Robotaanbod op World of Technology & Science

Het grote aftellen is begonnen. Want nadat er een aardige hoeveelheid water door de lek is gegaan is de vooravond van Word of Science & Technology dan eindelijk een feit. Met vereende krachten willen de brancheorganisaties FHI en FEDA de Nederlandse automatiseringsbeurs weer op de kaart zetten. En wie hem bezoekt, waant zich in wereld vol technische hoogstandjes, zo leert een grondige inspectie van het programma. Uiteraard is zo’n wereld niet compleet zonder een flinke dosis vision en robotica.

Het was altijd een lastige keuze. Zowel bezoekers als standhouders konden in een tijdsbestek van enkele weken voor hun factory automation terecht in de jaarbeurs Utrecht, maar ook de Amsterdamse RAI. Gevolg waren minder verkochte vierkante meters en teruglopende bezoekersaantallen. Want in een tijd waar de broekriem aangehaald moet, staan niet alleen de budgetten, maar ook de beschikbare tijd onder druk. Voor de buitenstaander lag de oplossing voor de hand: sla de handen in een en organiseer eens per twee jaar een beurs waar iedereen samenkomt. Vaak zijn dit soort dingen gemakkelijk gezegd dan gedaan. Maar eerlijk is eerlijk. De beursorganiserende bracheverenigingen FEDA en FHI hebben er hard aan getrokken. En wat er nu voor ligt belooft een verfrissende impuls voor een traditionele Industriële Week te zijn.

Vier werelddelen

World of Technology & Science zijn eigenlijk vier werelden in één. Zo is er de World of World of Automation, World of Laboratory, World of Motion & Drives en World of Electronics. In eerstgenoemde werelddeel is er aandacht voor alle process- en productieautomatiseringsthema’s in de bredere zin van het woord. En wie het wil verkenen doet er goed aan om als moderne ontdekkingsreiziger deel te nemen aan een ‘X-peditie’. Via een speciale app wordt men in een verhaal langs verschillende plekken op de beursvloer geleid die in het teken staan van verbetering. Er is een X-pedition voor Proces Automation en een voor Factory Automation. Bovendien is er een paviljoen boordevol veldinstrumentatie. De seminars op World of Automation gaan over groeimarkten als de farmaceutische industrie en de voedselverwerkende industrie, maar ook over de control room van de toekomst, systeemintegratie, factory autmation en natuurlijk cyber security.

Ook World of Loboratory kent een aantal X-periences. Hier gaat de bezoeker op reis in de wereld van het groene kweken, DNA-onderzoek en veiligheid. En tijdens lezingen wordt de bezoeker bijgepraat over de ‘Kliniek van de Toekomst’ en Chromotografie. World of Motion & Drives is vooral een FEDA-aangelegenheid. De brancheorganisatie heeft er dan ook voor gekozen om in dit werelddeel niet één, maar twee paviljoensneer te zetten waar het complete aanbod aan hydrauliek, pneumatiek en elektromechanische aandrijvingen te vinden is. Extra pluspunt van deze wereld: het is hier dat er op 30 september een lezingenprogramma is dat volledig in het teken van de robotica staat. World of Electronics tot slot kent ook twee paviljoenen: een in het teken van Testen &Meten en een over Development. De meest aansprekende lezingen gaan hier over de Elektronica van morgen en ver Industrie 4.0.

World of Robotics

Misschien is het wishful thinking, maar zou het niet mooi zijn als er ook een World of Robotics was? Toch kan de robotliefhebber op de WOTS zijn hart ophalen. Want zowel natuurlijk zijn robots al lang niet meer weg te denken uit alle hiervoor genoemde werelddelen en zullen er naast lezingen voldoende robots op de stands van de deelnemers te vinden zijn. Daarnaast zijn de robots flink in de meerderheid in een onderdeel dat WOTS ‘Exciting Technology’ noemt Hier is het de beurt aan voornamelijk niet-cmmerciele projecten die de organisatie onder de aandacht wil brengen. Denk hierbij aan een bezoek van ROBONED, Tech United, maar ook de Nederlandse deelname aan de FIRST Lego League en de FIRST Tech Challenge. Alleen bij de inschrijvingen vor de TechAward valt het robotgehalte wat tegen. Gelukkig wordt de robot-eer daar verdedigd door een oude bekende : de ABIflexx Wide Delta. Een voorganger van deze slimme hygiënische robot is al eens uitgebreid in Vision & Robotics besproken en de redactie hoopt dan ook dat hij hoge ogen gaat gooien!

RoboNED

Voor de Vision & Robotics lezer behoeft RoboNed natuurlijk geen introductie meer. En over enkele weken zal ook de WOTS-bezoeker met Neerlands overkoepelde robotplatform bekend zijn. Want Excitng Technology, dat is waar RoboNed haar bestaanrecht aan ontleent. Van 30 september tot 3 okotber tonen ze in Utrecht de volgende projecten:

  • Robird Robirds zijn op afstand bestuurbare robot roofvogels, met het realistische uiterlijk en gewicht van een echte roofvogel. Robirds gebruiken de slagvleugelvlucht als wijze van voortstuwing, met een vlucht prestatie die vergelijkbaar is met echte roofvogels. Op basis van de natuur zelf, bieden de Robird-modellen nieuwe en spannende mogelijkheden in de handhaving van vogels op bijvoorbeeld het vliegveld. Door het triggeren van het instinct van vogels, door de combinatie van silhouet en vleugel beweging, wordt het opjagen van vogels volledig controleerbaar.
  • PIRATE: Pipe Inspection Robot for AuTonomous Exploration Binnen het PIRATE project wordt een inspectiesysteem ontwikkelt dat gebruikt maakt van kleine autonome robots die het bestaande gasnetwerk inwendig kan inspecteren. Deze robots kunnen voortbewegen in het wijd-vermaasde netwerk dat in stedelijke omgeving te vinden is. De robot zal hierbij zowel een visuele inspectie (vervormingsmeting) van de buizen uitvoeren als een akoestische (horen weglekken van gas).
  • ALIZ-E Het ALIZ-E project onderzoekt de robot-kind interactie. Uit dit onderzoek van TNO bij het Wilhelmina Kinderziekenhuis (WKZ) blijkt dat een intelligente robot kinderen met diabetes op een leuke manier meer kan leren over hun aandoening, wat diabetes inhoudt en hoe ze ermee om kunnen gaan. Naast kennis stimuleert het ook de noodzakelijke vaardigheden en motivatie van de kinderen.

Team Rembrandts

Tijdens een kwalificatie First Robotics Competion in North Carolina in maart dit jaar, kreeg Team Rembrandts – de Alliance and Engineering Inspiration Award toegekend. Hoewel het Nederlandse team zich niet rechtstreeks wist te plaatsen, werd met de Award wel de deelname aan de wereldkampioenschappen in St. Louis veiliggesteld. Hier won Team Rembrandts drie van de 10 wedstrijden.

First is een Amerikaanse organisatie de zich inzet voor een wereld waarin wetenschap en technologie weer sexy zijn en waar jonge mensen dromen de nieuwe helden van de techniek te worden. Een van de langstlopende instrumenten hiervoor is de First Robotics Competition, die in Amerika enorm populair is. In Nederland kennen is First vooral bekend van de Junior Lego League, de Lego League en te First Tech Challenge. En hoewel de Robotics Competion in eigen land niet wordt gehouden, hebben we sinds kort wel een Nederlands team dat aan zich met ‘de grote spelers’ in Amerika bemoeit. Uniek, niet alleen omdat het daarmee een van de weinige buitenlandse teams is, maar ook omdat zij zich in zeer korte tijd wisten te kwalificeren voor het WK dat op 23 tot 26 april in St. Louis , Missouri plaatsvond. Tijdens het WK dongen maar liefst 67.500 studenten, verdeeld over meer dan 2700 teams naar de prijzen.

Team Rembrandts, ofwel team 4481, is een team uit Eindhoven waarin studenten van Fontys, Summa, Bernrode, TU/e en Ubbo Emmius samen met mentoren en eindejaarsstudenten een robot bouwen. Voor wie niet alle scholen uit het voorgenoemde rijtje herkent: studenten van de Universiteit, het HBO, MBO en voortgezetonderwijs zitten allemaal bij elkaar in hetzelfde team. Het verhaal van Team Rembrandts begint in 2011 door een ontmoeting met The Nasa Knights (team 122) in St. Louis in datzelfde jaar. De interesse voor deelname aan de Forst Robitcs Competision was gewekt, maar had nog wel wat bureaucratische haken en ogen: deelname moest in het schoolsysteem worden ingepast zodat niet alleen onderdelen voor de robot konden worden aangeschaft, maar studenten ook studiepunten konden verdienen met de deelname. Eind 2012 was het dan eindelijk zover. Er werd gestart met de bouw van het eerste FRC-project: The Ultime Ascent. Dit leidde in 2013 niet tot een kwalificatie, maar een jaar later dus wel.

In 2014 was de robotopdracht de Arial Assist. De regels zijn niet eenvoudig. Op een veld van ongeveer 8 bij 18 meter strijden twee allianties van elk 3 teams tegen elkaar om ballen in verschillende doelen te krijgen. Hoe moeilijker het doel, hoe meer punten het scoren oplevert. Ook wordt veel waarde gehecht aan samenspelen. Doelpunten waar alle alliantieleden bij betrokken zijn, leveren dan ook de meeste punten op. Dit geldt ook voor het spelen in alle drie de zones waarin het veld is opgedeeld. De score kan helemaal oplopen wanneer de bal over een vakwerk, dat in het midden van het veld over de volledige breedte is gehangen, wordt gespeeld en deze door een alliantielid wordt gevangen. Tot slot kunnen er flink wat punten worden verdient in de eerste 10 seconden van een wedstrijd. In deze fase krijgen de robots de kans om autonoom te scoren.

FIRST Lego League Demo

Stichting Techniekpromotie is een landelijke samenwerking waarin Universiteiten, Hogescholen en MBO-instellingen hun krachten bundelen. Zij maken zich samen sterk voor wetenschap- en techniektalentontwikkeling bij kinderen en jongeren van 4 t/m 18 jaar. Een van de dingen die Stichting Techniek facliteerst is de FIRST Lego League. In deze robotcompetitie ontwerpen en programmeren de deelnemers een robot die is gebaseerd is op Lego Mindstorms. Op de WOTS is een demo te zien waar de bezoeker zelf kan ervaren hoe kinderen en jongeren geënthousiasmeerd worden voor wetenschap en techniek. Ook kan men zelf een FIRST Lego League robot programmeren.

Tech United

Robots zullen in de toekomst een belangrijke rol gaan spelen in het dagelijks leven. Bij het robotvoetballen worden technieken ontwikkeld die later gebruikt kunnen worden in bijvoorbeeld een zorgrobot. De voetbalrobots kunnen samen communiceren via het draadloze netwerk, rondkijken, en snel reageren op veranderingen van de omgeving. Samen voetballen de robots volledig autonoom en kijken de mensen alleen maar toe. De organisatie achter de voetbalrobots bestaat uit verschillende disciplines van de Technische Universiteit Eindhoven. Samen ontwikkelen zij de technieken voor de voetbalrobots die ook al gebruikt worden in de ontwikkeling van zorgrobots.

Tijdens het wereldkampioenschap 2012 in Mexico wisten de voetbalrobots van Tech United tegenstanders van over de hele wereld te verslaan en de wereldtitel binnen te halen! In 2013 werd het wereldkampioenschap in Eindhoven georganiseerd, Tech United wist de wereldtitel niet te prolongeren, maar wel de finale te behalen. En dit jaar lukte Tech United in Brazilie wel wat het Nederlands elftal verzuimde: het werd wederom wereldkampioen

Op World of Technology & Science geeft TechUnited een dynamische demonstratie. De teamleden van TechUnited starten met een uitleg over de robots en vervolgens komen de voetbalrobots in actie. Verschillende rollen van een voetbalrobot worden gedemonstreerd, ze tonen enkele spelsituaties en een bezoeker kan op goal staan waarbij de robot een penalty neemt.

Tech For Future

Tech For Future (TFF) is het nieuwe programma voor High-Tech Systemen en Materialen in Overijssel. Het programma wordt gezamenlijk uitgevoerd door de hogescholen Saxion en Windesheim. TFF is het label voor het onderzoeksprogramma van het Centre of Expertise HTSM Oost dat in Overijssel door beide hogescholen wordt uitgevoerd.

TechForFuture is een partner voor hightech bedrijven die hun kennis op Hightech Systemen & Materialen (HTSM) gebied willen ontwikkelen. TFF werkt samen met bedrijven aan projecten op het gebied van internationaal praktijkgericht onderzoek, zoals de toepassing van hightech mechatronica, nanotechnologie, smart materials, kunststoffen en ICT in nieuwe producten en systemen. ‘Business gedreven’ staat voorop, wat betekent dat het onderzoek van TFF direct nut heeft voor het bedrijfsleven en de maatschappij.

Saxion is tijdens World of Technology & Science aanwezig met een aantal demonstraties van innovaties die in deze projecten zijn/worden ontwikkeld, waaronder:

  • Het gebruik van Firebee sensornetwerken voor bijvoorbeeld de brandweer
  • Robots die Mastermind spelen
  • Saxshirt: een shirt dat fysiologische data opslaat
  • Positiebepaling via geluidsmetingen
  • Robots that care

Robots op Factory Automation X-perience

Wie de Factory Automation X-perience volgt komt ook een aardig stukje robottechniek tegen. Zo toont VIPA, dat sinds kort onderdeel is van Yaskawa de eerder in Vision & Robotics besproken koppeling van een PLC en HMI met een robot. Deze maakt het mogelijk om de robot rechtstreeks via de PLC te programmeren. Een tweede robot- en overigens ook visionbijdrage komt van Panasonic. Zij tonen een complete moderne productiecel met robot, PLC, HMI, motion, sensoren, veiligheid lichtschermen, machinevision en een lasermarkersysteem. Er wordt een volledig geautomatiseerd proces in beeld gebracht waarbij een product verschillende processtappen doorloopt. Nadruk hierbij ligt op veiligheid, handling middels robotica, markering voor track & trace middels een lasermarkersysteem en tot slot de eindcontrole op kwaliteit middels machinevision.

Robot Seminar

Op dinsdagmiddag 30 september wordt het Robotica seminar aangeboden. Het programma van dit seminar is opgebouwd met lezingen van kennisinstellingen, leveranciers van automatiseringsproducten en eindgebruikers. De wetenschappelijke presentaties haken in op de wijze waarop mensen en robots ‘zij aan zij’ zullen werken. Tevens ontstaat de behoefte om meer tussen vakgebieden samen te werken voor een goede integratie van robotica. Verder staan de sprekers onder andere stil bij sensortechnieken en industriële componenten en systemen voor de realisatie van slimme fabrieken. Hoe speelt de waardeketen in op behoeftes zoals gebruiksvriendelijkheid en flexibiliteit vanuit de industrie?

TechAward nominatie: ABIflexx Wide Delta

De ABIflexx Wide Delta maakt deel uit van ABIflexx Robotic Systems, waarmee hygiënische delta robots gebouwd kunnen worden voor zeer veel verschillende klant-situaties. Met het steeds belangrijker worden van compacte robots en het besparen van footprint op de fabrieksvloer als uitgangspunt, is de ABIflexx Wide Delta (patent pending) ontwikkeld. Door de geheel nieuwe opbouw van deze speciale delta robot wordt een ovaal werkgebied gecreëerd waardoor de Wide Delta Robot producten op de toe- en afvoerbanden tot een breedte van 1580mm kan bereiken. Een tweede groot voordeel is dat de Wide Delta Robot in series aanmerkelijk minder plaats inneemt. Vier Wide Delta Robots achter elkaar bijvoorbeeld, nemen 50% minder plaats in dan vier reguliere Delta Robots. De ABIflexx Wide Delta is geheel ontworpen om te voldoen aan EHEDG en FDA eisen en past hiermee ideaal in bijvoorbeeld food of farma omgevingen. Door de toepassing van hoogwaardige onderdelen wordt een systeem gerealiseerd dat tot 230 picks per minuut kan realiseren met een zeer precieze positie herhaalbaarheid en een zeer lage slijtage. De TCO wordt voor de gebruiker dan ook geminimaliseerd. Terwijl de standaard ABIflexx Delta Robots u al ongekende flexibiliteit bieden, biedt een ABIflexx Wide Delta u dezelfde flexibiliteit met een veel kleinere footprint.

Laboratorium robot voor monstervoorbereiding

Tijdens WOTS introduceert Da Vinci Laboratory Solutions de MultiPurpose Sampler (MPS) robotic PRO. Deze robot kan door de toepassing van de nieuwste technieken automatisch de modules voor monsterintroductie wisselen: van vloeistof- , naar headspace- of SPME injectie. Daarnaast verhoogt RoboticPRO de efficientie op het laboratorium door een vergrote monstercapaciteit. Een monsterdoorvoer tot maximaal 1260 flesjes van 1 mL is nu mogelijk. Naast trays voor 1 mL flesjes zijn er ook trays voor 2, 10, 20 en 40 mL beschikbaar. De GERSTEL MAESTRO software stuurt de MPS roboticPRO aan en maakt het mogelijk om overlappende “PrepAhead” activiteiten uit te voeren. Uiteraard kan men op elk gewenst moment prioriteitsmonsters toevoegen zonder de monstervoorbereiding te stoppen. Snelle en foutloze set-up van de dagelijkse werklijst wordt uitgevoerd met behulp van de intelligente sequence editor. De werklijst kan ook direct vanuit het LIMS worden geïmporteerd.

Tot 8 Delta-robots via EtherCAT

De NJ Robotics controller van Omron is in staat om alle bewegende onderdelen in de machine onder controle te houden, met inbegrip van een enkele as, eenvoudige groepen van assen en robotbesturingen, met onafhankelijke of gesynchroniseerde bewegingen. De synchronisatie met meerdere transportbanden kan volledig geprogrammeerd worden dankzij een commando speciaal ontwikkeld voor pick-and-place toepassingen waarin Delta-robots gebruikt worden. Met het Symac platform voor machineautomatisering hoeft de machinebouwer slechts één controller te gebruiken voor alle taken. Een goed voorbeeld is een verpakkingslijn waarin een of meer Delta-robots worden gebruikt om de efficiëntie te verhogen. De robot krijgt de opdracht om het product op te halen uit een krat en plaatst deze op de verpakkingtransportband. Met één enkele controller kan de gebruiker eenvoudig en zeer snel informatie uitwisselen tussen robots, omdat alles wordt gedaan vanuit één controller. Hierbij kunnen tot 64 assen vrij worden toegevoegd die kunnen worden gesynchroniseerd met de robotoperaties. Het Sysmac-platform biedt een complete set van functieblokken conform de IEC norm, waarmee een Delta-robot net zo gemakkelijk kan worden geprogrammeerd als elk ander servogestuurd systeem. Met behulp van Sysmac Studio kan men een kinematische transformatie door middel van een eenvoudige instructie activeren en dan een standaard set van instructies gebruiken om de beweging van de Delta-robot te besturen. Door gewoon het bewegingspad van het gereedschapsmiddelpunt (TCP) te programmeren in een Cartesiaans coördinatenstelsel, zet de NJ-controller automatisch ieder punt (x, y, z) van de interpolatie van het pad om in drie hoekposities (ø1,ø2,ø3). Iedere tijdscyclus worden de hoekposities dan als instelpunten doorgezonden naar de drie servoaandrijvingen die respectievelijk de motor van iedere arm besturen. Hiervoor wordt een Accurax G5 servo-systeem gebruikt dat via EtherCAT met de controller communiceert. Alle 230 VAC 400 W servomotoren met rem zijn uitgerust met een 17 bit absolute encoder.

Motion controller voor robotapplicaties

De nieuwe MC4N van Trio Motion Technology is een high-performance motion controller, ontwikkeld voor het besturen van servoaandrijvingen en stappenmotoren via de real time EtherCAT bus. Het hart is een 532MHz ARM 11 processor welke de motion controller ideaal maakt voor applicaties met veel besturingsassen en voor robot applicaties. De vrij programmeerbare MC4N is geschikt voor aansturing tot 32 assen met een zeer hoge resolutie. Als master is hij geschikt voor het aansturen van EtherCAT slave drives (positie-, snelheid- of koppelsturing) en EtherCAT I/O. De aanwezige Ethernet poort wordt toegepast voor de programmering en kan worden gebruikt voor aansluiting met normale plc’s en HMI protocollen, inclusief de Trio Uniplay Touch Screens. Applicatie software kan geschreven worden in Trio’s multi-tasking TrioBASIC (Motion Perfect v3). The industriële standaard IEC 61131-3 taal is beschikbaar als optie waarmee hij beschikt over een complete PLC functionaliteit. Er zijn MC4N motion controllers beschikbaar voor 2, 4, 8, 16 en 32 aandrijvingen EtherCat sturingwaarbij iedere versie ook later naar een hoger aantal verhoogd kan worden. Alle uitvoeringen hebben 32 software-assen welke als virtuele assen gebruikt kunnen worden wanneer er geen EtherCAT drive wordt aangesloten. Elke as kan geprogrammeerd worden voor lineaire, circulaire, helicoïde en sferische interpolatie, elektronische cam-profielen en gekoppelde assen. De kracht van de motion controller laat toe dat ook meerassige robotmodellen als coördinaten transformaties kunnen werken. De Trio MC4N motion coördinator heeft een zeer compacte standalone behuizing (153 x 38 x 120 mm) met een helder display met status melding. Standaard zijn 8 digitale ingangen, 8 bi-directionele I/O, een extra encoder-ingang en een slot voor SD-kaart aanwezig.

Integratie van Labrobots

Met het PlateButler Robotic Systems maakt Lab Services de integratie van allerlei soorten automatiseerbare instrumenten mogelijk. Dit geldt ook voor robots, die vaak een prominente rol in het gehele systeem hebben. Het systeem kan vlekkeloos overweg met de nieuwste SCARA robots, maar ook XYZ-robots, al dan niet als verrijdbare opstelling, zijn geen probleem.

Door Liam van Koert