Integratie van robots in mensenwerk

Robots zijn anno 2024 op veel verschillende manieren in te zetten. Standalone op een vast plek, volledig geïntegreerd in een proces of zelfs mobiel en autonoom. Integratie in processen betekent dat besturingstechnisch de nodige koppelingen gemaakt moeten worden om de verschillende subsystemen optimaal met elkaar te laten communiceren. Worden ook mensen in het proces betrokken, dan verworden robots tot cobots en wordt het bíjna weer complex.

Cobots – wat staat voor collaboratieve (samenwerkende) robots – worden binnen de industriële automatisering steeds vaker ingezet. En terecht. Deze technische collega heeft namelijk een grote potentie om mensen te ondersteunen in het uitvoeren van repeterende, zware of eenvoudig complexe werkzaamheden. Om de integratie in mensenwerk veilig te houden, hebben cobots enkele kenmerkende eigenschappen. 

Kenmerken

Om te beginnen zijn cobots vaak lichter uitgevoerd zodat de impact (massa x snelheid) met mensen of objecten bij het uitvoeren van bewegingen lager is. Om dezelfde reden wordt de snelheid van bewegingen beperkt, wat het voor mensen bovendien rustiger maakt om samen te werken. De veiligheid wordt verder gewaarborgd door diverse sensoren die ervoor zorgen dat de cobot kan zien en voelen wanneer hij ergens tegenaan komt. Hij stopt dan volledig of mindert snelheid, afhankelijk van de betreffende situatie.

Kenmerkend voor cobots is tevens de grote flexibiliteit: de cobot is op vele plekken in processen te integreren door onder meer de eenvoudige, intuïtieve manier van programmeren. Cobots zijn ook eenvoudig te verplaatsen en – met vaak een relatief kleine footprint – overal in de fabriek te plaatsen. Hierdoor zijn de opstellingen ook maximaal schaalbaar en is volgens een cobotleverancier een ‘symbiotische samenwerking’ tussen mens en robot tot stand te brengen.

Toepassingen

Juist door de flexibele en veelzijdige inzetbaarheid is het mogelijk om met één cobot diverse processen in een bedrijf te automatisering. Daarvan zijn zeker binnen het mkb mooie voorbeelden te vinden. Zoals een bakkerij die de cobot aan het begin van de dag inzet om te helpen kneden en vervolgens om bakplaten in te vetten en te handelen. Bijvoorbeeld door ze in de oven te zetten, weer uit te nemen en het gereed product (broodjes) van de bakplaat af te laten glijden. In een later stadium is het de collega die helpt bij het reinigen van de bakplaten. 

De praktijk leert dat het vooral een kwestie van wennen en proberen is om te ontdekken wat een cobot allemaal kan. Wie eenmaal ‘op dreef’ is, zal steeds weer nieuwe taken vinden waarbij een cobot kan ondersteunen. Daarbij is het goed om ook de beperkingen van een cobot in het oog te houden. Hij kan nu eenmaal niet dezelfde snelheden halen als een robot en is wat dat betreft minder productief. Vaak is het ook niet mogelijk om dezelfde (zware) payloads te hanteren die voor een industriële robot geen probleem zijn. Wie dat echter in het achterhoofd houdt, zal vooral profiteren van de flexibele, lichtgewicht en eenvoudig te programmeren collega.

Ontwikkelingen

Door de succesvolle inzet van cobots in diverse takken van de industrie wordt er ook steeds meer onderzoek gedaan naar de additionele mogelijkheden. Vooral hogescholen zetten zich in om het werkgebied verder te vergroten en bedrijven te helpen om de eigenschappen van cobots maximaal te benutten. Binnen het Brainport Fieldlab ‘Flexible manufacturing’ wordt bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar de stappen die nodig zijn om de taakverdeling van mens en cobot te analyseren. Daarbij is er ook aandacht voor simulatieomgevingen waarbinnen verschillende scenario’s worden getest. 

Hogeschool Windesheim heeft de afgelopen jaren (in samenwerking met partners) onderzoek gedaan naar het antwoord op de vraag: hoe kunnen cobots in de kunststofindustrie ingezet worden om tot een hogere efficiencygraad van high mix/low volume productieprocessen te komen door verdere automatisering? Een vervolg op dit project is ‘cobots in de productie’ waarbij onder meer gekeken wordt naar de uitdagingen rondom assemblage en kwaliteitscontrole.