek kon gaan
Oscar praatte over elk onderwerp alsof hij er verstand van had. Dat was
toepassen voor het oppakken en inpakken van allerlei verschillende
ook vaak zo. Auto’s, gezondheid, economie, milieu, techniek, politiek,
producten. Dit project was Oscar op het lijf geschreven.
noem het maar op. Oscar zoog kennis op als een spons, gedreven door een grote nieuwsgierigheid.
Voor Aris heeft hij diverse artikelen geschreven en presentaties gehouden waaraan we konden merken hoe hij haast filosofisch met zijn vak kon
We hebben Oscar voor het eerst ontmoet tijdens de beurs Vision & Robo-
omgaan. Hij stelde zich vragen als: Hoe kun je het kijkvermogen van een
tics in 2007. Oscar was op zoek naar een nieuwe uitdaging nadat hij zijn
robot verbeteren en menselijke trekjes geven? Wat kunnen we leren van
inspiratie voor zijn promotie was kwijtgeraakt. Hij wilde iets gaan toepas-
het menselijk brein in het toepassen van vision? Zowel op de beurs Vision
sen van de kennis van beeldverwerking die hij in Utrecht had opgedaan.
& Robotics als in het gelijknamige tijdschrift had Oscar zijn plek gevonden.
Wij waren op zoek naar een creatieve geest om ons ontwikkelteam te
Als collega kwam hij altijd met een glimlach binnen en waarschijnlijk ook
komen versterken. Op de beurs stond onze pingpongrobot verre van vlek-
vol met gedachten. Soms een tikje verstrooid. Dan pakte hij een fles
keloos te spelen, maar Oscar raakte gefascineerd door de uitdagingen die
bronwater en begon met zijn werk.
we bij Aris gewend waren om aan te gaan en wilde zijn kennis graag met
Hij voelde zich thuis bij Aris en creëerde een stukje van zijn huiskamer
ons delen.
rond zijn bureau. Bij Aris zijn we een hechte club en hij was er meteen deel van.
Na een zeer positief sollicitatiegesprek direct na de beurs is Oscar in
Hij ging samen met zijn vriendin ook graag mee om de bruiloft van
september 2007 bij Aris begonnen. In deeltijd natuurlijk, omdat er nog
collega Peter in Polen te vieren. Oscar kon goed feestvieren.
zoveel andere dingen in het leven interessant zijn. Bij de sollicitatie verscheen hij in een pak, op en top een heer. De
Het is verschrikkelijk jammer dat we niet kunnen meemaken wat hij nog
informele dresscode bij Aris heeft hij daarna direct opgepakt. Hij genoot
allemaal van zijn werk zou hebben kunnen maken.
van de informele omgang bij Aris, de ruimte die hij kreeg om zich te kunnen ontwikkelen, en van de kontakten met andere bedrijven. Ook zijn
Oscar, je was één van ons.
netwerk van vrienden op diverse universiteiten wist hij goed aan te spreken. Dat was voor ons van grote waarde, Oscar kon Aris meer bij de
Aris BV, Eindhoven
In memoriam 015
Nauwkeurig meten vergt systeemkennis Visionsystemen worden in toenemende mate gebruikt voor applicaties zoals product verificatie en het meten en classificeren op basis van de zichtbare kenmerken. Om betrouwbare resultaten te krijgen, is het goed om te kijken naar de fundamentele beperkingen van een visionsysteem. Nu de resolutie niet meer de beperkende factor is, wordt kennis van deze beperkingen voor het ontwerp van nauwkeurige systemen belangrijker dan ooit.
De grenzen van vision
Wim Hoeks - Braincenter
Machine visionsystemen worden toegepast in diverse sectoren van de
af op de optische sensor, die het lichtbeeld omzet in een elektronisch
industrie, zoals metaal, kunststof, elektronica, verpakkingen en voedsel.
signaal. De sensor output wordt daarna omgezet in digitale gegevens.
De automatische visuele waarneming wordt gebruikt om de externe ken-
De digitale beeldgegevens uiteindelijk worden door het beeldanalyse
merken van een object of oppervlak te verifiëren. Dat kan een decoratief
programma bewerkt om de gewenste informatie uit de data te halen.
patroon zijn, zoals een coating of een functioneel patroon, bijvoorbeeld bij geprinte elektronica. Machine visionsystemen bieden een aantal voor-
Inschatten van betrouwbaarheid
delen ten opzichte van mogelijke andere alternatieven. Zo kunnen vision-
Bij het ontwerp van de visiontoepassing is het goed om de haalbare
systemen gebruikt worden voor het opmeten van productaspecten, die
nauwkeurigheid af te zetten tegen de eisen van de toepassing. Het een-
door hun uitvoeringsvorm louter visueel te bepalen zijn. Dit kunnen hele
voudigweg kiezen voor een hoogresolutiecamera garandeert geen be-
grote of juist hele kleine objecten zijn, kwetsbare en zachte objecten, of
trouwbaar resultaat. Afgezien van de extra kosten voor de camera, kan
objecten die direct gemeten moeten worden nadat ze op hoge tempera-
de extra tijd voor de overdracht en analyse van de grote hoeveelheden
tuur bewerkt zijn. Tot slot is vision ook een mooi alternatief voor metin-
gegevens ook nog andere problemen introduceren. Indien de afzonderlijk
gen, welke op een andere manier te traag of te duur zijn.
waar te nemen details klein zijn ten opzichte van het beeldveld, zal er een hoogresolutiecamera toegepast moeten worden.
Componenten in visionsystemen
Ook inspectietaken zijn als een meettaak op te vatten. In een aantal
De componenten van een visionsysteem zijn schematisch weergegeven
analysestappen wordt uit het beeld een indicator voor de kwaliteit van
in figuur 1. Elk visueel systeem heeft licht nodig. Dat licht kan van het ob-
het product bepaald. De herhalingsnauwkeurigheid van deze indicator,
ject zelf komen (verlichtings- en displayindustrie), maar meestal wordt bij
inclusief de eventuele ‘foute’ metingen, is een goede maat voor de
het ontwerp van het systeem de verlichting afgestemd op de toepassing.
betrouwbaarheid van het systeem. Een typische stap in de sequentie van
De verlichting zorgt voor een goed contrast, zodat de inspectie- of meet-
beeldanalysestappen is de bepaling van de actuele positie en stand van
taak zo goed mogelijk uitgevoerd kan worden. De lens beeldt het object
het product in beeld. Deze informatie wordt in volgende stappen gebruikt om meetvelden op de goede plekken op het product te leggen. Als de positiemeting afwijkt, zullen de metingen ook verstoord worden door de
A.
foute ligging van de meetgebieden. B.
C.
E.
D.
Camera
Signaal interface
Beeldbewerking, interpretatie en communicatie
De herhalingsnauwkeurigheid van de kritische kwaliteitsparameter is pas achteraf vast te stellen. Om de nauwkeurigheid vooraf in te schatten, moet men kijken naar de kritische aspecten in de systeemopbouw. De uiteindelijke betrouwbaarheid van het systeem hangt af van de beeldanalysestappen en alle conversiestappen. In dit artikel zullen alleen de conversiestappen behandeld worden. In de voordracht op Vision & Robo-
Componenten van een visionsysteem: verlichting (a), lens (b), beeldsensor (c), analoge en digitale elektronica (d) en computer met SW voor beeldinterpretatie (e).
016 Vision & Robotics 2009
tics 2009 zal echter ook op de beeldanalyse worden ingegaan.
Invloed van verlichting
niet de enige bron van onzekerheid bij de conversie van het optische
In de afgelopen tien jaar is de catalogus van de ‘standaard’ LED-verlich-
beeld in digitale gegevens.
tingen dermate gegroeid, dat er intussen voor elk veel voorkomend probleem wel een oplossing is. In sommige praktijksituaties blijkt het kiezen
Verwerken van beeldgegevens
van een goede verlichting nog lastig door de condities in de doelomge-
Tot slot resteert de beeldinterpretatie om de gewenste informatie uit de
ving. Als er uiteindelijk een acceptabele combinatie gevonden is, dan
beeldgegevens te halen. De leveranciers van de visionpakketten claimen
blijkt het soms lastig om aan te geven welk productaspect nu uiteindelijk
dat diverse algoritmes subpixels nauwkeurig kunnen berekenen. Dat is
verantwoordelijk is voor het ontstane beeld. Ondanks de complexiteit
dan uitgaande van een gegeven situatie en bij vaste instellingen. Bij vari-
van dit probleem is deze analyse vereist om het effect van deze foutbron
atie van de instellingen kunnen andere resultaten optreden. Ook heb-
in te schatten.
ben we vastgesteld dat een positie die met een pakket is berekend, niet overeenkomt met de positiemeting van een ander pakket (met hetzelfde
Invloed van lens
digitale beeld als input). Dat is geen probleem, zolang er gecalibreerd en
Voor meettaken wordt typisch een telecentrische lens gebruikt. Hiermee
gemeten wordt met dezelfde meetalgoritmes in één pakket.
wordt de perspectivische vervorming geminimaliseerd. Voor een beeld-
Een eenvoudig getallenvoorbeeld laat zien dat kleine fouten toch nog
veld met een diagonaal groter dan dertig millimeter loopt de prijs van
flinke gevolgen kunnen hebben. Neem aan dat een meting met een
een dergelijk optiek snel op. Een lens voor een beeldveld met een diago-
nauwkeurigheid van 0,1 pixel uitgevoerd kan worden, en er een beeld-
naal groter dan tweehonderd millimeter is zowat onbetaalbaar. Een tele-
veld van 1280 bij 1024 pixels wordt gebruikt, dan zou men in de verticale
centrische lens heeft meestal een vaste werkafstand en heeft bovendien
richting een nauwkeurigheid van 0,01 procent verwachten. Klopt dat?
een veel grotere lengte dan een corresponderende gewone lens. Door
Deze berekening laat de applicatie volledig buiten beschouwing. Stel dat
deze eigenschappen voegt een telecentrische lens extra kosten toe aan
we een product in beeld moeten meten, waarvan de afmeting overeen-
de applicatie. Door een goede analyse van de situatie zijn deze kosten
komt met de helft van de corresponderende beeldmaat. Stel verder dat
mogelijk te vermijden. Als alternatief kan er ook een stereometing of een
de productpositie in beeld kan variëren en de positievariatie circa twintig
rangescanner worden toegepast, waarin automatisch rekening gehouden
procent van de corresponderende beeldmaat is. Tot slot reserveren we
wordt met de afstandsvariaties.
aan elke kant vijf procent van de beeldmaat voor het bepalen van de achtergrond (dit hangt van het algoritme af). Hiermee is honderd procent
Invloed van sensor en elektronische circuits
van het beeld functioneel gebruikt. Bij een maatcontrole moet je een
De camerasensor is verdeeld in individuele lichtgevoelige cellen in een
verschil in positie bepalen. Daardoor heeft het eindresultaat mogelijk een
regelmatig raster. In termen van signaalbewerking voert de sensor een
twee keer zo grote fout als een individuele positiemeting. De resulte-
sample operatie uit. Volgens de signaaltheorie moet de hoogste frequen-
rende nauwkeurigheid ten opzichte van de product afmeting is dus 0,2
tie van het aangeboden signaal lager zijn dan de helft van de sample
pixels, gedeeld door 512 pixels (verticaal). Dit komt overeen met 0,04
frequentie. Dit geldt ook voor tweedimensionale signalen, zoals het op-
procent. Zoals je ziet, is dat beduidend groter dan de initiële oppervlak-
tische beeld op de sensor. Daarom mag een lens geen scherper beeld
kige schatting.
produceren dan het sample raster van de sensor toelaat. Als deze eis
Er zal altijd enige onzekerheid in een visionsysteem blijven, welke spe-
genegeerd wordt, ontstaan er Moiré- of interferentiepatronen. Een ex-
cifiek samenhangt met de opbouw van het systeem. Alle componenten
treem voorbeeld van een interferentiepatroon is te zien in onderstaande
van het visionsysteem en alle beeldbewerkingsstappen dragen in meer
illustratie. Ook bij niet-repeterende patronen kunnen er afwijkingen op-
of mindere mate bij aan de herhalingsnauwkeurigheid van het resultaat.
treden. Deze blijven meestal beperkt tot een halve pixel. Helaas is Moiré Illustratie van Eefje Wentelteefje: Jeroen de Leijer.
Interferentie zorgt soms voor verwarrende resultaten. Zo is hier de kleur afhankelijk van de positie van de waarnemer.
Vision & Robotics 2009 017
Kunnen robots voetballen?
Peter van Lith - Stichting RoboCup Junior Nederland
RoboCup Junior wekt interesse toekomstige technici De internationale RoboCup federatie organiseert al sinds midden tachtiger jaren jaarlijks wedstrijden voor voetballende robots. Het doel is om het onderzoek naar robotica wereldwijd te stimuleren met een uitdagende opdracht: zorg dat in 2050 een team van lopende robots kan winnen van de dan heersende menselijke wereldkampioen.
De uitdaging is vergelijkbaar met de opdracht die in de jaren daarvoor
gebied. De RoboCup brengt in 2009 honderd teams uit heel Nederland
het doel was, namelijk het verslaan van de wereldkampioen schaken.
naar NEMO, om daar op 6 juni te laten zien wat de scholieren op het
En hoewel dat uiteindelijk lukte, bleek dat een schakende computer niet
gebied van robotica in hun mars hebben.
alleen heel anders speelt dan mensen, en dat daarmee maar weinig inzicht kon worden verkregen over de manier waarop menselijke intelligentie
RoboCup Junior wedstrijden
werkt. Daarom werd in de negentiger jaren besloten om het onderzoek-
De wedstrijden worden gespeeld in drie disciplines en drie leeftijds
sterrein te verleggen, en wel naar voetballende robots. Over vrijwel de
groepen. Leerlingen uit het Primair Onderwijs strijden tegen elkaar. De
gehele wereld is de interesse in technische vakken de afgelopen twintig
Onderbouw en Bovenbouw uit het voortgezet onderwijs hebben ieder een
jaar sterk gedaald, met als gevolg dat de instroom van bètastudenten aan
eigen categorie. Leerlingen ontwerpen, bouwen en programmeren hun
universiteiten veel lager is dan de industrie nodig heeft. Reden dus om
eigen robotjes en spelen mee in de categorieën Dansen, Rescue of Voet-
maatregelen te nemen. De RoboCup federatie heeft daarom in 1999 een
bal. Bij Dansen zorgen ze dat één of meer robots dansen op de maat van
nieuw initiatief ontwikkeld, RoboCup Junior, waarbij leerlingen van negen
muziek die de deelnemers zelf hebben uitgezocht. De leerlingen mogen
tot negentien jaar kunnen meedoen aan internationale wedstrijden. Door
zelf ook meedansen in een wervelende show. Het gaat erom het publiek
het leveren van lesmateriaal, het opleiden van docenten en het geven van
te vermaken, maar ook om te laten zien wat hun robot(s) allemaal kun-
workshops op scholen hopen de universiteiten op die manier jongeren
nen. Bij Rescue gaat het erom, analoog aan de Rescue wedstrijd bij de
te interesseren voor techniek. Gestart in 1999 als initiatief in Parijs en in
‘grote’ RoboCup, een container met gevaarlijke stoffen op te sporen en
Amsterdam in 2000 tijdens de WK RoboCup, groeide deze jongste tak van
onschadelijk te maken. De leerlingen doen dat door hun robotje op het
RoboCup al snel uit tot een populaire activiteit in vele landen. Hoewel
Rescue speelveld zo snel mogelijk naar het gele moeras te rijden, om daar
in Nederland in 2000 al werd gestart, duurde het
de container te zoeken en deze dan naar de kant van het moeras te du-
tot 2004 voordat er ook in Nederland een
wen. Het slimme gebruik van sensoren moet hier helpen om de opdracht
jaarlijkse wedstrijd voor scholieren werd
zo snel mogelijk te vervullen.
opgestart. Gesteund door science center NEMO, de Universiteit van Amsterdam
De voetballende robots zijn het moeilijkst te maken en bij deze wedstrijd
en de Technische Universiteit van Delft
strijden twee of vier robotjes om welk team het meeste doelpunten weet
en IBM, groeide het evenement uit tot
te scoren. Alle robots moeten geheel autonoom werken en mogen dus
een jaarlijkse gebeurtenis op robotica-
niet worden geholpen. De programma’s worden zo gemaakt, dat de robots met behulp van hun sensoren zelf bepalen waar ze op het veld zijn,
018 RoboCup
De Lego RCX is de oude MindStorms
waar de bal en de doelen zich bevinden en moeten zorgen dat ze de bal
robotkit, die geprogrammeerd
in het doel van de tegenstander krijgen. De bal zendt infrarood licht uit
wordt met RIS of RoboLab.
dat met behulp van sensoren wordt gedetecteerd, waardoor de robot de
bal kan vinden en volgen. De ondergrond van het veld verloopt van wit
kelomgeving (Eclipse) en een programmeertaal (Java), waardoor ze ver-
naar zwart. Hierdoor kunnen de sensoren aan de onderkant van de robot
trouwd raken met hulpmiddelen die ook in de industrie gebruikt worden.
bepalen waar de robot zich op het veld bevindt.
Na het volgen van de NLT Robotica module hebben ze dan een goede
De meeste leerlingen beginnen met het populaire Lego MindStorms
basis om in Java applicaties te bouwen, zonder een overschakeling van
platform, geprogrammeerd in één van de populaire programmeertalen.
een ‘speelgoed’ omgeving naar de wereld van de informatica te hoeven
Inmiddels doen er meer dan 35 scholen mee aan deze wedstrijden. Ver-
maken. De wedstrijden in NEMO worden gehouden op 6 juni 2009. Ze
schillende scholen hebben een doorlopende leerlijn opgezet, waarbij leer-
beginnen rond 10:00 uur en eindigen omstreeks 16:00 uur.
lingen in de hogere klassen de lagere klassen begeleiden. Met name in de hogere klassen wordt het steeds populairder om zelf robots te ontwerpen
Websites
en te bouwen. Zelfs het maken van eigen prints wordt vaak niet geschuwd.
Voor meer informatie over de RoboCup junior: www.robocupjunior.nl.
Inmiddels hebben de eerste generaties leerlingen de middelbare school
Voor meer informatie over het ITSLab: www.itsacademy.nl.
verlaten en zijn met hun verworven kennis begonnen aan een studie aan
Voor de gratis simulatorsoftware RoboPAL: www.robopal4nxt.com.
één van de Nederlandse universiteiten of hogescholen.
Techniek De meeste scholen starten met één of meer Lego-setjes. De afgelopen jaren zijn er echter verschillende robotplatformen op de markt gekomen, die op basis van bouwpakketten of losse onderdelen de leerlingen stimuleren om zelf hun robots te ontwikkelen. In internationaal verband is gewerkt met de RoboDidactics robots, waarbij aan de Universiteit van Amsterdam ontworpen elektronica wordt gekoppeld aan software, die een simulator bevat. Dat maakt het voor de leerlingen aantrekkelijk om hun programma’s ook thuis verder te ontwikkelen en te testen. In 2009 wordt er voor het eerst gebruik gemaakt van deze nieuwe ontwikkelomgeving. Het gebruik van een simulator is in de RoboCup wedstrijden algemeen aanvaard. Dit maakt het ontwikkelen en testen van robots een stuk eenvoudiger, maar tot voor kort bestond zo’n hulpmiddel niet voor de Junior Leagues. In een samenwerkingsverband met het Australische bedrijf muVium is deze simulatiesoftware voor een aantal robotplatformen ontwikkeld, waaronder de Lego NXT en de in Nederland ontwikkelde JoBot robots, die op verschillende scholen worden gebruikt.
Een voetbalwedstrijd in voorbereiding.
Eén van de belangrijkste doelen van RoboCup is het stimuleren van de interesse in techniek. Daarom is het ook belangrijk dat leerlingen de gelegenheid krijgen om zelf hun robots te ontwikkelen. Het ITSLab van de Uni-
De leerlingen moeten hun robotje zo snel mogelijk
versiteit van Amsterdam biedt leerlingen en docenten van scholen daar-
naar het gele moeras te rijden.
om begeleiding en cursussen aan. De afgelopen jaren zijn veel leerlingen geholpen met het opzetten van een robotica profielwerkstuk. Ook zijn de docenten van scholen geschoold in het begeleiden van de leerlingen die mee willen doen met RoboCup Junior. Er is volop gratis lesmateriaal beschikbaar via de website van RoboCup Junior. Ook de simulatorsoftware RoboPAL is gratis beschikbaar. De robotjes en de firmware voor de robots worden door de scholen, en soms door de leerlingen, zelf aangeschaft en kunnen werken met een hele reeks op de markt beschikbare softwaretools. Sinds 2008 is er ook een module Robotica voor NLT verkrijgbaar, dat op een zestal scholen momenteel wordt uitgeprobeerd. Hierbij is het uitgangspunt dat de leerlingen omgaan met een professionele ontwik-
RoboCup 019
RAB-activiteiten verbeteren imago robot De Robotics Association Benelux (RAB) is een vereniging van roboticafabrikanten, importeurs, systeemintegratoren en onderhoudsbedrijven. De branchevereniging heeft als doel het delen en uitdragen van kennis. Samen zetten de leden zich in voor de verbetering van het imago van de robot en het kennisniveau van potentiële klanten. Dit gebeurt op verschillende manieren. Een overzicht van de verschillende activiteiten die op het programma staan. Exclusief voor RAB-leden wordt er op 12 juni een voorlichtingssessie georganiseerd over de consequenties van de nieuwe machinerichtlijn. Samen met twee onafhankelijke veiligheidsadviseurs worden de wijzigingen besproken en de gevolgen daarvan praktisch ingevuld. Dan is er ook een voorlichtingscampagne over de toepassingen van industriële robotsystemen. De RAB zal bijvoorbeeld lezingen verzorgen tijdens Vision & Robotics op 16 en 17 juni in Nieuwegein. Met name de ’tien goede redenen om te investeren in robots’ worden behandeld, waarbij op een reële manier de voordelen worden behandeld en de vooroordelen worden gepareerd. Tevens staat op 15, 22 en 29 oktober het Robot Safety Seminar weer gepland. Aan de hand van een business case wordt op een praktische manier behandeld hoe een robotcel veilig gemaakt dient te worden, en wie welke verantwoordelijkheid daarvoor heeft. Specialisten en juristen komen aan het woord, zodat er een kwalitatief zeer hoogwaardig programma geboden kan worden. Onderwijs is ook een manier om kennisniveaus te verbeteren. Voor het werken met industriële robots bestaan er nog geen gestandaardiseerde opleidingen. De Robotics Association Benelux gaat de scholingsbehoefte in kaart brengen van mensen die met industriële robots werken. Daarnaast is een roboticakeurmerk een manier om de imago van een robot op te krikken, zoals bijvoorbeeld de Robot Safety Mark. De auditprocedure waaraan RAB-leden moeten voldoen, zijn gereed en de eerste audits worden op dit moment door een externe deskundige uitgevoerd. Doelstelling van dit roboticakeurmerk is de veiligheid van robotsystemen te waarborgen, zodat afnemers van robotinstallaties geen twijfel meer hoeven te hebben over de veiligheid van hun installatie. De eerste certificaten zullen naar verwachting worden uitgereikt aansluitend aan het Robot Safety Seminar op 15 oktober in Veldhoven. Andere voorbeelden van RAB-activiteiten zijn marktstatistieken, forumdiscussies en informele netwerkbijeenkomsten. Ga voor meer informatie naar www.robotics-benelux.info of neem contact op met Barend Nesse, RAB branchemanager via
[email protected].
Onderzoek scholingsbehoefte door RAB De RAB gaat de scholingsbehoefte in kaart brengen van mensen die met industriële robots werken. De RAB roept bedrijven die met industriële robots werken op een digitale enquête in te vullen. Op basis van de uitkomsten wil de RAB met de Vereniging FME-CWM, het NIL en STODT geharmoniseerde opleidingen opzetten. Voor het werken met industriële robots bestaan er nog geen gestandaardiseerde opleidingen. Dat is opmerkelijk, want industriële robots worden wel op grote schaal ingezet. Wereldwijd staan er meer dan één miljoen industriële robots in productie. De prognose is dat, ondanks de huidige economische terugval, het aantal industriële robots in Europa met acht tot tien procent per jaar zal groeien. De enquête is te vinden op www.robotics-benelux.info Bedrijven kunnen tot en met 8 juni de enquête invullen. Het invullen van de enquête neemt ongeveer tien minuten in beslag. Deelnemers aan de enquête maken kans op een prijs. Neem voor meer informatie contact op met de RAB branchemanager B.J. Nesse via
[email protected].
020 Branche Bulletin
Branche Bulletin
RAB organiseert Machinerichtlijndag Een industriële robot wordt in de meeste gevallen gecombineerd
EURON roept kandidaten op voor dissertatieprijs
met één of meer andere machines tot één productiesysteem. De nieuwe Machinerichtlijn, die 29 december 2009 actief wordt, spreekt dan van het ‘samenstellen van machines’. Wat zijn de wezenlijke veranderingen voor een robotintegrator? Wat gebeurt er met de IIBverklaring? Is koppeling van de noodstop noodzakelijk? Tijdens de RAB Machinerichtlijndag op 12 juni 2009 zullen een aantal van deze vraagstukken worden behandeld. Nick de With, één van de sprekers tijdens de voorlichtingssessie, licht een tipje van de sluier op. “Het totale productiesysteem met robot wordt een IIA-machine. Een robotleverancier levert de kale robot inclusief besturingskast vaak af met een
EURON organiseert in Europa voor de negende keer de George Giralt PhD
zogenaamde ‘IIB-verklaring’, welke kan worden gezien als een ‘verbod op
Award in Robotica. Het doel is om de kwaliteiten naar voren te schuiven
ingebruikname’. De koper of systeemintegrator (lees: fabrikant van het to-
van jonge academici, die bezig zijn met de eindfase van hun eerste on-
tale productiesysteem) dient zelf vóór ingebruikname de veiligheidsmaat-
derzoeksperiode. De prijs zal worden uitgereikt tijdens de jaarlijkse EURON
regelen volledig op orde te brengen. Veel eindgebruikers vergeten dat, na
vergadering, welke begin 2010 plaats zal vinden en waar de finalisten hun
uitvoering van alle tien stappen van het CE-markeringsproces, tevens een
proefschrift voor de jury zullen presenteren.
overkoepelend machineplaatje met CE-teken op het productiesysteem
De kandidaten zijn onderzoekers op het gebied van robotica en in het bezit
moeten worden geplaatst.
van een doctoraatsdiploma van één van de EURON instituutleden. Hun
Er bestaat nu ook een technisch dossier voor een IIB-machine. De nieuwe
proefschrift moet gaan over een concreet roboticaonderwerp, waarvoor
Machinerichtlijn 2006/42/EG kent voortaan ook een definitie voor een
een goed punt behaald moet zijn. Alle Europese talen zijn toegestaan,
niet-voltooide machine (IIB-machine). Een ‘niet-voltooide machine’ is een
maar een proefschrift in het Engels heeft wel het voordeel dat dit beter
samenstel dat bijna een machine vormt, maar welke niet zelfstandig een
door de internationale jury kan worden geëvalueerd. De uiterste inlever-
bepaalde toepassing kan realiseren, zoals bijvoorbeeld een aandrijfsy-
datum is 31 oktober 2009.
steem. De leverancier van de deelmachine dient voor de IIB-machine een
De evaluatiecriteria omvatten de wetenschappelijke en technologische
risicobeoordeling uit te voeren en een technisch dossier samen te stellen.
kwaliteiten van het proefschrift, gecombineerd met resultaten van hier-
Dit heeft grote voordelen voor de samenbouwer, omdat deze in de koop-
aan gerelateerde activiteiten in de vorm van bijvoorbeeld publicaties,
fase eventueel ook andere noodzakelijke onderdelen van het technisch
producten of onderzoeksprojecten. De kandidaten kunnen zich voor eind
dossier kan opvragen.
oktober 2009 inschrijven via het EURON PhD Award Comité. Bij de inschrij-
De nieuwe Machinerichtlijn eist een koppeling van de veiligheidsfuncties.
ving moeten bepaalde documenten worden meegestuurd, zoals een kopij
De Machinerichtlijn 2006/42/EG heeft in Bijlage I, paragraaf 1.2.1, de eis
van het doctoraatproefschrift en een document met beschrijvingen van
dat de eindgebruiker of systeemintegrator de functionaliteit van de veilig-
de effectieve resultaten van de verdiende titel (waaronder patenten, deel-
heidsfuncties (waaronder bijvoorbeeld de noodstop, hekbewaking en het
name aan wetenschappelijke evenementen of eventuele publicaties). Ver-
lichtscherm) op de verschillende
der moet er ook een abstract van de dissertatie (Engelstalig en maximaal
machines moet analyseren, en
vijf pagina’s), alsmede een aanbevelingsbrief van de begeleider van het
hier een samenhangend geheel
proefschrift worden ingeleverd.
van moet maken. Het meest
De EURON Board zal een jury aanwijzen, welke uit ten minste vijf leden
bekende voorbeeld is natuurlijk
bestaat. De jury zal de kandidatuur evalueren, waarbij de leden eventuele
de koppeling van de noodstop
ondersteuning kunnen vragen van specialisten. De jury zal naar bepaalde
van de deelmachines. Het kan
aspecten van de doctoraatsthesis kijken, zoals de aangeleverde documen-
niet zo zijn dat je als operator,
tatie, recensies en wetenschappelijke en technische inhoud. EURON heeft
wanneer je een gevaarlijke si-
een afspraak met Springer Tracts on Advanced Robotics om het winnende
tuatie wil afwenden of schade
proefschrift te publiceren. Ga voor verdere informatie over deze prijs naar
wil beperken, op zoek moet
www.euron.org.
naar de ‘juiste’ noodstopknop. Een integrator zal ook goed moeten kijken naar de noodzaak van koppeling van de andere
besturingstechnische
veiligheidsfuncties.”
Branche Bulletin 021
Selectie van de juiste belichting Dit is het slotdeel in een reeks van drie artikelen, waarin de belangrijkste kenmerken componentselectie van een visionsysteem verder worden uitgediept. In het eerste deel van deze reeks is uitgelegd hoe je de juiste camera selecteert. Het tweede artikel ging dieper in op het kiezen van de juiste lens, en werden de voornaamste begrippen en mogelijkheden voor de juiste lenskeuze uiteengezet. In dit laatste deel van de spiekbriefjestrilogie worden handvatten aangereikt voor de selectie van de juiste belichtingstechniek.
Spieken mag weer (deel 3)
Jan Nieuwkoop - Data Vision
Met belichting is het al niet veel anders dan met camera’s en lenzen.
worden, zijn de verschillende objecteigenschappen tegen het juiste soort
Hoe beter hij gekozen is, hoe beter de prestatie van het machine vision
licht gehouden.
systeem. Er zijn vele belichtingstechnieken voorhanden bij het kiezen van een applicatie. De eigenschappen van het object waarvan je een beeld
De invloed van kleur
wilt maken, zijn daarbij een belangrijke parameter. Denk daarbij aan
Naast het kiezen van een slimme belichtingsvorm, kan er met kleur ge-
termen als absorptie, structuur, werkafstand, vorm en mate van trans-
speeld worden om resultaten te verbeteren. Zo kan met behulp van infra-
parantie. Daarnaast spelen de richting van inval, intensiteit en kleur een
rood de invloed van kleur verkleind worden, terwijl met kleur contrasten
belangrijke rol.
kunnen worden beïnvloed. Door een complementaire kleur te kiezen, kan het contrast worden verhoogd. Voor een kleiner contrast moet het licht de-
Objecteigenschappen en lichtrichting
zelfde kleur hebben als het object. Een andere handige truc is om gebruik
Licht is een elektromagnetisch golfverschijnsel. De frequenties van licht-
te maken van flitslicht. Dit kan noodzakelijk zijn wanneer het object een
golven vormen slechts een deel van het gehele spectrum. Wanneer licht
grote snelheid heeft, en het beeld hierdoor te vaag wordt. Tot slot is ook
op een object valt, dan wordt het geabsorbeerd, gereflecteerd en on-
het type lichtbron van belang. Gebruik je LED, fluorescent of halogeen? Elk
der invloed van breking of buiging doorgelaten. Wanneer we licht willen
type lichtbron kent zijn eigen spectrum en intensiteit. Maar ook praktische
gebruiken om met behulp van vision een bepaalde eigenschap van een
zaken als levensduur
object te registreren, is het goed ons te realiseren dat de objecteigen-
en warmteontwikke-
schap absorptie door het oppervlak wordt veroorzaakt door het kleuren-
ling moeten worden
spectrum van de belichting, terwijl de richting van de belichting invloed
meegenomen in de
heeft op de structuur, hoogte, vorm en transparantie. Daarnaast moeten
keuze van de meest
we goed weten welke eigenschappen van belang zijn voor een bepaald
geschikte lamp.
type product. Zo speelt absorptie een belangrijke rol bij kleurdetectie van kabels, terwijl structuur van het object een belangrijke parameter is voor het controleren van een lasergravering. Afhankelijk van de zwaarst wegende eigenschap, kan een belichtingsconcept worden gekozen. Zo kan het voor bepaalde applicaties gunstig zijn een achtergrondbelichting toe te passen, omdat de contour van het object gedetecteerd moet worden, terwijl een uniforme belichtingsvorm (bijvoorbeeld een dome) nodig is
De verschillende
om zo bij een bepaalde werkafstand de schaduwwerking te minimali-
belichtingsprincipes
seren. In het eerste spiekbriefje, dat met recht een tabel genoemd mag
uit de tabel.
022 Belichting
PPARATUUR
LICHTINGSA MACHINE VISION BE
BELICHTING TECHNIEK
nscha1p
Producteige Absor ptie Onderzoek het gedrag van licht, absorptie, transmissie of reflectie
2 DOME, SCDI, CDI ngs & Arrays e uniform Via Afhankelijk van de Uniforme belichting belichtingstechniek zijn toepassing creëert contrast op veranderingen in vlakke oppervlakten van lichtabsorptie zichtbaar verschillende materialen op onregelmatige oppervlakten
- Zekering in houder - Kleuren van bedrading - Inktbedrukkingsinspectie - Plastic producten - UV emissie - IR door kunststof
Geen
- Polijst oppervlak Structuur 3 - Laser gegraveerd Onderzoek de - Schuurpapier korrel verschillen in lak oppervlakte, ruw of glad - Groeven in opperv - Verandering in materiaal
Geen
- Onderdeel met inkeping - Puntsgewijze markering - Reliëf maken - Ingraveren - Hoek/afschuining - Aanwezigheid braam
Geen
de Oppervlakten onder een Afhankelijk van toepassing hoek zijn donkerder
Toont objectcontouren
Verschillen in contrast bij veranderingen in de achtergrond
W erkafstand Onderzoek de verschillen in afstand tussen camera en oppervlakte (Z-as)
- Onderdelen op lopende band Vorm Onderzoek de contour - Munten - Productafmetingen vorm via de X/Y-as - Short shot injection molding - Boorgat Transparantie in kuststof Onderzoek de dichtheid - Dun oppervlak - Kunststof lenzen ID van het materiaal op aal lichtdoorschijnendheid - Gelaagd materi - Vloeistof analyse - LCD inspectie
Oppervlakten met structuur reflecteren minder licht dan gepolijste
Afhankelijk van de toepassing
Geen
Afhankelijk van de Toont de mate van Minimaliseert invloed toepassing lakten opperv vlakke van van arantie transp (glas, reflectief het object materiaal). Toont verandering in doorschijnendheid ten opzichte van onderdoorzichtigheid als de achtergrond verschillend is
Structured (bijvoorbeeld laser) Geen
Dark-Field Minimaal effect
Vermindert de invloed van structuur
Materialen met structuur verschijnen helderder
Enig effect
Minimaliseert de schaduwwerking
Contour van materialen is duidelijk zichtbaar
Toont veranderingen in hoogte
Geen
Contour van licht op bij verhoogde oppervlakken.
Geen
Geen Egaliseert contrast bij onregelmatige structuur (onregelmatig kunststof, gebogen glas). Toont verandering in doorschijnendheid ten opzichte van onderdoorzichtigheid als de achtergrond verschillend is.
Geen
door de richting van de belichting. , vorm en transparantie worden beïnvloed Toelichting: spectrum van de belichting. Structuur, hoogte kleuren het door zaakt veroor wordt lak 1 Absorptie door het opperv , SCDI’s naar CDI’s. meer toe in oplopende volgorde van; Domes gepolijst, glad, glimmend). 2 De uniformiteit van de belichting neemt steeds lmatig, ruw) als de afwerking (glinsterend, ing van een oppervlak (mat, diffuus, onrege 3 De structuur heeft zowel betrekking op de uitvoer
De verschillende belichtingsprincipes uit de tabel.
Belichting 023
DOAL-100-FO
of
DOAL-100-LED?
Keuzecriteria voor lichtbronnen en) (bijvoorbeeld LED, Fluorescent of Halog lichtbron zijn de Voor het kiezen van de meest geschikte volgende aspecten van belang: Gebruik kleur voor meer contrast Wit Licht, B&W Camera
Infrarood Licht, B&W Camera
te verminderen Gebruik infrarood om invloed kleur llende kleuren en je bent niet Als je voorwerpen wil bekijken met verschi zinvol om infraroodlicht toe te geïnteresseerd in die kleuren, dan is het passen. sing zien met een infrarode Bovenstaande afbeelding laat goed een toepas lijken de kleurstiften meer op ten grijstin e dezelfd j Dankzi n. lichtbro elkaar. Let er wel op dat een zwart oppervlak het
mentairekleur Door het gebruik te maken van de comple . Bij gebruik van zal het object donkerder in beeld komen beeld komen. identiekelichtkeur zal een object lichter in Voorbeelden: beeld wilt – Als je een rood object donkerder in brengen, gebruik dan groen licht. lichter – Pas groen licht toe om een groen object af te beelden.
n de juiste kleur Lichtspectrum – Let erop dat de lichtbro licht uit straalt. er omgezet in 2) Rendement – Hoeveel energie wordt welke eisen warmte bij een bepaalde lichtintensiteit en gelden voor de warmteafvoer? een bepaalde gaat 3) Levensduurverwachting – Hoe lang de lichtbron op lichtbron mee? Verandert de intensiteit van oud (ofwel, kan de lange duur? Zijn er eisen voor het onderh het onderhoud een probleem vormen)? genoeg voor de 4) Lichtintensiteit – Is het licht helder toepassing? de beschikbare ruimte 5) Afmetingen – Past de lichtbron in verspreid? en wordt het licht op de gewenste manier
1)
infrarode licht absorbeert!
Met flitslicht of zonder flitslicht, dat
is de vraag?
ve daardoor r een voorwerp snel beweegt en de weerga Werken met flitslicht is noodzakelijk wannee abele (accept nen bereke te r flitsduu de om e formul vaag wordt. Gebruik de volgende bewegingsonscherpte 1 pixel): Beeldbereik (mm) ÷ Pixels ur van de flits ———————————— = pulsdu Snelheid voorwerp (mm/s)
beeld: in de asrichting van de beweging. Bijvoor de FOV (beeldbereik) en het aantal pixels onden moeten In deze formule gelden de waarden voor van 12.5 m/s, zou de pulsduur 3.1 millisec d snelhei een bij pixels 640 en ter uitgaande van een FOV van 25 millime n zijn. r, levensduurverwachting en andere aspecte . Neem contact met ons op over pulsduu Flitslicht is niet alleen meer lichtintensiteit voor flitslichtapplicaties. en W estlandseweg 190, 3131 H X V laar ding Netherlands P.O. Box 108, 3130 AC Vlaardingen, The 10 460 80 00 (0) +31 Phone +31 (0) 10 460 80 65, Fax +31 (0) 629 386 355 Harm Hanekamp Sales Manager, Mobile
024 Belichting
Industr iepar k-W est 75 B-9100 St. N iklaas, Belgium 780 17 66 Phone +32 (0)3 780 17 62, Fax +32 (0)3 (0)4 76 48 24 15 Johan De Vidts Sales Manager, Mobile +32
www.datvision.com
[email protected] [email protected]
012
013
Perfect: 100%
014
015
016
017
018
019
020
021
022
Faults: 0.00
take your test drive today Common Vision Blox Programming libraries for imaging professionals Developed by Europe's largest independent supplier of imaging technology, Common Vision Blox (CVB) is the perfect software platform for quick and reliable development and implementation of imaging applications. It is a powerful, modular, flexible and, at the same time, cost-effective solution for image acquisition and processing. Based on open architecture all common acquisition technologies such as CameraLink, IEEE-1394, USB, GigE Vision and GenICam are fully supported. In addition to the extensive set of standard tools, CVB offers a large selection of highly specialized tools, as well as the possibility to integrate custom code for total flexibility. CVB Foundation Package – the easy entry package The Common Vision Blox Foundation Package is a complete, easy to use, comprehensive collection of optimised image processing functions. Based on the CVB Image Manager it offers unique functionality in image acquisition, image handling and image processing, allowing you to control many different types of image acquisition hardware, as well as providing an optimised image display. Basic functionality is possible using predefined tools as well as the ability to use custom algorithms. It is also easily possible to quickly create applications based on the samples delivered for all supported compilers. In addition to core vision technologies the CVB Foundation Package contains an extensive set of optimised algorithms for edge detection, blob analysis and the segmentation of objects. Functions for statistical image analysis or correlation of images, as well as functions for filtering of images or superimposing destructive text overlays are also included in the package. Completed by an extensive range of arithmetic and logical functions, it even contains functions for binarization using dynamic thresholding, colour space conversion functions, Bayer to RGB decoding and an algorithm for 2D spatial calibration of image data. The CVB Foundation Package is completed by iTution, a graphical programming user interface. � www.commonvisionblox.com
www.irisvision.eu Phone +31 (0)575 - 495 159
Liam van Koert
Robots reduceren productiekosten zonnepanelen
Met z’n zessen solderen op een paar vierkante meter Zonne-energie is hot. Helemaal in Duitsland waar met zonnecellen door de zogenoemde ‘feed-in’ regeling, waarbij er betaald wordt voor aan het net teruggeleverde stroom, geld kan worden verdiend door zowel producent als consument. Om de productiekosten van de begeerde zonnepanelen te reduceren, zet Scheuten Solar in Gelsenkirchen een eerste stap om de productie met robots te automatiseren. Een Nederlandse machinebouwer werd uitgenodigd om te helpen met het ontwerp en de bouw van een drukbevolkte cel. “Eigenlijk zijn we helemaal geen robotspecialisten”, begint Joan Tourné Het visionsysteem bepaalt de oriëntatie van het paneel door de hoekpunten van de zonnecellen ten opzichte van hun snijpunt te bepalen. In dit geval hebben de cellen afgeschuinde hoeken.
zijn uitleg hoe een machinebouwer uit Helmond in de zonne-energie in Duitsland terecht komt. “Met Machinefabriek van de Weert hebben we wel wat pick & place gedaan, en zelf ook wel eens een vierasser gebouwd. Maar we zitten met name in machines voor de prefabricatie van beton, voor recycling en voor omvormen. Daarnaast doen we het nodige qua procesautomatisering. Via via kwam Scheuten Solar bij ons terecht met de vraag of we konden helpen bij het automatiseren van het solderen van de doorverbindingen voor hun zonnepanelen. We hebben namelijk veel verstand van verbindingstechniek, en dat er robots zouden worden toegepast stond aanvankelijk helemaal nog niet vast.”
Beperkte ruimte Eén van de redenen voor Scheuten Solar om te automatiseren, was het feit dat er 24 uur per dag vier mensen bezig waren om de dwarsverbindingen tussen de cellen aan te brengen. Naast het feit dat dit een relatief dure manier van produceren was, die ook voor het personeel weinig inspiratie bood, moest automatisering ook zorgen voor een hogere constante kwaliteit van de verbindingen. “We moesten er enerzijds voor zorgen dat het soldeerwerk niet meer door mensen gedaan hoefde te worden, maar dit werk moest wel in dezelfde ruimte plaatsvinden die voor de werkplek geserveerd was. Dat betekende dat de oplossing zeer compact moest zijn. Aanvankelijk hebben we daarom nog wel gekeken naar de mogelijkheid om servomotoren met starre assen toe te passen. Maar dit idee hebben we toch snel laten varen. De aanvoer van het paneel is namelijk niet altijd precies recht. Daarnaast zijn er verschillende typen panelen die verwerkt moeten worden, en is het niet uitgesloten dat er wat dat betreft in de toekomst wijzigingen zullen zijn. Een oplossing met robots bleek hiervoor de meeste flexibiliteit te bieden”, aldus Tourné.
026 Praktijk
Robot 2 (links) houdt een draad op de juiste positie vast, terwijl robot 3 soldeert. Ondertussen heeft robot 1 (rechts) een nieuwe draad getrokken. Tevens is de connector duidelijk in het midden van het paneel te zien.
Ontwerp In het uiteindelijke ontwerp zijn maarliefst zes robots opgenomen, die allemaal aan één frame zijn gemonteerd. “Terwijl een paneel wordt aangevoerd en de positie hiervan middels twee visioncamera’s wordt vastgelegd, pakt een eerste robot een connector uit een magazijn. Hij voert de aansluitingen van de connector door een fluxunit die door de robot zelf wordt aangestuurd, en plaatst deze vervolgens op basis van de door het visionsysteem aangeleverde positie op het paneel”, legt Touné het werkingsprincipe van de soldeercel uit. “Direct na het plaatsen van de connector trekt een tweede grijper, welke ook op de eerste robot is gemonteerd, een draad uit de draadaanvoerunit. De draad wordt door de robot uitgetrokken op lengte en vervolgens afgeknipt. Voordat de platte draad (5,0 x 0,2 millimeter) wordt geknipt, wordt deze gegrepen door robot 2. Op basis van de opgenomen positie van het visionsysteem plaatst de robot de draad op het paneel, waarna robot 3 de draad door middel van een thermode soldeerkop vast soldeert en zo de connector met de zonnecellen verbindt. Bij het thermode solderen wordt een gepulseerde
De aanvoer van de panelen. Op de voorgrond is de oude werkplek te zien waar de doorverbindingen handmatig werden gesoldeerd. Op de achtergrond is de robotcel te zien.
stroom door een U-vormig element gevoerd, welke op het smalste punt het element verhit. Een thermokoppel registreert de temperatuur en corrigeert de stroom, en daarmee de temperatuur, in de soldeerkop. Afhankelijk van het type soldering stuurt het systeem automatisch de verschillende soldeerprofielen aan. Aan de onderzijde van het paneel doen robot 4 en 5 hetzelfde. Hier wordt geen connector geplaatst en wordt er één robot uitgespaard. Een speciale printkop met UV-bestendige inkt brengt op de platte draad een serienummer aan. Robot 5 neemt de draad en voert met de juiste timing de draad over de printkop. Robot 6 verzorgt in de volgende bewerkingsplaats op de transportband dat de verbindingen die niet in de gegeven takttijd van tachtig seconden konden worden gesoldeerd, worden verwerkt. De robot is, in tegenstelling tot de andere robots, op een sokkel geplaatst. Op alle grijpers zijn sensoren geïntegreerd, om zo vast te kunnen stellen of er een draad of connector aanwezig is. Dit zorgt ook voor de terugkoppeling naar het systeem of de grijper open of gesloten is. Naast de grijpers worden de status van de fluxunit en soldeerstations teruggekop-
Een kijkje aan de niet-connectorzijde. Links is de soldeerkop te zien, in het midden de robot met grijper en rechts de printkop die het serienummer aanbrengt.
peld naar de robots en centrale PLC, om een maximale bewaking van het soldeersysteem mogelijk te maken. Na het solderen worden de verbindingen gecontroleerd. Het paneel wordt elektrisch doorgemeten (donker test) en de lijmlaag wordt op de achterzijde van het paneel aangebracht. Het paneel wordt nu in de laminator gevoerd, waar onder verhoogde druk en temperatuur het geheel wordt verlijmd. Het uiteindelijke soldeerstation kan elke shift zo’n 360 panelen met een repeteerbaarheid van dertig micrometer solderen. Dat betekent dat er elke tachtig seconden een paneel wordt gemaakt. Hiermee is de snelheid van de lijn ruim voldoende, omdat er momenteel tussen de 200 en 240 panelen voorbijkomen. Daarnaast is de lijn gemakkelijk om te stellen voor een nieuwe module. Momenteel zijn er twaalf varianten die door het soldeerstation gemaakt kunnen worden. Komen hier nieuwe bij, dan kan er voor gekozen worden om de leerfuctie te gebruiken, maar kunnen ook parametrische zaken als draadlengte worden aangepast.”
Praktijk 027
Beslissingsmatrix Met het ontwerp éénmaal op papier was het nog niet eenvoudig om
Zonnepaneelproductie in vogelvlucht
een snelle keuze voor de juiste robots te maken. “Natuurlijk moesten de
1. Cellen worden in een serieschakeling verbonden, zodat er een
robots klein zijn, zodat ze elkaar in een kleine werkruimte niet in de weg
hogere spanning wordt opgebouwd. Afhankelijk van de grootte
zouden zitten. Daarnaast moesten ze een kleine massa hebben. Vijf van
van de module worden er meer of minder cellen verbonden
de zes robots hangen namelijk ondersteboven aan één frame. Wanneer
(afhankelijk van de afmetingen van de cel worden er acht tot
ze te zwaar zouden zijn, zou ook het frame veel zwaarder moeten wor-
twaalf cellen verbonden tot een zogenaamde string).
den uitgevoerd om voldoende stijfheid te behouden. Daarnaast speelden natuurlijk ook de payload, prijs en levertijd een rol. We hebben hiertoe objectief een beslissingsmatrix opgesteld. Uiteindelijk zijn we op Fanuc
2. Er wordt een glasplaat neergelegd, waarna er een droge film lijmlaag wordt aangebracht.
uitgekomen. Bijkomend voordeel voor ons was de integratie van het visionsysteem. Bij andere leveranciers konden we ook wel vision krijgen, maar hier betrof het meestal aparte applicaties”, aldus Tourné. “Om met
3. Strings worden op een glasplaat gelegd, zodat er een matrix van cellen ontstaat.
de spullen van Fanuc aan de slag te kunnen, zijn twee engineers op cursus gegaan. Beiden hadden een achtergrond in het ontwikkelen en pro-
4. Dwarsverbindingen worden aangebracht, zodat de individu-
grammeren van PLC besturingen voor onder andere servoaandrijvingen,
ele strings een schakeling vormen. De uitgaande verbindingen
maar het laten samenwerken van zes robots met behulp van vision bleek
kunnen op een connector worden aangesloten, of in een latere
toch andere koek.”
fase aan de junction box worden verbonden. In de junction box kunnen diodes worden aangebracht. In het geval dat een deel
I/O en synchronisatie
(string) van de matrix uitvalt, dan wordt deze uitgesloten.
“We hebben alle robots doorgelust, waarbij robot 1, degene die de connector pakt, de baas is”, legt Tourné de besturing uit. “Daar komen de
5. Nadat een module getest is (donker test), wordt er bovenop
visionsignalen binnen en wordt het wereldbeeld voor de overige robots
de matrix een tweede droge film lijmlaag en een folie aange-
bepaald. Het doorlussen was noodzakelijk, omdat we met veel I/O te
bracht.
maken hadden. Alle aandrijvingen worden nu namelijk door de robot gestuurd. Achteraf was het misschien toch handiger geweest om met een centrale PLC en bijvoorbeeld Profibus te werken.” Een andere uitdaging
6. Hierna wordt de module onder verhoogde druk, temperatuur en vacuüm tot één geheel gelamineerd.
die Tourné noemt, is de synchronisatie. “Om alle zes robots netjes in het gareel te krijgen terwijl de ruimte zo ontzettend beperkt is, was nog best
7. Na het lamineren worden de overtollige lijmresten weggesne-
wel even puzzelen. Singulariteit met zes robots is namelijk lastig te simu-
den en wordt er een aluminium frame rond de module aange-
leren. Ook was er natuurlijk veel minder bewegingsvrijheid, en moesten
bracht.
robots ruimte voor elkaar maken. Dan blijken theorie en praktijk toch wel wat uit elkaar te lopen. Al gaat het in de simulatie honderd keer goed, dan kan je in de echte wereld nog gemakkelijk een botsing hebben.” Voor de
8. De junction box wordt nu verbonden met de draden of de connector. De junction box wordt op de achterzijde gelijmd.
besturing wordt gebruik gemaakt van twee camera’s, waarmee de positie van de aankomende panelen wordt bepaald. De draaiing ten opzichte
9. Ten slotte wordt er een functionele test uitgevoerd, waarbij
van de echte wereld bepaalt hierbij de draaiing van het programma. “Ook
de module in een lichtkast wordt geplaatst en het vermogen
hier kwamen we wel wat hobbeltjes tegen”, weet Tourné. “Sommige
gemeten wordt.
cellen hebben rechte hoekjes, en andere afgeschuinde. Ook zijn niet alle panelen honderd procent vlak en kan een hoekje af en toe iets omhoog staan. Dat geeft natuurlijk een vertekend beeld. Zoals je wellicht weet, kunnen kleine hoekafwijkingen op een grote afstand behoorlijke consequenties hebben. Maar je ziet het. Uiteindelijk is het allemaal dik in orde gekomen. Elke tachtig seconden wordt er netjes een paneel afgeleverd. Ik kan niet anders zeggen dan dat de lijn draait als een zonnetje.”
028 Praktijk
Door innovatie continu een voorsprong MOTOMAN is een van de grootste producenten van industriële robots ter wereld met meer dan 200.000 geleverde robotsystemen. MOTOMAN heeft meer dan 60 vestigingen wereldwijd en 21 vestigingen in Europa. De MOTOMAN Groep is een divisie van de internationale Yaskawa Electric Corporation met hoofdkantoor in Kitakyushy, Japan. MOTOMAN biedt het breedste gamma aan robotsystemen, inclusief applicatie-specifieke toepassingen zoals lassen, palletiseren, handling, coating, en cleanroom toepassingen. Het product spectrum omvat 6-assige robots met draaglast van 3 tot 600 kg, 4-assige robots van met draaglast van 80 tot 500 kg, shelftype robots met draaglast van 20 tot 200 kg, spuitrobots met bereik van 1.457 tot 2.900 mm, speciale booglas- en puntlasrobots, Scara robots en de innovatieve 7-assige en 15-assige robots. Hiermee biedt MOTOMAN een uniek pakket aan automatiseringsmogelijkheden. Dit robotprogramma wordt nog aangevuld door een zeer uitgebreide range van servogestuurde traversebanen, portalen en manipulatoren. Al deze komponenten kunnen probleemloos worden gekoppeld aan de bijzonder krachtige MOTOMAN robotbesturing. Aan de MOTOMAN robotbesturing kunnen alle gangbare vision systemen zoals bv. Cognex en Keyence worden gekoppeld, waarbij deskundige ondersteuning door MOTOMAN wordt geboden met betrekking tot inbedrijfname en programmering. Innovatie in robottechniek . . . MOTOMAN – Experts in Automation!
MOTOMAN Benelux B.V. Industrieterrein Ekkersrijt Science Park Eindhoven 5031 5692 EB Son Tel +31 (0)40 2895 500 Fax +31 (0)84 2296 666 www.motoman.eu 029
Safora S.S. Macdonald – Standardization Consultant Adviespunt Machinebouw NEN-Industrie
Robots voor industriële omgevingen volgens NEN-EN-ISO 10218-1
Een eerste stap in geharmoniseerde robotveiligheid Europese geharmoniseerde normen geven een technische uitwerking aan de fundamentele veiligheids- en gezondheidseisen die in de machinerichtlijn worden gesteld. Deze normen worden op basis van consensus tussen de verschillende Europese landen, door belanghebbende partijen (zoals de gebruikers, fabrikanten, brancheorganisaties en de overheid) opgesteld. In dit artikel wordt nader ingegaan op de geharmoniseerde norm NEN-EN-ISO 10218 met als titel ‘Robots for industrial environments – Safety requirements’. Wanneer de norm in het Publicatieblad van de Europese Unie wordt gepu-
richtlijn. Men gaat er dus automatisch van uit dat je voldoet aan de Machi-
bliceerd (de eindfase), dan spreken we over een geharmoniseerde Euro-
nerichtlijn wanneer je bij het ontwerp van de machine of robot geharmo-
pese norm. Geharmoniseerde normen zijn normen die door de Europese
niseerde normen gebruikt. Het voordeel van het gebruik van een C-norm
commissie zijn aanvaard in het kader van de Nieuwe Aanpak Richtlijnen,
is dat men al gekeken heeft naar de bijzondere risico’s die zich kunnen
nadat de leden van CEN (Comité Européen de Normalisation) en CENELEC
voordoen met bijvoorbeeld robots. Er is als het ware al een risicobeoorde-
(Comité Européen de Normalisation Electrotechnique) overeenstemming
ling voor je gemaakt.
hebben bereikt over de technische uitwerking van één of meer fundamentele veiligheids- en gezondheidsvoorschriften. Het zou niet haalbaar
Annex ZA en Annex ZB
zijn om alle eisen met betrekking tot veiligheid en gezondheid in één
Geharmoniseerde normen worden voorzien van een Annex ZA. In deze
norm samen te brengen. De normen die zijn opgesteld in het kader van de
Annex wordt het verband gelegd met de essentiële eisen in de machi-
Machinerichtlijn zijn vanwege de grote diversiteit van machines ingedeeld
nerichtlijn of andere Europese richtlijnen. Wanneer de norm gepubliceerd
in drie categorieën. Ten eerste zijn er de type A-normen (fundamentele
is in het Publicatieblad van de Europese Unie, geldt het vermoeden van
veiligheidsnormen) met basisbegrippen, ontwerpbeginselen en algeme-
overeenstemming. Dit vermoeden van overeenstemming is echter niet
ne aspecten die op machines van toepassing kunnen zijn. Dan zijn er de
automatisch van toepassing op de nieuwe machinerichtlijn 2006/42/EG.
type B-normen (generieke veiligheidsnormen) met één of meer veilig-
Om het vermoeden van overeenstemming te behouden, is het belangrijk
heidsaspecten of één of meer typen beveiligingsvoorziening, die voor een
dat de vele honderden normen die onder de Machinerichtlijn zijn ontwik-
breed scala van machines van toepassing kunnen zijn. De type B-normen
keld, aangepast worden op de nieuwe richtlijn. Dit wordt gedaan door
kunnen ook weer worden onderverdeeld in diverse categorieën. Er zijn
middel van het toevoegen van een Annex ZB. Dit proces is nog steeds
type B1-normen voor bepaalde veiligheidsaspecten (voor bijvoorbeeld
gaande, en naar verwachting zal de aanpassing rond moeten zijn voordat
veiligheidsafstanden, oppervlaktetemperatuur en geluid), alsmede type
de nieuwe richtlijn van kracht gaat. Net als Annex ZA geeft Annex ZB het
B2-normen voor beveiligingsvoorzieningen (zoals tweehandenbediening,
verband aan met de essentiële eisen van Machinerichtlijn 2006/42/EG.
blokkeervoorzieningen, drukgevoelige voorzieningen en afschermingen).
NEN-EN-ISO 10218-1 is al voorzien van een Annex ZB.
Ten slotte zijn er de type C-normen (machineveiligheidsnormen), met gedetailleerde veiligheidseisen voor een bepaalde machine of groep van
NEN-EN-ISO 10218-1:2008
machines.
Deze norm is speciaal ontwikkeld om risico’s en gevaren van industriële
Het toepassen van een geharmoniseerde norm geeft het zogenoemde
robots in kaart te brengen en is opgesteld door de Internationale Techni-
‘vermoeden van overeenstemming’ met de desbetreffende eis van de
sche Commissie ISO/TC 184 – Industrial Automation systems and integra-
030 Robotveiligheid
tion. Hij is op 17 november 2008 goedgekeurd door CEN en vervolgens
het bedoeld gebruik van de robot (waaronder onderwijs, onderhoud en
overgenomen als Europese norm. NEN-EN-ISO 10218 bestaat uit twee de-
schoonmaak, het onbedoeld opstarten van de robot, de toegang van per-
len. Deel 1 gaat over robots en specificeert de eisen en richtlijnen voor een
soneel van diverse richtingen, voorzienbaar misbruik van de machine en
veilig ontwerp, de beschermende maatregelen en de instructies voor het
het effect van falen van het besturingssysteem). Geconstateerde risico’s
gebruik van industriële robots. Het beschrijft de basisrisico’s die verbon-
zullen gereduceerd or geëlimineerd moeten worden volgens het trapsge-
den zijn aan robots en geeft eisen voor het reduceren of elimineren van
wijze systeem, zoals ook aangeven in NEN-EN-ISO 12100-1 en 2, alsmede
deze risico’s. Deel 2 is nog in voorbereiding en gaat over robotsystemen
in NEN-EN-ISO 14121-1. Dat wil zeggen: eerst in het ontwerp, daarna met
en integratie. De gevaren in relatie tot geluid zullen in dit tweede deel
aanvullende veiligheidsmaatregelen (zoals afschermingen) en als laatste
worden opgenomen.
dienen de restrisico’s te worden vermeld in de gebruiksaanwijzing.
Lijst van gevaren
Ontwerpeisen
Annex I van NEN-EN-ISO 10218-1 geeft een lijst van gevaren weer die
In het vijfde hoofdstuk van de NEN-EN-ISO 10218-1 worden situaties aan-
kunnen voorkomen bij industriële robots (zie tabel A.1). Een risicobeoor-
gegeven, waarbij zich een bepaald risico of gevaar kan voordoen. Ver-
deling zal vanzelfsprekend moeten uitwijzen of er nog additionele risico’s
volgens wordt hiervoor een beschermende maatregel voorgesteld, die
zijn, naast de risico’s die al in Annex I zijn weergegeven. Bij het maken
in het ontwerp kan worden toegepast. Eén en ander is bepaald op basis
van de risicobeoordeling dien je rekening te houden met factoren zoals
van visuele inspectie, praktisch testen, afmetingen, observatie tijdens
No.
Description 1
Example(s) of related hazardous situations
Related danger zone
Clause
Mechanical hazards
1.1
Crushing
Movements (normal or singularity)of any part of the robot arm oradditional axes
Restricted space
5.11; 5.12
1.2.
Shearing
Movement of additional axes
Around accessory equipment
5.3
1.3
Cutting or severing
Movement or rotation creating scissors action
Restricted space
5.3
1.4
Entanglement
Rotation of wrist or additional axes
Restricted space
5.8.2
1.5
Drawing-in or trapping
Between robot arm and any fixed object
Around fixed objects close to restricted space
5.12
1.6
Impact
Movements (normal or singularity) of any part of the robot arm
Restricted space
5.11; 5.12
Contact with live parts or connections
Electrical cabinet, terminal boxes, control panels at machine
5.2
2 2.1
Electrical hazards Contact of persons with live parts (direct contact)
8
Hazards generated by neglecting ergonomic principles in the design process
8.1
Unhealthy postures or excessive effort (repetitive strain)
Poorly designed teach pendant
Teach pendant
5.8
8.2
Inadequate consideration of hand-arm or foot-leg anatomy
Inappropriate location of controls
At load/unload work piece and tool mounting or setting positions
5.3
8.7
Inadequate design, location or identification of manual controls
Inadvertent operation of controls
At or near robot cell
5.3
8.8
Inadequate design or location of visual display units
Misinterpretation of displayed information
At or near robot cell
5.3 ; 5.8
10
Unexpected start-up, unexpected overrun/over speed
10.1
Failure/disorder of the energy source
Mechanical hazards associated with robot additional axes
At or near robot cell
5.2.2
10.2
Restoration of energy supply after an interruption
Unexpected movements of robot or additional axes
At or near robot cell
5.2.2
10.3
External influences on the electrical equipment
Unpredictable behavior of electronic controls due to electromagnetic interference
At or near robot cell
5.2.6
13
Failure of the power supply (external power sources
“Malfunctions of the control with consequent release of robot arm brake. Release of brake causes robot elements to move under residual forces (inertia, gravity, spring/ energy storage means) unexpectedly.”
At or near robot cell where robot elements retained in a safe condition by the application of power or fluid pressure.
5.2
14
“Failure of the control circuit (hardware or software)”
Unexpected movements of robot or additional axes
At or near robot cell
5.3.2
Unrestrained robot or additional axes (maintained in position by gravity), falls or overturns.
At or near robot cell
5.2.3; 5.14
18 Loss of stability, overturning of machinery Tabel A.1: Lijst van relevante gevaren.
Robotveiligheid 031
Robot vision with TrueViewTM TrueView™ vision guided robotic (VGR) systems see and react to changes within the industrial work environment. TrueView enables ABB robots to precisely locate the grip points of a disoriented object within a 3D space. The eVF software platform includes unique technologies such as AutoCal for easy calibration, and AccuTest and AccuTrain for quick and reliable integration. eVF is recognized by leading manufacturers as the most reliable and repeatable VGR software for ABB robots. Main applications are: Material handling, Machine tending, Glueing and sealing, Press automation, Powertrain assembly and Body-in-white. Please visit www.abb.com/robots for more information.
032
Simple.
de ingebruikstelling van de robot en een analyse van de flowdiagram-
• instructies voor het testen en inspecteren van de afschermingen, die
men. Voorts dient de robot te voldoen aan de eisen van de EMC-richtlijn (elektromagnetische compatibiliteit), waarbij er bijvoorbeeld gebruik kan
uitgevoerd dienen te worden alvorens het eerste gebruik van de robot • instructies voor het veilig bedienen van de robot
worden gemaakt van de elektrotechnische norm IEC 61000. Dit ter voorkoming van gevaarlijke bewegingen van de robot, welke kunnen ontstaan
De robot dient gemarkeerd te zijn met onder andere het volgende
door EMI (elektromagnetische storing of interference), RFI (radiofrequente
(hoofdstuk 6):
storing of interference) en ESD (elektrostatische lading of discharge). Ver-
• naam en adres van de fabrikant
der worden er aanwijzingen gegeven voor zowel de hard- als software
• modelnummer en referentienummer
van besturingssystemen met een veiligheidsfunctie. Er wordt algemeen
• maand en jaar van fabricage
van uitgegaan dat het veiligheidscategorie 3 betreft, zoals omschreven in
• het gewicht van de machine
NEN-EN-ISO 13849-1 - Veiligheid van machines - Onderdelen van bestu-
• informatie betreffende elektrische, hydraulische en pneumatische
ringssystemen met een veiligheidsfunctie - Deel 1: Algemene regels voor
ontwerp. Voor de elektrische veiligheid van de robot wordt verwezen naar
• hijspunten voor transport dienen te worden aangeduid
de NEN-EN-IEC 60204-1 Veiligheid van machines - Elektrische uitrusting
• laadcapaciteit
systemen
van machines - Deel 1: Algemene eisen. De uitrusting waarop de NENEN-IEC 60204 van toepassing is, begint op het punt waar de elektrische
De eisen die worden aangegeven in NEN-EN-ISO 10218-1 zijn minimale
uitrusting van de machine op de elektrische voeding is aangesloten.
eisen, die de veiligheid dienen te waarborgen bij het gebruik van de robot. Er kunnen vanzelfsprekend nog andere veiligheidsmaatregelen worden
Gebruiksaanwijzing en markering
getroffen, afhankelijk van het type robot en de functionaliteit die er aan
In de Machinerichtlijn worden in Bijlage I, punt 1.7.3 en 1.7.4, eisen gesteld
wordt toegekend. Annex D geeft een aantal opties, welke in acht kun-
aan de markering op een machine of robot en de gebruiksaanwijzing.
nen worden genomen die de flexibiliteit, hergebruik en veiligheid van
In NEN-EN-ISO 12100 wordt dit nader gespecificeerd, maar NEN-EN-ISO
de robot ten goede komen. Hoewel deze norm speciaal voor industriële
10218-1 geeft in hoofdstuk 6 nog specifieke aanwijzingen voor de ge-
robots is ontwikkeld, dien je nog een aantal andere normen te raadplegen
bruiksaanwijzing voor industriële robots. Zo dienen robots of robotsyste-
om aan alle eisen van de machinerichtlijn te voldoen. De norm geeft een
men voorzien te zijn van een instructiehandboek, met daarin onder an-
overzicht van de normen die je, naast deze norm, nog zou moeten raad-
dere opgenomen:
plegen. Mocht je naar aanleiding van dit artikel nog vragen hebben, dan
• naam, adres en contactgegevens van de fabrikant of leverancier
kun je contact opnemen met het Adviespunt Machinebouw via advies.
• instructies voor de installatie en programmering van de robot
[email protected].
Bedrijfsprofiel BrainCenter
BrainCenter is een toonaangevende internationaal opererende onderneming voor innovatieve product- en productiemiddelenontwikkeling. Een BrainCenter is een toonaangevende internationaal opererende onderneming voor innovatieve hoogwaardig kenniscentrum dat met maatwerk zorgt product- en productiemiddelenontwikkeling. Een hoogwaardig kenniscentrum dat met maatwerk voor eenwording (en/of aaneenschakeling) van zorgt voor éénwording (en/of aaneenschakeling) van bedrijfsprocessen. Met ruim 200 medewerkers bedrijfsprocessen. Met ruim 200 medewerkers werken wij vanuit de vestigingen Eindhoven, Veldhoven, werken wij vanuit de vestigingen Veldhoven, Drachten en Sittard. Drachten en Sittard.
BrainCenter werkt mee aan producten en industrialisatieprojecten voor uiteenlopende sectoren, zoals
Onze pijlers zijn: • ECM (Electro Chemical Machining) en EDM (Electro Discharge Machining) • Lasertechnieken • Vision & Measuring • Robotica • Besturingstechnieken • Procesoptimalisatie
BrainCenter werkt mee aan producten en automotive, semiconductors, food, consumer lifestyle, energy en medical. We bieden u turnkey industrialisatieprojecten voor uiteenlopende sectoren, projecten; outsourcing van hoogwaardige kennis; en eigen producten, altijd met hoge toegevoegde zoals automotive, semiconductors, food, consumer waarde. lifestyle, energy, medical, R&D. We bieden u turnkey Onze belangrijkste producten, projecten en diensten maken gebruik van competenties op het gebied projecten, outsourcing van hoogwaardige kennis en van Contactless Metal Shaping (bijvoorbeeld Precisie-ECM en EDM), Vision- & Sensor Technologie, eigen producten, altijd met hoge toegevoegde waarde.
Advanced Tooling Engineering, Smart Manufacturing en Mechatronical Solutions. Verder integreren we producten van vooraanstaande partners op gebieden zoals industriële camera’s en robotica.
Meer informatie: www.braincenter.nl www.braincenter.nl
033
Hans Lenos - Onafhankelijke robot- en visionspecialist
Op de Cebit, de grootste beurs ter wereld op het gebied van computers, elektronica- en communicatieapparatuur voor consumenten, was robot Justin te zien. Robot Justin kan een bus met Cup-a-Soup opendraaien, wat van het poeder in een glas schudden en dit mengen met water. Door het 3D-visionsysteem in zijn hoofd kunnen het glas, de bus met Cup-a-Soup en een kan met water op een willekeurige positie op de tafel staan. Bedrijven hopen op, of dromen misschien zelfs over, zoiets als robot Justin aan de lopende band te hebben. Welke soorten 3D-visiontoepassingen kunnen aangeboden worden door technische bedrijven? Kunnen bedrijven al een stoel vrij maken achter de lopende band en robot Justin in dienst nemen? Deze twee vragen zijn het onderwerp van dit artikel.
Visiontechnieken: toepassingen en beperkingen
Kunnen robots driedimensionaal denken?
3D-laser vision scanner principe.
Ieder mens beschikt standaard over een zeer geavanceerd visionsysteem. Dit systeem bestaat uit automatische focus, twee ogen (sensoren) die in alle richtingen gedraaid kunnen worden, en een iris of automatisch diafragma om de hoeveelheid licht op de sensor te kunnen regelen. Ook de feedback van het waargenomen beeld, van de hersenen naar de handen, zit goed in elkaar. Zo kunnen wij een object dat op een lopende band voorbij komt, op een eenvoudige wijze pakken met onze handen (grijpers). Wetenschappers en technici over de hele wereld proberen deze eigenschappen van de mens al jaren te evenaren.
Driehoeksmeting Grofweg kunnen er vier soorten toepassingen voor 3D worden gedefinieerd. Deze vier toepassingen zijn: inspecteren, enkelvoudig opgestelde objecten oppakken, onderdelen uit een bak pakken en objecten van een lopende band pakken. Wanneer een 3D-visionsysteem aan een robot wordt bevestigd, dan kan de camera langs het oppervlak bewogen worden om dit oppervlak te inspecteren. Op deze wijze kan bijvoorbeeld een las geïnspecteerd worden. Het principe van deze constructie is eenvoudig. Een laserbundel projecteert een lijn op een object en een camera detecteert deze lijn. Doordat de lijn schuin op het object valt, zal de lijn, die door de camera wordt gevonden, een bepaalde vorm hebben. Deze vorm is te vergelijken met een dwarsdoorsnede van het object, waarvan de hoogte van het object op verschillende plaatsen gemeten kan worden. Deze meting
034 Vision & Robotics 2009
Robot Justin maakt een Cup-a-Soup.
wordt ook wel driehoeksmeting genoemd, omdat de camera, het object
daarna de 3D-informatie bepalen. Om verstoringen door lenzen en sen-
en de laser een driehoek vormen. Indien er een 3D-beeld van het gehele
soren te compenseren, wordt een visionsysteem gekalibreerd. Software
object opgebouwd moet worden, dan moet de robot deze driehoeksme-
matig kunnen deze verstoringen opgeheven worden. Hierdoor kan bij 2D-
ting op meerdere plekken uitvoeren en combineren. Het resultaat van een
visionsystemen en 3D-laserscanner visionsystemen relatief eenvoudig een
meting wordt in realtime in de vorm van grafieken en waarden gepresen-
uitspraak over de nauwkeurigheid gedaan worden. Deze nauwkeurigheid
teerd. Indien de waarden een bepaalde grens overschrijden, dan kan er
is dan van toepassing op het gehele werkgebied van de 3D-laserscanner.
softwarematig een beslissing genomen worden. Een mogelijke beslissing
Bij stereo vision is de nauwkeurigheid sterk afhankelijk van de locatie van
is het waarschuwen van één van de operators om de instellingen van het
de twee camera’s en het object dat gevonden moet worden. Binnen het
lasproces te veranderen.
werkgebied van de twee camera’s varieert de nauwkeurigheid van de waarneming dan ook.
Vormen van 2,5D Zo hier en daar komt men ook de term 2,5D tegen. Er is geen exacte defi-
Projectie
nitie voor deze term. Dit type toepassing inspecteert per opname eigenlijk
Een andere methode is het projecteren van een lichtpatroon op het object.
twee dimensies. Door de beelden achter elkaar te plaatsen, wordt de las
Tegenwoordig kunnen er lasers worden gekocht, die met speciale lenzen
over de gehele lengte gemeten en heb je toch weer drie dimensies. Al-
allerlei lichtpatronen op een object kunnen vormen. Het zal ondertussen
hoewel namen zoals laserscanner of 3D-laser vision scanner door elkaar
geen verrassing meer zijn dat ook hier weer een driehoeksmeting wordt
worden gebruikt, is het gebruikte principe hetzelfde. De term 2,5D wordt
gebruikt. Iedere lijn, ieder cirkel of elk punt dat door de lichtbron op het
hier en daar ook wel gebruikt voor visiontoepassingen die één camera ge-
object wordt geprojecteerd, zal een driehoek vormen tussen het object,
bruiken en het perspectief in de opname meten. Iets dat dichtbij staat, is
de lichtbron en de camera. Ieder lichtpatroon heeft zijn eigen berekening
groot in het beeld en iets dat ver weg is, klein. Wiskundig is dit eenvoudig
en het gekozen patroon zal bepaalde beperkingen aan de te detecteren
te berekenen. Deze methode werkt alleen indien de afmetingen van het
vormen opleggen. Wanneer er gekozen wordt voor het projecteren van
object bekend zijn. Erg nauwkeurig kan deze methode de derde dimensie
een patroon van parallelle lijnen die tien millimeter uit elkaar liggen, dan
niet meten, en dat is dan ook de reden dat je hem eigenlijk zelden tegen-
kunnen verhogingen of gaten die kleiner zijn vaak niet gedetecteerd wor-
komt. Een eenogige robot Justin zou niet in staat zijn om een Cup-a-Soup
den.
voor je te maken.
Bin picking Stereo vision
Bin picking, of objecten uit een bak pakken met een robot, wordt uitge-
De 3D-laserscanner, gecombineerd met vision, kan in principe ook gebruikt
voerd met stereo vision of het 3D-laserscan principe. Op eenzelfde wijze
worden om een object ergens in de ruimte te detecteren en op te pakken.
als bij 3D-visioninspectie, kunnen de laser en camera op de robot worden
Toch wordt dit in de praktijk meestal met stereo vision of een lichtpa-
bevestigd en een rechtlijnige beweging boven de bak maken. Nadeel van
troon (structured light) gedaan. Bij stereo vision worden twee camera’s
deze methode is dat het relatief veel tijd kost. Vandaar dat er soms wordt
naast elkaar gemonteerd, en wordt er een beeld gemaakt van hetzelfde
besloten om de camera en de laser op een lineaire as te plaatsen. Een
object vanuit twee posities. Ook nu kan men een driehoeksmeting uitvoe-
andere mogelijkheid is om twee of meerdere camera’s boven de bak te
ren. Maar deze keer vormen de linker camera, het object en de rechter
hangen. Afhankelijk van de grootte van het werkgebied en de gewenste
camera een driehoek. Wanneer de camera op de robot wordt gemon-
nauwkeurigheid, kan het aantal camera’s worden bepaald. Hoewel er
teerd, dan kan men ook met één camera op verschillende momenten en
meerdere camera’s boven de bak zijn gemonteerd, blijft het principe het-
vanuit verschillende posities een beeld maken. Op gelijke wijze kan men
zelfde. Het voordeel van stereo vision is dat deze methode sneller is. Alle
Vision & Robotics 2009 035
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 pro-CHECK en Vison POWERBOX, breiden we ons programma steeds verder uit.
Vision & Robotics Nieuwegein 16-17 juni 2009
Stand 5
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.de Leuze electronic BV – Ringweistraat 6 – Waardenburg Telefoon 0418 - 65 35 44 – www.leuze.nl
Hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgerbuikers van productielijnen in de maak-, agro- en foodindustrie. Neem vandaag nog contact met ons voor een gratis abonnement
Schrijf naar Postbus 82 2460 AB Ter Aar | Bel met 06 284 170 73 | Email naar
[email protected] 036
Stereo vision met twee camera’s op een vaste locatie.
3D-laser vision scanner met conveyor tracking.
camera’s kunnen op hetzelfde moment een beeld maken en dit beeld
ten achter de lopende band. Veel is echter al mogelijk. Gedurende de
gelijk analyseren. Een voordeel van de methode met de laser is dat de
Vision & Robotics beurs zal de auteur van dit artikel in één van de lezingen
belichting relatief simpel is. Deze taak wordt door de laser eenvoudig ver-
meer achtergrondinformatie geven en praktische toepassingen laten zien
vuld en is onderdeel van het meetprincipe.
die al wel mogelijk zijn.
Lopende band De laatste van de vier toepassingen is het oppakken van objecten van een lopende band. Alhoewel het in theorie mogelijk is om dit met stereo vision te doen, wordt hier een 3D-laserscanner visionsysteem voor gebruikt. Het nadeel dat er tijd verloren zou gaan door de beweging van de scanner is hier niet van toepassing. De band beweegt immers al onder de laser en camera door en deze beweging kan gebruikt worden voor het scannen. Aan de lopende band zit een encoder gemonteerd, die de stand van de lopende band aan het visionsysteem doorgeeft. Het visionsysteem maakt op bepaalde momenten een beeldopname en zal van de verschillende opnames de 3D-informatie samenstellen. Nadat de positie en rotatie van het object op de band gevonden zijn, worden deze omgerekend naar het coördinatenstelsel van de robot. Ook de robot is aangesloten op de encoder en zal het object van de lopende band oppakken.
Bejaard Robot Justin is in staat om een object met het stereo visionsysteem (zijn ogen) te volgen. Indien een object voor zijn hoofd van links naar rechts wordt bewogen, dan beweegt zijn hoofd mee. Deze eigenschap wordt vision guidance genoemd. Robot Justin beweegt niet echt snel, toch presenteren gerenommeerde wetenschappers met trots deze humanoïde robot. De video’s op YouTube laten zien dat dit ook geheel terecht is. Desondanks is het zo dat zelfs hoogbejaarde mensen de taken veel beter doen dan Robot Justin. Daarnaast kunnen mensen het bewegend object ook nog eens eenvoudig pakken door hun hand er naartoe te bewegen. Robot Justin pakt alleen stilliggende objecten. Vision guidance vereist erg veel rekenkracht. Het telkens opnieuw berekenen en interpreteren van wat de stereo camera’s zien, alsmede het corrigeren van de robotarm, is nog steeds een te zware opgave. Voorlopig kunnen bedrijven robot Justin nog niet inzet-
Een kruispatroon wordt op een object geprojecteerd (Fanuc).
Vision & Robotics 2009 037
Meer productie door stressvrij melken Al duizenden jaren worden koeien gemolken. Het dagelijkse ritme van melken werd altijd door mensen bepaald. Sinds enkele jaren bepaalt echter de koe zelf wanneer en hoe vaak ze op een dag de Insentec melkbox bezoekt om door een Motoman robot te worden gemolken.
Industriële robot
Bram Janssen
optimaliseert melkproductieproces Samen met de specialisten voor stalautomatisering, de firma Insentec BV
Vervolgens wordt de koe voorgemolken. Zodra dit gereed is, zal de robot
(dochter van het Deense S.A. Christensen A/S), werd er een automatisch
één melkbeker per tepel plaatsen. Nu kan de koe worden gemolken. En
melksysteem met twee parallelle boxen gerealiseerd. Het middelpunt
wanneert de melkmachine in actie komt, dan heeft de robot tijd om de
hiervan is de meerdere keren geteste en bewezen industriële Motoman
tweede melkbox te bedienen.
robot HP20. Deze zesassige robot is op zich een standaard ‘multi-purpose’
De intensieve samenwerking tussen Insentec en Motoman leidde tot een
robot, die slechts met enkele kleine aanpassingen geschikt werd gemaakt
robotsysteem dat qua hard- en software werd aangepast om tot een op-
voor het probleemloos functioneren in een corrosieve omgeving.
timaal geheel te komen. In dit systeem zit een Motoman HP20 met een
Melken met een robot is niet nieuw. Het melken met een standaard indu-
verhoogde veiligheidsklasse (IP67), zodat de robot stof- en waterdicht is.
striële robot is echter wel vernieuwend. Het idee is van Henk Hofmann uit
Er werden speciale kabels en connectoren ontworpen. Ook de interface-
Nederland. Hij ontving hiervoor een ‘Golden Robot Award 2004‘. Na een
software voor de lasers en camera werd gezamenlijk ontwikkeld.
enigszins moeilijk begin veranderde Hofmann in 2006 van robotleverancier. Sindsdien is het systeem betrouwbaar en zijn de eindklanten zeer
Lineaire servo-float functie
tevreden. De configuratie van een standaardinstallatie, zoals die door In-
Als de koe eens een keer niet wil wat de automatische melker van plan
sentec onder eigen naam of onder de naam van de holding SAC op de
is, dan treedt de ‘servo-float’ softwarefunctie in actie. Deze functie zorgt
markt wordt gebracht, heeft zich ondertussen wereldwijd in de praktijk
voor een gecoördineerde bewegingsvrijheid van bepaalde robotassen,
bewezen. De volledige engineering en productie vindt plaats in het Ne-
welke een regelbare aanpassingssterkte van de robot in een lineaire rich-
derlandse Marknesse.
ting toestaat. Hierna start de robot automatisch een nieuwe poging tot melken, zonder dat de installatie uitvalt. Dit is normaliter niet noodza-
Parallell systeem met twee melkboxen
kelijk, omdat de koeien ontspannen zijn door het vrije melkritme en de
Een koemelkcel bestaat uit twee melkboxen die naast elkaar staan. Deze
stressvrije manier van melken met de Motoman robot. Stressvij melken
melkboxen gaan, zodra een koe zich meldt, automatisch open en dicht.
kan zelfs leiden tot een stijging in de melkopbrengst van vijftien procent.
De koe meldt zich door middel van een band die om haar nek is be-
Al met al, een fraai voorbeeld van hoogwaardige innovatie uit Neder-
vestigd, met daarin een transponder waarin alle gegevens van deze koe
land.
staan vermeld. Mocht de koe zich te vroeg melden, dan gaan de deuren
Voor een film van de melkrobot: www.insentec.nl.
weer open en wordt de melkcyclus niet gestart. De koe krijgt in de box via een speciaal voedersysteem van op maat samengesteld voer. Dan komt de Motoman robot in actie. Eerst wordt de uier gescand met een aan de robotkop bevestigde laser en een 3D-visionsysteem. Hierna reinigt het aan de robotkop bevestigde reinigingssysteem de uier van de koe.
038 Praktijk
PIONEERS IN IMAGE ACQUISITION
The Image you want, the Way you want ! A new experience in selecting cameras for OEMs worldwide... Insentec heeft de Galaxy melkrobot uitgerust met een robuuste industriële robot, welke speciaal gemaakt is om in deze bijzonder agressieve omstandigheden te werken. De HP20 robot kan qua werkbereik probleemloos een parallel systeem met twee melkboxen bedienen.
C
M
Y
CM
MY
CY
CMY
K
The PicSight® camera line is the right choice for demanding applications! It offers advanced flexibility with 28 different sensors, sophisticated features and is available as Camera Link, USB, GigE Vision and Smart-GigE model.
T: ++ 31 (0)575 - 495 159 mailto:
[email protected]
www.irisvision.eu 039
Uniek Nederlands evenement brengt technieken en mensen samen Over enkele weken vindt Vision & Robotics 2009 plaats. Hier alvast een opwarmertje in de vorm van een kort overzicht van de activiteiten, die op 16 en 17 juni in het NBC te Nieuwegein zullen plaatsvinden, en een kort gesprek met één van de organisatoren van dit altijd leerzame evenement.
Vision & Robotica:
Joanna Hughes
haalbaar en betaalbaar Lezingenprogramma Vision & Robotics
dinsdag 16 juni 2009
Ontvangst en registratie deelnemers
09.00-09.30 uur
Zaal 9/10/11 Welkomstwoord, dhr. Peter Graat, Seminar Manager bij het Mikrocentrum
09.30-09.35 uur
PLENAIR - Zaal 9/10/11 The European Machine Vision and Robotics Market / Trends and Figures dhr. Ing. Cor Maas (member EMVA Executive Committee)
09.45-10.30 uur
Bezoek expositie
10.30-11.15 uur
VISION - Zaal 8 Integratie van vision en robots dhr. L.F. Bemelmans, Beltech
ROBOTICS - Zaal 9/10 De tien goede redenen om te investeren in robots dhr. Fred W.J. Bokhorst, voorzitter Robotics Association Benelux
FOOD - Zaal 8 Vision voor de perfecte frikandel Beckers - Favory Conveniece Food, namens DVC Machinevision BV
METAAL - Zaal 9/10 Modulair ontwerp en geparameteriseerd programmeren in een bedrijfsintern project dhr. Corné Henselmans, Acotech
KUNSTSTOF - Zaal 11 Impeller oppervlakte kwaliteitscontrole dhr. Ir. J.A. Janssen, J.A.I.M.S.
Lunch & bezoek expositie
11.15-11.45 uur
11.50-12.20 uur Toepassingen
12.20-13.20 uur
VISION - Zaal 8 Interactie van variabelen bij machine vision dhr. Harm Hanekamp, Data Vision
ROBOTICS - Zaal 9/10 De crisis overleven met robotica dhr. Paul Mencke, Govers Accountants Adviseurs
MACHINEBOUW - Zaal 8 Nauwkeurig meten met vision dhr. Wim Hoeks, BrainCenter
MEDISCH - Zaal 9/10 3D-scanning in medische applicaties dhr. Ir (MSc.) Dietmar Serbée, Iris Vision
LOGISTIEK - Zaal 11 Zoveel smaken één visionsysteem dhr. Ron Fortman, Blueprint Automation BV
13.55-14.25 uur Toepassingen
Zaal 9/10 Labelinspectie voor iedereen met de nieuwe Basic Scout van Eagle Vision dhr. Ir. Arend van de Stadt, Eagle Vision Systems BV
Zaal 11 Robots voor machinebeladen en CADCAM bewerken van producten dhr. J. van Raaij / E. Rappard, Trento Special Equipment & Robotics
15.10-15.35 uur Productinnovaties
13.20-13.50 uur
Bezoek expositie Zaal 8 Visioncamera techniek: is het echt zo lastig? dhr. Erik Seijner / dhr. Remco Labordus, Isotron Systems BV
14.25-15.10 uur
Bezoek expositie
15.35-16.15 uur
Dagafsluiting met netwerkborrel op de expositievloer
16.15-17.00 uur
040 Programma
Hoewel Peter Graat van het Mikrocentrum het nieuwe gezicht is van Vi-
waarvoor je vroeger nu niet direct aan een robot zou denken, ineens
sion & Robotics, is hij geen onbekende in de industrie. Hij heeft hoge
binnen bereik. Ook wordt de implementatie van robots door ontwikkelin-
verwachtingen van de 2009 editie van de beurs. “Met Vision & Robotics
gen in software een stuk eenvoudiger. Hetzelfde gebeurt natuurlijk voor
2009 willen we graag bereiken dat de exposanten van de beurs aan de
vision. Meer rekenkracht zorgt voor nieuwe manieren van kijken, en de
juiste bezoekers worden gekoppeld. Deze ontmoetingen kunnen vervol-
robot kan met zijn nieuwe verbeterde ogen op nog meer plekken in de
gens leiden tot nieuwe innovatieve samenwerkingsverbanden. Bij het
productie worden ingezet. In andere woorden: vision en robotica worden
organiseren van een dergelijk evenement is het dan natuurlijk wel zaak
haalbare kaart. Daar komt nog bij dat er ook in vision- en roboticaland,
om zoveel mogelijk bezoekers te trekken. Dit hebben we opgelost door
net als in alle andere sectoren, sprake is van concurrentie en technologi-
interessante lezingen op het programma te zetten, en innovatieve stand-
sche vooruitgang. Dit zie je terug in de prijszetting. Voorheen dure tech-
houders uit te nodigen die hun kennis graag met de wereld delen. Alle
nologie die buiten het bereik van de kleine bedrijven lag, wordt ineens
belangrijke partijen doen mee. Ook dit is een belangrijk gegeven, aange-
betaalbaar. Tel deze twee gegevens bij elkaar op, en je moet concluderen
zien een beurs pas is geslaagd als de bezoeker tijdens het rondstruinen
dat de tijd voor bedrijven rijp is om serieus te onderzoeken welke voor-
veel interessante contacten en nieuwe ideeën opdoet. Wat we willen
delen vision en robotica hen kunnen bieden.”
brengen, is inzicht in nieuwe technieken. Welke kant gaan de ontwikkelingen op het gebied van vision en robotica op?”
Op de vraag bij welke lezingen Graat zeker op de voorste rij te vinden zal zijn, hoeft hij niet lang na te denken. “Paul Mencke verzorgt een
Op de vraag waarom twee ogenschijnlijk verschillende technieken op
lezing over hoe met robotica de huidige crisis bezworen kan worden. Dit
één beurs te vinden zijn, antwoordt Graat: “Vision en robotica zijn eigen-
is een erg actueel thema, waar ik veel van verwacht. Op visiongebied is
lijk onafscheidelijke begrippen. Een robot heeft altijd sensoriek nodig,
er een presentatie door Iris Vision, die laten zien hoe vision in de medi-
en zintuigen moeten gekoppeld worden aan manipulatoren. Ze hebben
sche sector de gehandicapte medemens helpt om met minder pijn door
elkaar simpelweg nodig. Vandaar dat de twee gebieden een paar jaar
het leven te gaan. Een applicatie die raakt door menselijkheid. Dit zijn in
geleden zijn samengevoegd tot de Vision & Robotics beurs.”
ieder geval mijn persoonlijke voorkeuren. Er zijn echter genoeg smaken voor iedereen, en ik nodig de mensen dan ook van harte uit zich gratis
Graat laat vervolgens weten dat er veel te halen valt voor de bezoeker.
in te schrijven via www.vision-robotics.nl, om de mooie voordrachten
“Op technologisch gebied is steeds meer mogelijk. Robots kunnen meer
en interessante, nieuwe oplossingen met eigen ogen te komen aan-
tillen, worden sneller en nauwkeuriger. Hierdoor komen toepassingen,
schouwen.”
Lezingenprogramma Vision & Robotics
woensdag 17 juni 2009
Ontvangst en registratie deelnemers
09.00-09.30 uur
Zaal 9/10/11 Welkomstwoord, dhr. Peter Graat, Seminar Manager bij het Mikrocentrum
09.30-09.35 uur
PLENAIR - Zaal 9/10/11 Succesvolle robot-implementaties binnen het Nederlandse MKB dhr. Frank Kramer, ApplicatieCentrum Productietechnologie (ACP)
09.45-10.30 uur
Bezoek expositie
10.30-11.15 uur
VISION - Zaal 8 Interactie van variabelen bij machine vision dhr. Harm Hanekamp, Data Vision
ROBOTICS - Zaal 9/10 De crisis overleven met robotica dhr. Paul Mencke, Govers Accountants Adviseurs
MACHINEBOUW - Zaal 8 Nauwkeurig meten met vision dhr. Wim Hoeks, BrainCenter
MEDISCH - Zaal 9/10 3D-scanning in medische applicaties dhr. Ir (MSc.) Dietmar Serbée, Iris Vision
11.15-11.45 uur
LOGISTIEK - Zaal 11 Zoveel smaken één visionsysteem dhr. Ron Fortman, Blueprint Automation BV
Lunch & bezoek expositie
11.50-12.20 uur Toepassingen 12.20-13.20 uur
VISION - Zaal 8 Integratie van vision en robots dhr. L.F. Bemelmans, Beltech
ROBOTICS - Zaal 9/10 De tien goede redenen om te investeren in robots dhr. Fred W.J. Bokhorst, voorzitter Robotics Association Benelux
FOOD - Zaal 8 Vision voor de perfecte frikandel Beckers - Favory Conveniece Food, namens DVC Machinevision BV
METAAL - Zaal 9/10 Modulair ontwerp en geparameteriseerd programmeren in een bedrijfsintern project dhr. Corné Henselmans, Acotech
KUNSTSTOF - Zaal 11 Impeller oppervlakte kwaliteitscontrole dhr. Ir. J.A. Janssen, J.A.I.M.S.
13.55-14.25 uur Toepassingen
Zaal 9/10 Mogelijkheden nieuwste generatie intelligente visioncamera’s
Zaal 11 Simplicity of iRVision! dhr. Filip Tuypens / dhr. Peter Kiekens, Fanuc Robotics Benelux
15.10-15.35 uur Productinnovaties
Bezoek expositie Zaal 8 Automatische identificatie van kratten met visie
13.20-13.50 uur
14.25-15.10 uur
Bezoek expositie
15.35-16.15 uur
Dagafsluiting met netwerkborrel op de expositievloer
16.15-17.00 uur
Programma 041
Eerste zevenassige lasrobot ter wereld
Flexibele hand Nachi heeft de Flex Hand, een servogestuurde robot actuator, op de markt gebracht. De Flex Hand beschikt bij de
De nieuwe VA1400 robot is volgens Motoman de eerste lasrobot ter wereld
handling van onregelmatig gevormde ob-
met zeven vrij programmeerbare servoassen. Hiermee wordt een zeer
jecten over dezelfde flexibiliteit als een
grote bewegingsvrijheid gerealiseerd en kan deze robot zelfs ‘om de hoek’
menselijke hand. Volgens Nachi is de Flex
lassen. In de eerste ‘knikarm’ van de robot is een extra draaipunt gecon-
Hand geschikt voor toepassingen zoals
strueerd, waardoor deze robot unieke bewegingen kan maken. De boven-
bin picking en montage. Twee van de drie
arm van de robot heeft de bekende bewezen constructie met holle eindas
vingers kunnen door motoren worden
en door de bovenarm verlegd slangenpakket naar de lastoorts. Hierdoor
aangedreven. De bewegingen van de
heeft de robot geen externe stoorkanten en wordt de levensduur van het
vingers kunnen worden geprogrammeerd
slangenpakket aanmerkelijk verlengd. Deze constructie is door Motoman al
als zijnde een uitbreiding van de robot
in 2004 op de markt gebracht en heeft zich sindsdien bewezen in duizen-
assen, waardoor een naadloze en gesyn-
den robotlassystemen wereldwijd. De specificatie van snelheid en nauwkeurigheid van de nieuwe
chroniseerde werking van de actuator en
VA1400 lasrobot zorgt ervoor dat deze robot nu de snelst bewegende lasrobot op de markt is. Op de
de robot mogelijk wordt. Alle vingers be-
bekende beurs ‘Schweissen & Schneiden’ die in september in Essen te België wordt gehouden, zal
staan uit acht verbindingen en de niet-
deze nieuwe robot te zien zijn. Later dit jaar zal de VA1400 ook zijn opwachting maken op enkele
servogestuurde vingers worden pneuma-
evenementen in de Benelux. Al eerder bracht Motoman een zevenassige handling robot type SIA20
tisch aangedreven. Nachi stelt dat dit leidt
op de markt, die vanwege de unieke bewegingsvrijheid als snel de bijnaam ‘Snake’ verwierf. Ook is
tot gereduceerde cyclustijden, een gecon-
hiervan inmiddels een vijftig kilogram variant beschikbaar.
troleerde grijpkracht en een verminderde interferentie tijdens picking van de on-
DataMan 200 codelezer
derdelen. Volgens het bedrijf houdt de actuator technologie in dat de robot verschillende objecten kan oppakken, zonder de verdere noodzaak voor automatische gereedschapswisselaars en op maat ge-
is voor toepassingen met variabele focus-
maakte robot actuatoren. De Flex Hand is
vereisten.” De Ethernetconnectiviteit geeft de
een veilig ontwerp, en laat objecten niet
gebruikers van de DataMan 200 het voordeel
zomaar vallen als er een noodstop is of
dat informatie en beelden in realtime worden
als de robot geen stroom meer toege-
overgedragen en dat het gemakkelijker kan
voerd krijgt. De Nachi Flex Hand heeft een
worden geïntegreerd in automaten en infor-
maximale slag van tweehonderd millime-
maticanetwerken. De vloeibare lens technolo-
ter. Elke vinger heeft een maximale klem-
gie zorgt voor een groter focusbereik, is ge-
kracht van ongeveer 735N en een snel-
makkelijk te installeren en heeft een snellere
heid van circa 330 millimeter per seconde.
Cognex heeft onlangs DataMan codelezers aan
responstijd. Met deze techniek wordt de focus
Hij is prima te combineren met visionsen-
haar assortiment toegevoegd. De nieuwe
van de camera aangepast door gebruik te ma-
soren voor bin picking toepassingen.
DataMan 200 voegt Ethernetconnectiviteit en
ken van een elektrische lading in de vloeistof
vloeibare lenstechnologie toe aan één van de
in de lens. Middels één softwarecommando
kleinste, vaste high performance lezer ter
wordt het beeld vervolgens scherpgesteld. De
wereld. Deze nieuwe functies verbeteren de
lens zorgt ook voor een grote velddiepte en
Adverteerders index
communicatiesnelheid en maken het gemak-
een groot zichtbereik. Aangezien de codelezer
ABB
32
kelijker de codelezer in controlesystemen in de
geen bewegende onderdelen bevat die defect
Alpha
44
fabriek te integreren.
“De DataMan 200
kunnen raken of kunnen verslijten, is het
Beltech
4
combineert de krachtige leesprestaties en het
systeem bovendien robuust en bestand tegen
Braincenter
33
zeer kleine formaat van de DataMan 100 met
schokken, trillingen en slijtage. De installatie
vernieuwingen die de connectiviteit, de snel-
wordt vereenvoudigd door het gebruik van
Dero
45
heid en het gebruiksgemak verbeteren,” aldus
twee laserzoekers. Net als de DataMan 100
Fanuc
2
Carl Gerst, Senior Director ID Products. “Het sy-
heeft het nieuwe systeem een gebruiksvrien-
FenceWorks
14
steem is de eerste beeldgebaseerde lezer met
delijke interface voor het instellen van de toe-
Iris Vision
25,39
volledige Ethernetconnectiviteit, in een behui-
passing en ondersteunt het een ruim scala aan
Kuka
43
zing die niet groter is dan een luciferdoosje.
1D- en 2D-codes, waaronder UPC/EAN/JAN,
Leuze Electronics
36
Het is ook het eerste systeem met vloeibare
Code 39, Code 128, Code 93, Interleaved 2 van
Mikrocentrum
48
lenstechnologie, met als gevolg dat het ideaal
5, Data Matrix, QR Code, en micro QR Code.
Motoman
29
Valk Welding
47
042 Productnieuws
Productnieuws
Robots snijden profielen Voortman Automatisering uit Rijssen heeft in nauwe samenwerking met Valk Welding een bewerkingssysteem voor staalconstructies op de markt gebracht, waarin stalen profielen volautomatisch worden bewerkt tot eindproduct. Naast componenten voor het aanbrengen van boorgaten, tapgaten en het op maat zagen van de profielen wordt in dit V806M systeem een snijrobot van Valk Welding ingezet, waarmee gaten en willekeurige contouren in de profielen kunnen worden gesneden. Fabrikanten van staalconstructies voor de bouw kunnen met deze systemen de productie volledig automatiseren. Naast het feit dat integratie van de snijrobots in deze systemen uniek mag worden genoemd, speelt de softwarematige aansturing en programmering een cruciale rol in het hele automatiseringsproces. De Custom Made Robot Software (CMRS) van Valk Welding is daarvoor geïntegreerd in het programmeersysteem van Voortman Automatisering. Snijprogramma’s voor de meest exotische vormen kunnen daarmee eenvoudig worden gegenereerd, zonder dat voor iedere bewerking een nieuw programma hoeft te worden samengesteld. Voortman Automatisering, die de complete systemen vermarkt, bouwt en oplevert, heeft inmiddels meerdere profielbewerkingssystemen wereldwijd verkocht. Kort geleden zijn ook installaties geleverd aan Amerikaanse bedrijven die staalconstructies voor de bouw produceren. Beide bedrijven verwachten een verdere toename van de verkoop wereldwijd.
I’m your robot. any ideas? KUKA Automatisering + Robots N.V. levert industriële robots met een draagvermogen van 5 kg tot 1300 kg, zowel 6- en 4-assige als SCARA robots, inzetbaar in alle mogelijke applicaties. Wij geven U concreet advies bij de engineering en de constructie van uw flexibele automatiseringscellen. Voor al uw automatiseringsprojecten zijn wij uw lokale partner voor inbedrijfname en programmering en garanderen wij een prompte service over de hele Benelux. In ons trainingscenter kunnen wij U onze producten demonstreren en uw medewerkers professioneel opleiden.
kuka your ideas
www.kuka-robotics.com
Robotcel in de lease CSi introduceerde reeds in 2006 het i-Pal systeem, een gestandaardi seerde robotcel bestaande uit een sferische robot, die samen met de palletconveyors en het pickpoint is gemonteerd op een skid. Door het zo te engineeren en via lease aan te bieden, creëerde CSi een oplossing met veel flexibiliteit. Vele tientallen klanten hebben reeds gekozen voor deze
i-Pal met sheetdispenser.
palletiseercel. Inmiddels is een nieuwe variant ontwikkeld, de Easy Clean i-Pal. Deze palletiseerunit kan door de voedingsmiddelenindustrie ingezet worden als end-of-line oplossing op plaatsen waar verhoogde hygiënische
worden ingezet. Door het uitgekiende technisch concept kunnen
eisen worden gesteld. Hierdoor is het niet meer noodzakelijk om de
nagenoeg alle producten nauwkeurig gestapeld worden. Automatisch pal-
palletiseerfunctie in een andere ruimte te plaatsen dan de verpakkings-
let toe- en afvoertransport is inbegrepen, een tussenlegvel-applicator is
machines. Er kan dus een compact systeem gebouwd worden dat door
als optie verkrijgbaar. Deze nieuwe i-Pal heeft een vriendelijke grafische
één operator bediend kan worden. De Easy Clean i-Pal onderscheidt zich
bedieningsinterface, die optioneel kan worden uitgevoerd met CSi
doordat het een totaaloplossing is voor de palletiseerfunctie, die aan alle
‘patternmaker’. De Easy Clean is gebaseerd op bewezen technologie en is
‘easy clean’ eigenschappen voldoet. Door de open constructie is het
daardoor betrouwbaar. Het is een standaard product met een korte lever-
systeem zeer eenvoudig reinigbaar. Deze variant is bovendien ook lever-
en montagetijd. Tot slot is het interessant dat de Easy Clean i-Pal ook als
baar in een RVS-uitvoering, zodat hij ook in vochtige omgevingen kan
leaseproduct verkrijgbaar is.
Verbeterde machine vision software Your partner for industrial robot programming Meer dan 20 jaar ervaring in het ontwikkelen van machine besturingen en meer dan 15 jaar ervaring in het programmeren en integreren van robotsystemen maken van Alpha Robotica een ervaren partner voor zowel gebruikers als systeemintegrators.
T +31 (0)172 41 95 53 044 41 60 32 F +31 (0)172
Informatie
[email protected] Grijperselectie 044
Op de Hannover Messe toonde het Duitse softwarebedrijf MVTec Software Gmbh een nieuwe versie van hun machine vision software: Halcon 9.0. De verbeteringen die door de ontwikkelaars zijn aangebracht zijn onder andere een verbeterde gebruikersvriendelijkheid en de mogelijkheid om met beelden groter dan 32x32 kilopixels te werken. Daarnaast moet de nieuwe versie het werk aanzienlijk versnellen. Met name het automatisch gebruik van parallelle processen die multi-core processoren beter tot hun recht laten komen, dragen hier aan bij. Tevens laat de leverancier weten dat de innovatieve matching-methoden in de software een unieke oplossing biedt voor door perspectief vervormde objecten. Tot slot komt de applicatie met een data code lezer, die ook beschadigde code kan lezen, zelfs wanneer het gehele vindpatroon niet aanwezig is.
Productnieuws
PickMaster als oplossing voor diverse taken
Kleine snelle cel
ABB Robotics heeft een productieverhogend en pc-gebaseerd software-
ESS Technologies in het Amerikaanse Blacksburg heeft een compleet
concept ontwikkeld: de PickMaster. Het is een tool voor een snelle integra-
systeem gecreëerd voor het op hoge snelheid palletiseren van kartonnen
tie van robots voor lopende band activiteiten met visioncamera’s. De soft-
dozen in kleine ruimtes. Het systeem palletiseert zo’n dertig dozen per
ware kan in diverse installaties worden gebruikt. De toepassingen variëren
minuut. De robotcel bestaat uit een Fanuc-robot met door ESS ontworpen
van picking op hoge snelheid bij verpakkingsapplicatties, tot het palletise-
end-of-arm tooling (EOAT), en een automatische palleteerdispenser met
ren van dozen voor het uiteindelijke transport. De producten arriveren in
doorstroomband. Lege pallets worden automatisch in de robotcel gevoerd
willekeurige volgorde op de lopende band. Het visionsysteem bekijkt de
en volle pallets worden uit de cel afgevoerd. Een reeks van Fanuc-robot-
producten en controleert de kwaliteit voordat de doelposities verzonden
modellen kan vrijwel iedere lading aan. Het systeem is ideaal voor appli-
worden naar één of meerdere robots. De robots pakken de producten op
caties waarvoor een hoge snelheid nodig is, en waar slechts een beperkte
en plaatsen deze vervolgens in bijvoorbeeld een doos of bakje. Alles bij
werkruimte beschikbaar is. De palletdispenser en de doorstroomband ma-
elkaar worden zeer hoge doorloopsnelheden gerealiseerd, waarbij acht-
ken deel uit van de robotcel, waardoor de techneuten van ESS de kleinste,
honderd producten per minuut niet ongewoon zijn. PickMaster kan de
volledig geautomatiseerde robotpalletiseercel hebben gecreëerd. De cel
productie van robots coördineren en beschikt tegelijkertijd over acht
wordt vooral gebruikt in de farmaceutische, medische en consumptiegoe-
camera’s. De camera’s betreft de high performance MVS-8000 reeks van
deren industrieën. Het complete systeem kost aanzienlijk minder in verge-
Cognex. Tevens verzorgt Cognex pc-software interfaces voor het integre-
lijking met andere systemen, waarbij alle componenten apart geïnte-
ren van visionfuncties in de
greerd moeten worden. De snelle cel is geschikt voor alle standaard
robottechnologie van ABB.
palletmaten. De kartonnen dozen komen de cel binnen via de invoerband,
Zo wordt er gebruik gemaakt
terwijl de palletdispenser en aangedreven roller conveyors een leeg pallet
van Cognex Vision Library
in de juiste positie plaatsen. Een robot met een vacuüm-, grijper- of een
software en is PatMax de
hybride vacuüm/grijper- EOAT pakt dozen van de invoerbanden en plaatst
belangrijkste
softwaretool
deze in het voorgeprogrammeerde palletpatroon. Het ruimtebesparende
voor de handling van de
systeem heeft geen extra accumulator nodig om palletiseersnelheden van
meeste toepassingen.
dertig dozen per minuut te realiseren. Hierdoor zijn accumulatorbanden overbodig geworden, waardoor er nog meer geld en ruimte kan worden bespaard.
Drie nieuwe palletiseerrobots op Ligna Kuka Roboter GmbH heeft zich voor de eerste keer op Ligna gepresenteerd, dat van 18 tot 22 mei haar deuren in Hannover opende. Het bedrijf uit Augsburg heeft de beurs voor bosbouw en houtindustrie gekozen om hun specialisme in industriële en logistieke toepassingen te tonen door de wereldwijde lancering van drie palletiseerrobots: de 300 PA, de KR 470 PA en de KR 700 PA. Op stand 22 in hal 25 konden bezoekers met eigen ogen zien hoe slim deze nieuwe stapelrobots zijn. De robots van Kuka zijn al jarenlang erg populair in de hout- en meubelindustrie. Met haar individuele automatiseringsoplossingen, die op maat gemaakt zijn om aan de specifieke behoeften van haar klanten te voldoen, heeft de robotleverancier veel spijkers met koppen geslagen. De robotbouwer uit Schwaben heeft op Ligna gedemonstreerd dat de nieuwe stapelrobots over vele geoptimaliseerde palletiseerfuncties beschikken, die niet alleen handig zijn voor de houtverwerkende- en meubelindustrie, maar ook voor vele andere sectoren. Wel laat Kuka Roboter zien hoe belangrijk de houtindustrie voor het bedrijf is, door de nieuwe robots juist op Ligna voor het eerst te tonen. Met de lancering van de drie robots breidt Kuka haar productportfolio ten aanzien van palletiseerrobots nog verder uit. De robots worden gekenmerkt door korte cyclustijden en een groot bereik.
De robots staan garant voor grote stapelhoogtes en
de grootste grijpers kunnen worden gebruikt. Met een geïntegreerd
DERO heeft zich gespecialiseerd in productieautomatisering door toepassing van industriële robots (FANUC). Hierbij zijn wij actief in zeer uiteenlopende sectoren. Of het nu gaat om inpakken, palletiseren, handling of processing, wij hebben altijd een passende oplossing voor uw automatiseringsvraagstuk.
besturingsconcept kan nagenoeg elke klantspecifieke palettiseeroplossing verkregen worden, voor draaglasten van veertig tot dertienhonderd kilogram.
telefoon 0252 522600
e-mail
[email protected]
website www.derobv.nl
045
Column
De bouwdoos, de tekening en de handleiding Hoe pakt onze industrie de integratie van industriële robots aan? Weten zij de weg die ze moeten volgen, of doen zij maar iets? Misschien wordt de automatisering door sommigen als een avontuur gezien, Of denkt men: laten we toch eens iets proberen, maar laten wij al de risico’s afdichten met zware contracten, zodat wij in ieder geval bij problemen buiten spel blijven? Deze overwegingen komen helaas uit onwetendheid nog steeds voor. Als een bedrijf het plan heeft te automatiseren en hierbij denkt aan industriële robots, dan zijn ze volgens mij al op de goede weg. Maar hoe pakken zij dit dan verder aan? Zelden komen ze direct bij een systeemintegrator terecht. Meestal komen zij in contact met een adviesbureau. Al heb ik persoonlijk niets tegen dit soort instellingen, er bestaat simpelweg geen bureau dat over voldoende kennis beschikt inzake robotmaterie. Mijn conclusie is dan ook dat er veel tijd en geld verspild wordt doordat men de juiste weg niet volgt. Ik noem als voorbeeld een bedrijf dat in productie wil innoveren. Men heeft daar informatie dat hun concurrent dit gedaan heeft op basis van industriële robots. Het bedrijf besluit om alles zelf te gaan onderzoeken. Het wiel wordt dus wederom opnieuw uitgevonden. Helaas gaat men niet selecteren op systeemintegratoren, die misschien nog zo vriendelijk zijn om hun voorstellen tot automatisering kosteloos ten tafel te brengen. Een systeemintegrator is belangrijk, omdat zo iemand uit ervaring in staat is om met het bedrijf een route te kunnen uitzetten. Dit pad geldt niet alleen voor het gevraagde, maar ook voor de toekomst. Verder is de
In de tweede helft van 2009 wordt het keurmerk uitgedeeld
voorbeeld niet het juiste pad, dan hebben zij wel een bouwdoos, maar de tekening en de handleiding laten te wensen over. Wellicht heb je wel eens een meubelbouwpakket gekocht. Je wilde dit pakket gezellig met
systeemintegrator niet vrij in zijn of haar calculatie, omdat hij of zij te
je partner gaan opzetten, maar gaandeweg klopte er het één ander niet.
maken krijgt met de ‘Return on Investment’. Waarbij de aantekening ge-
Privé gezien is dit al vervelend genoeg, maar zakelijk gezien is dit een
maakt dient te worden dat als een systeemintegrator zijn bekwaamheid
regelrechte ramp. Weet dit te voorkomen door het juiste pad naar succes
niet kan aantonen, men hem of haar als een hete aardappel laat vallen.
te volgen.
De RAB gaat je hierbij overigens helpen. In de tweede helft van 2009 wordt het keurmerk uitgedeeld. Dan weet je dat je met een erkende
Fred W.J. Bokhorst
systeemintegrator te doen hebt. Kortom, volgt het bedrijf in bovenstaand
Voorzitter Robotics Association Benelux
046 Column
047
