Grijpen met gevoel

De cobots zijn aan een ware opmars bezig. Inmiddels heeft elke zichzelf respecterende fabrikant wel een of meerdere varianten in haar assortiment. Maar zonder veilige grijpers zullen de applicaties maar langzaam van de grond komen. Grijperspecialist Zimmer uit Reihnau ontwikkelde daarom een hele nieuwe grijperserie speciaal voor cobots. Deze bevat zowel pneumatische als elektrische varianten en allen zijn voorzien van IO-Link. Bovendien zochten ze de samenwerking met enkele beroemde cobotbouwers, zodat ze snel en eenvoudig in de robotbesturing geïntegreerd zijn en voor de operator tevens zichtbaar zijn in de bijbehorende HMI.

Volgens diverse deskundigen zijn cobots een prima antwoord op de flexibele eisen die een industrie 4.0-productieomgeving stelt. En hoewel de meeste robots nog gewoon achter een hek hun werk doen, zijn ze in ieder geval ruim vertegenwoordigd op alle grote automatiseringsbeurzen. Volgens Heiko Zimmer, salesmanager Europa bij Zimmer, is het inderdaad nog een ‘push-markt’ en moet de grote golf nog komen. “Je ziet nu nog vaak dat de cobot wordt ingezet voor traditionele robottaken omdat hij goedkoper is en snel en flexibel tewerk te stellen is. Qua businesscase zit het wat dat betreft dus wel goed. Maar de echte collaboratieve applicaties moeten nog komen. “Dat ze er komen, daar is Zimmer wel van overtuigd. “Ik heb feilloos werkende demonstraties gezien waar cobots op een veilig mobiel platform worden gemonteerd, en op wel tien verschillende plekken in de fabriek aan het werk zijn. Die taken kunnen snel wijzigen en, indien nodig, gaat de cobot ook ’s-nachts gewoon door. Dergelijke toepassingen zijn voor wat CE-regelgeving en de hele berg risicoanalyses die je zal moeten maken nog lastig. Maar we willen er als Zimmer wel op voorsorteren met een grijperreeks waarbij een groot deel van dit soort cobottaken is afgedekt.”

Cobotnorm
Een norm voor cobots die gelukkig ook de nodige handvatten biedt voor een veilig grijperontwerp is ISO 15066. Hierin staat bijvoorbeeld dat de grijper, net als de cobot zelf, geen scherpe hoeken of naden mag hebben en dat de grijpkracht op 140 Newton moet worden begrensd. Ook is er een norm in de maak die specifiek ingaat op grijpertechnologie, en waar Zimmer zitting heeft in de normcommissie. Zimmer: “Een veilige cobot met een veilige grijper maakt natuurlijk nog geen veilige toepassing. Als hij bijvoorbeeld scherpe of anderszins gevaarlijke producten oppakt, dan kan je cobotinstallatie aan nog zoveel normen voldoen, een veilige samenwerking wordt het nooit. Dat heeft ons er echter niet van weerhouden een zo veilig mogelijke grijperserie te ontwikkelen voor zowel klanten die behoefte hebben aan een pneumatische, als voor klanten die een elektrische grijper zoeken.“

Veilige voorloper
Nu had Zimmer vorig jaar al de nodige ervaring opgedaan met een veilige servogrijper uit de 6000-serie. Naast een begrenzing op de voorgeschreven 140 Newton en een gladde ronde afwerking, beschikte deze grijper ook over een gepatenteerde mechanische vergrendeling die de aandrijving blokkeert, mocht de maximale waarde overschreden worden. Ook beschikte deze grijper over kleurenfeedback middels ledverlichting. Is de grijper blauw? Dan is alles goed aangesloten en is hij klaar voor de start. Zodra de vingers gaan bewegen, dan kleurt de grijper geel. Groen wordt hij als hij op de juiste positie is, en rood betekent natuurlijk dat er iets niet klopt en dit eerst moet worden verholpen. Dankzij een IO-Link-interface, die ook het snel in gebruik nemen middels parametriseren mogelijk maakte, kon er spoedig een diagnose worden gesteld.

Elektrisch én pneumatisch met IO-Link
Ook de nieuwe HRC-serie – HCR staat voor Human Robot Collaboration – beschikt over alle voorgenoemde elementen. Dus een veilige geometrie, een begrenzing op 140 N, met gepatenteerde mechanische blokkering en kleurenfeedback middels ledverlichting die helemaal rondom te zien is. Ook is er voorzien in een functie die ervoor zorgt dat de grijper niet per ongeluk een onderdeel laat vallen als de stroom wegvalt en kan de stroom worden begrensd op maximaal 1 A. Bovendien zijn zowel alle HRC-grijpers – dus elektrisch én pneumatisch – voorzien van IO-Link. Zimmer: “Dankzij IO-Link hebben we veel minder kabels aan te sluiten. In het geval van elektrisch is dat er één, die in de meeste gevallen veilig in de robot kan worden weggewerkt. In het geval van de pneumatische grijper komt daar natuurlijk een luchtleiding bij. Voordeel van IO-Link is ook dat we heel precies – tot 0,05 mm – de precieze posities van de vingers zien. Deze feedback maakt het ook mogelijk om te weten wat voor product er wordt opgepakt en of dat dit binnen gestelde productspecificaties valt.”
Over wat voor pneumatische- en elektrische grijpers we het precies hebben? “De HRC-familie bestaat uit eenvoudig automatisch uitwisselbare elektrische parallelgrijpers, pneumatische parallelgrijpers én pneumatische hoekgrijpers. Die kunnen we uiteraard inclusief standaard vingers leveren, maar in de meeste gevallen worden de vingers door de klant zelf gemaakt. Geen enkel op te pakken product is immers hetzelfde. Wel geven we in dat geval voldoende technische ondersteuning om tot een cobotveilig ontwerp te komen.

Samenwerken met cobotbouwers
Een laatste punt dat Heiko Zimmer graag maakt, is het feit dat Zimmer de samenwerking zoekt met cobotbouwers voor een optimale integratie en gebruikerservaring. Eén van de eerste partijen waarmee de samenwerking werd gezocht, is Universal Robots. “We hebben speciaal voor de cobots van Universal Robots een toolkit samengesteld waarin na de keuze voor een specifieke cobotgrijper, alle toebehoren aanwezig zijn voor een snelle installatie. Hierbij wordt de grijper zonder probleem door de besturing van de Universal Robot herkend, zodat hij snel is in te stellen en gemakkelijk is aan te passen voor een volgende taak. Ook zijn er tal van diagnosefuncties beschikbaar en kunnen grijpers tijdens operatie automatisch worden uitgewisseld.” En vergelijkbare samenwerking heeft Zimmer met Yaskawa. Hier zijn de cobotgrijpers dankzij IO-Link volledig in de robotbesturing geïntegreerd en grafisch zichtbaar in de HMI. De gebruiker hoeft alleen maar het juiste grijpertype te selecteren om deze vervolgens te parametriseren. Overigens geldt deze integratie niet alleen voor cobots en cobotgrijpers. Alle grijpers van Zimmer met IO-Link worden door Yaskawa-robots met een besturing nieuwer dan deDX100 en FS100 herkend.

TechniShow 2018
Uiteraard zullen de nieuwe cobotgrijpers van Zimmer ook op de TechniShow te bewonderen zijn. Op de eerste plaats op de stand van ZVS Techniek (stand E048, hal 10), dat al vele jaren de vele hoogwaardige Zimmer producten in de Benelux vertegenwoordigd en ze voorziet van een gepast advies. Maar ook op andere stands zou de bezoeker zomaar de nieuwe Zimmer-cobotgrijpers veilig tegen het lijf kunnen lopen. Natuurlijk op de stand van Yaskawa, waar een voorbeeld van de hiervoor genoemde integratie met hun nieuwe HC10-cobot te zien zal zijn. Maar ook met de Taiwanese Techman-cobots, die Valkwelding succesvol naar Nederland wist te halen en ook zijn voorzien van de veelzijdige cobotgrijpers van Zimmer.

 

Welke grijper hoort bij welke vorm van samenwerken?

Robotcel
In dit geval is er sprake van een afzonderlijke robotcel. Hier kan elk type grijper worden toegepast.

Co-existentie
De robot is zich bewust van de medewerker, maar er zijn geen zones waar robot en werknemer met elkaar in contact komen. Ook in dit geval kan elk type grijper worden toegepast.

Coöperatie
In dit geval werken robot en mens niet in hetzelfde werkgebied, maar zijn er wel interferentiezones. Denk aan het oppakken van een onderdeel uit een veilige zone dat aan een werknemer wordt afgegeven. In dit geval zijn grijpers vereist met een veilige HCR (Human Collaboration Robot) geometrie en een veiligheidsfunctie die het veilig vasthouden van een onderdeel garandeert, ook bij het wegvallen van de stroom.

Collaboratie
In dit geval delen werknemer en robot hetzelfde werkgebied en werken ze samen. Ook in dit geval is er een grijper vereist die qua geometrie geschikt is voor collaboratie. En ook nu zijn veiligheidsfuncties ten aanzien van ‘zeker grijpen’, ook bij stoomuitval, noodzakelijk. Additioneel moet de grijpkracht volgens ISO/TS 15066 begrensd zijn op 140 Newton. In het geval van Zimmer is er bovendien voorzien in redundante veiligheid middels gepatenteerde veilige vingers.

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.