3D vision als middel voor autonome robots en kwaliteitscontrole

Ben jij een mkb ondernemer in de maakindustrie en ben je op zoek naar manieren om producten sneller, goedkoper en duurzamer te maken? Veel bedrijven werken aan het steeds verder automatiseren van het productieproces, onder andere door het gebruik van ‘slimme’ technieken. Welke nieuwe technologie daarin kan helpen lees je in dit blog.

Flexibele maaktechnologie

In de maakindustrie krijgt digitalisering en robotisering een steeds belangrijkere rol. Zo komen er sensoren en handige software op de markt die hun omgeving verkennen zodat productiemachines en robots daarop kunnen inspelen. Het programmeren van robots wordt daardoor eenvoudiger en betaalbaarder zodat ook kleinere series geautomatiseerd vervaardigd kunnen worden. Dan spreken we over Zero Programming. De combinatie van foutloze productie (Zero Defect) met zo min mogelijk omsteltijd (Zero Programming) biedt de mogelijkheid om klantspecifiek, goedkoper en duurzamer te produceren. Met als einddoel om massaproductie van enkelstuks voor de prijs en kwaliteit van massafabricage mogelijk te maken.

Slimme robots voor kleine series en enkelstuks productie

Bij Zero Programming worden robot programma’s op basis van productinformatie, CAD informatie en 3D  vision automatisch gegenereerd en kunnen deze robots in geval van afwijkingen, autonoom beslissingen nemen om afwijkingen binnen toleranties (toegestane afwijkingen) weg te werken. Het doel is om de complexiteit van het produceren van producten weg te nemen. Al deze elementen samen wordt Flexible Manufacturing genoemd.

“De Nederlandse industrie typeert zich door vervaardiging van hoogwaardige componenten en producten in kleine series met een gevarieerde mix aan uitvoeringen. High-mix-low-volume, bedacht, ontworpen en gemaakt in Nederland. Samen goed voor 55% van de Nederlandse exportwaarde. Met Flexibele Manufacturing werkt Nederland aan de internationale positie van onze maakindustrie: kleine series, unieke producten van hoge kwaliteit tegen concurrerende prijzen.” zegt Rob Snel, senior system engineer bij TNO.

3D vision in de praktijk

Pointcloud camera’s zijn een voorbeeld van deze nieuwe 3D optische sensoren. Ze maken een dieptebeeld van een aanzicht op een product. Daardoor wordt het mogelijk om de 3D vormen van producten in een CAD-database te vinden en vergelijken. Dat is handig wanneer robots worden ingezet bij een kwaliteitscontrole omdat je de vorm referentie al in de CAD-database hebt staan. Ook is het handig bij de handling van producten als je de positie en oriëntatie nodig hebt. Nauwkeurigheid en betrouwbaarheid zijn essentieel om te voorkomen dat een robot misgrijpt of het product beschadigt.

Inmiddels worden deze 3D optische sensoren al in de praktijk ingezet. Zo werden ze al toegepast bij visuele inspecties en reverse engineering. Maar nu wordt de techniek van grote toegevoegde waarde voor het automatisch genereren en corrigeren van robot programma's.

Momenteel wordt er door SMITZH (Smart Manufacturing Industriële toepassing in Zuid-Holland), TNO, SAMIXL (Smart Advanced Manufacturing XL), DOC (Dutch Optics Centre) in samenwerking met overheden en kennisinstellingen ontwikkeld en getest met deze technieken. Daarom ondersteunen deze partijen MKB ondernemers door met ze mee te denken en hen de mogelijkheid te geven hun idee live te testen bij SAMIXL.

Het mooie is dat de tests die gedaan worden opnieuw bijdragen aan deze techniek waardoor deze steeds breder toepasbaar worden. Daardoor wordt het ook steeds aantrekkelijker en toegankelijker voor MKB bedrijven om met 3D-Metrologie aan de slag te gaan.

Een goed voorbeeld is te zien in dit filmpje. Hier is een 3D-camera vastgemaakt aan de end-effector van een robot. Met behulp daarvan wordt een object gereconstrueerd. Op basis van die 3D-reconstructie worden automatisch robotpaden gegenereerd voor het uitvoeren van een nabewerking.  Al deze voorbeelden onderbouwen dat het delen van kennis tussen de verschillende betrokken partijen zijn vruchten gaat afwerpen.

Zelf aan de slag?

Wil jij na het lezen van dit artikel meer weten over Flexible Manufacturing of wil je erachter komen of en hoe deze techniek binnen jouw organisatie ingezet kan worden?  SMITZH test graag samen met jou deze technologie uit in één van onze fieldlabs.

Mocht je meer willen weten over dit onderwerp dan ben je welkom.