Snelle en foutloze assemblage met collaborative robots
Productiewerk kan in grote mate geautomatiseerd worden uitgevoerd. Maar wanneer het om kleine oplages gaat, is dit vaak niet rendabel. Nederland is als productieland uitermate sterk in maatwerk. Kleine series. Daarin maken wij, als land met veel aanzien op technologisch vlak, het verschil met lageloonlanden zoals China en Thailand.
Ook die kleine series willen we echter graag zo snel mogelijk kunnen produceren. Want tijd is geld. Onze klant zag die vraag ook vanuit de markt en ontwikkelt daarom collaborative robots. Deze machinebouwer heeft Brain Builders vervolgens aangehaakt als partner voor de benodigde AI software, waarmee de robot productiemedewerkers helpt om snel en foutloos te werken.
De resultaten:
Benieuwd naar wat wij voor u kunnen betekenen?
Wij gaan graag met u in gesprek om de uitdaging aan te gaan. Neem contact op en ontdek uw mogelijkheden voor slimme AI-oplossingen!
Uitdaging: Hoe kunnen we ervoor zorgen dat de robot op een veilige en efficiënte manier de productiemedewerker ondersteunt met een zo laag mogelijk risico op fouten?
Robots komen in alle soorten en maten. Als het om massaproductie gaat, kan vaak door inzet van robots een volledig productieproces worden geautomatiseerd. Door het elimineren van menselijk handelen, is de kans op fouten direct verkleind. En omdat een robot geen pauzes nodig heeft, wordt al snel een forse efficiëntieslag gemaakt. Maar bij kleine series zijn dergelijke robots niet praktisch meer.
Productiebedrijven die relatief kleine series produceren, werken daarom liever met zogenoemde collaborative robots, ook wel cobots genoemd. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn dit robots die samenwerken met de medewerker. Hierdoor kunnen repeterende handelingen door de robot worden overgenomen, terwijl de medewerkers het maatwerk verricht. Op die manier kunnen productiebedrijven sneller produceren. Door het proces zo eenvoudig mogelijk te makenm wordt de kans op fouten kleiner en kan een nieuwe medewerker gemakkelijker en snel op volle kracht meedraaien. Het tekort aan technisch personeel maakt beide voordelen van werken met een collaborative robot erg urgent.
Deze manier van werken komt wel met een set aan uitdagingen. De medewerker staat bijvoorbeeld in een werkruimte die wordt gedeeld met de robot. Hierdoor moeten de nodige maatregelen worden getroffen om de veiligheid van de medewerker te waarborgen. Gezien het feit dat het maatwerk nog altijd door mensenhanden wordt verricht, is het bovendien van groot belang om de kans op fouten zo klein mogelijk te maken.
Kunnen we een slimme robot ontwikkelen die de medewerker niet alleen taken uit handen neemt, maar ook stuurt op manieren om nog efficiënter te werken? Nou en of!
Oplossing: zelflerende, embedded AI-software voor collaborative robot aan assemblage station
Samen met onze klant hebben we een collaborative robot ontwikkeld die duizenden verschillende variaties in een productieproces kan begeleiden en daarmee uitermate geschikt is voor productiebedrijven die kleine series ontwikkelen.
De software vertelt de robot wat gemaakt moet worden. Daarna geeft de robot de productiemedewerker aanwijzigingen waarmee duidelijk wordt welke handelingen, op welk moment en op de juiste manier ingezet moeten worden om tot het gewenste eindresultaat te komen.
Kalibratie van beamer door middel van structured light
Brain Builders heeft software ontwikkeld waarmee een beamer wordt aangestuurd. Deze beamer geeft de productiemedewerkers zeer nauwkeurige instructies. Zo wordt bijvoorbeeld een exacte spot geplaatst op de locatie van een bepaald schroefje. Vervolgens schijnt de beamer een cijfer bij het bakje. Verschijnt het cijfer 3, dan is dit een indicatie aan de productiemedewerker dat hij 3 schroeven uit dit bakje moet pakken.
De robot geeft vervolgens met een nieuw en zeer nauwkeurige spotlight aan waar de schroeven geplaatst moeten worden. Wanneer de medewerker de juiste schroeven, op de juiste plek heeft klaargezet, neemt de robot het daadwerkelijk schroeven van de onderdelen op zich. Om dit systeem te ontwikkelen is een slimme kalibratie van de beamer nodig. Door middel van structured light zorgen we ervoor dat de camera in de beamer objecten in 3D kan bekijken. Alleen op deze manier kan een uiterst nauwkeurige spotlight worden weergegeven op het te assembleren object.
Kleurcodering voor minimale foutgevoeligheid
Om de kans op fouten nog verder te verkleinen, heeft de robot de mogelijkheid om met kleurcodes te werken. Zo kan hij schroeven met een gekleurde kop detecteren en met een gekleurde spotlight aangeven waar deze moeten komen. Op deze manier kan nog sneller en gebruiksvriendelijker worden gewerkt. Inwerken is eigenlijk niet meer nodig met dit systeem. Productiemedewerkers uit verschillende ploegen kunnen elkaar moeiteloos vervangen of ondersteunen. Ook voor medewerkers met een afstand tot de arbeidsmarkt maakt deze oplossing het werk bereikbaar en eenvoudig uitvoerbaar. Taalachterstand vormt ook geen enkele barrière. Geen enkele instructie hoeft te worden gelezen of onthouden.
Om te zorgen dat de gekleurde lichten op iedere ondergrond de juiste kleur weergeven, hebben we een neuraal netwerk ontwikkeld. Met andere woorden; de slimme AI begrijpt dat een rode stip, weergegeven op een blauwe ondergrond, paars zal worden. Daar anticipeert de robot vervolgens op waardoor de kleur van het licht dermate wordt aangepast dat de stip op het object alsnog als rood wordt waargenomen.
Zelflerend systeem
De robot is daarnaast zelflerend. Hij legt vast hoe lang iedere handeling duurt en probeert diverse mogelijke manieren om het product te assembleren. Door de resultaten volledig geautomatiseerd met elkaar te vergelijken, komt hij tot de meest efficiënte manier om te assembleren. Hij past het proces daar op aan en geeft de productiemedewerker zodoende steeds meer sturing om in zo kort mogelijke tijd tot het gewenste resultaat te komen.
Resultaat
Mede dankzij de zelflerende, embedded AI-software van Brain Builders heeft onze klant een collaborative robot ontwikkeld waar productiebedrijven met de hoogste mate van efficiëntie, op zeer eenvoudige wijze kleine productieseries kunnen realiseren.
Efficiënter
Doordat de kans op menselijke fouten nagenoeg wordt geëlimineerd, wordt kostbaar tijdverlies en materiaalverspilling tegengegaan. De zelflerende AI legt bovendien exact vast welke handbewegingen de productiemedewerker maakt en hoeveel tijd dit kost. Op basis van deze data past hij het stappenplan aan. Zodoende wordt de productiemedewerker aangestuurd op de meeste efficiënte manier om het eindproduct te assembleren. Dit kan de robot niet voor één type eindproduct, maar voor duizenden.
Veiliger
Bij massaproductie komt de medewerker over het algemeen niet dicht in de buurt van de bewegende onderdelen van een robot. Zodoende kan een medewerker niet worden geraakt of bekneld raken door interactie met de machine. Dit is bij een collaborative robot wel anders. Hier moet de robot met de medewerkers samenwerken en daarin deels dezelfde werkruimte gebruiken. Om verwondingen te voorkomen moet de robot dus goed in de gaten houden waar de armen en handen van de productiemedewerker zich bevinden. Onze AI-software zorgt dat de camera door middel van beeldherkenning de handelingen van de medewerker nauwkeurig detecteert. Dankzij handdetectie wordt zoals hierboven vermeld het proces steeds efficiënter ingedeeld, maar voorkomen we ook dat de robot verwondingen aanbrengt bij medewerkers. De handdetectie werkt zeer nauwgezet, waardoor iedere vinger individueel wordt gevolgd.
Duurzamer
Minder fouten betekent minder materiaalverlies en minder afval. Maar de grootste winst op duurzaamheid zit ‘m bij dit project niet in de manier waarop de machine productiemedewerkers in staat stelt te werken. Door de hoge mate van eenvoud kunnen ook mensen met een lichamelijke of licht mentale beperking als productiemedewerker aan de slag. De cobot stelt zodoende medewerkers met een afstand tot de arbeidsmarkt in staat om volop mee te draaien binnen een productiebedrijf.
Onderscheidend
Het personeelstekort is groot in Nederland. Zeker onder technisch personeel. Een hoop productiebedrijven kunnen daardoor de vraag naar hun productie niet aan. Met inzet van deze zelflerende cobot kan niet alleen meer werk in minder tijd worden verzet. Het stelt bedrijven in de mogelijkheid nieuwe medewerkers te recruiten uit een groep die daarvoor niet bereikbaar waren door de complexiteit van het werk. Doordat de zelflerende software de collaborative robot in staat stelt een veelvoud aan processen te begeleiden, kan een productiebedrijf zich flexibeler opstellen naar haar klanten. Kleine series en maatwerk zijn geen probleem. Daarmee geeft de robot productiebedrijven de kans zich onderscheidend te profileren ten opzichte van concurrenten.
Brain Builders maakt zich graag hard voor praktische AI-oplossingen. Wij zijn er trots op dat we samen met onze klant een machine hebben mogen ontwikkelen waar iédereen, op een veilige en efficiënte manier mee kan werken.
