Berichten

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.

Bron: Praatplaat Flexible Manufacturing, 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, 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. Maak een afspraak voor een kop ‘oploskoffie’ met onze technici. Een uur praten, vragen stellen, problemen oplossen,  laagdrempelig advies; en zoveel espresso en cappuccino als je maar nodig hebt.

RAMLAB weer stap verder in grootschalig 3D-metaalprinten

Met ondersteuning vanuit SMITZH werkt fieldlab RAMLAB middels innovatieprojecten aan de doorontwikkeling en toepassing van 3D-metaalprinten. Via kortlopende afgebakende projecten komt grootschalige impact van hun WAAM-technologie steeds dichterbij. Einddoel is om de technologie toegankelijk te maken voor het mkb en daar als regio een unieke wereldpositie mee te behalen. Onlangs rondde RAMLAB weer een innovatieproject af. Het resultaat: een werkende monitoring en control applicatie, een uitgebreid materialendatabase en versterking van proposities rondom de nieuwe technologie.

3D-metaalprinten met lasrobots

RAMLAB werkt de laatste jaren succesvol aan de doorontwikkeling en toepasbaarheid van 3D-metaalprinten en loopt daarmee voorop in de wereld. De techniek die gebruikt wordt, heet Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Met een lasrobot wordt door laag voor laag op elkaar te lassen een vorm geprint. Vaak gaat het om producten in kleine series of zelfs enkelstuks. Denk bijvoorbeeld aan een scheepsschroef of een mal die gerepareerd wordt.

Stapsgewijs innoveren

Het ontwikkelen van een nieuwe technologie vraagt tijd en investeringen. Fieldlab RAMLAB doet dit dan ook stapsgewijs. Eerder berichtte SMITZH al over een kiemproject met bedrijven als Fokker, Man Energy Solutions, voestalpine en Air Products waarin demonstraties van de nieuwe technologie werden gegeven. En later over de toekenning van Europese financiering van het project Grade2XL.

Het Grade2XL project is inmiddels gestart en de ontwikkelingen en inzichten uit het zojuist afgeronde innovatieproject kunnen daar goed in gebruikt worden. Vincent Wegener van RAMLAB:

“Door te innoveren in korte afgebakende projecten is het makkelijker om financiering rond te krijgen en op tijd bij te sturen. We gebruiken de ervaringen die we tussentijds opdoen weer in het volgende project.”

Monitoring & control app maakt volledig geautomatiseerd 3D printen mogelijk

Omdat je bij 3D-metaalprinten vaak kleinschalig produceert, kun je je geen fouten, vertragingen en afval veroorloven. Bij WAAM las je laag op laag. Kwaliteitscontrole na iedere laag is dan ook essentieel om fouten te voorkomen. Om dit proces volledig te automatiseren, ontwikkelde RAMLAB een monitoring & control app. De app werkt samen met een aantal sensoren die op de lasrobot gemonteerd worden en realtime data doorgeven en verwerken over het proces zoals de temperatuur en vervolgens het proces aanstuurt. Oplevering van een werkende sensor suite is een resultaat van dit innovatieproject.

Vincent: “De app maakt het mogelijk om non-stop te printen. Normaal moet je het proces na iedere laag onderbreken voor een visuele inspectie. Nu kun je sneller en goedkoper werken. Een operator kan daardoor meerdere 3D-printers tegelijk aansturen. De app geeft een alert bij een grote afwijking, bijvoorbeeld als de lasdraad om de spoel vast zit. Een operator wordt dan gewaarschuwd en indien deze niet beschikbaar is, kan de productie tijdelijk stil gezet worden. Dit soort automatisering brengt de techniek dichter bij de kleine ondernemer die zich geen kostbare inhuur kan veroorloven.”

Database multimaterialen vol essentiële kennis

Naast de ontwikkeling van de app werd in het project getest met multimaterialen. Sommige onderdelen zijn door hun conventionele manier van produceren (zoals gieten) zwaar en daardoor duur. Door bepaalde onderdelen waarbij dat kan van een ander materiaal te voorzien, wordt het product lichter en goedkoper. In dit project werden verschillende combinaties van materialen getest en de juiste parameters vastgelegd in een database. Een overzicht van geteste materialen is hier te vinden.

Vincent: “Inmiddels hebben we zo’n twintig materialen en verschillende materiaalcombinaties kunnen testen. In de chemische industrie wordt veel gewerkt met onderdelen die door het ronddraaien snel slijten. We hebben hiervoor getest met een combinatie van 316L en Stellite 6. We ervaarden dat nauwkeurigheid hierbij van essentieel belang is. Als je niet de juiste parameters hebt, zal het product snel scheuren. Met onze database dragen we bij aan Europese kennisontwikkeling over deze techniek.”

Versterking van proposities

Door al het testen en doorontwikkelen, doet RAMLAB veel ervaring op die zij om kan zetten in nieuwe proposities. Het fieldlab kan nu beter advies geven op lichtgewicht ontwerpen en keuze in multimateriaalprints. Vincent:

“Door de ervaringen die we op doen in dit soort innovatieprojecten, wordt de technologie steeds beter, maar ook toegankelijker. Het is belangrijk om dit tempo van innoveren vast te houden, zodat we onze positie al koploper kunnen behouden.”

RAMLAB heeft dan ook al weer een nieuw vervolgproject op de planning staan waarbij het gebruik van de nieuwe applicatie en de sensor met bedrijven in de praktijk getest zal worden.

Meer weten

Wil jij ondersteuning vanuit SMITZH bij de ontwikkeling van een nieuwe technologie? Kijk dan eens hier naar de mogelijkheden. Wil je meer weten over de ontwikkeling en toepassing van 3D-metaalprinten? Neem dan contact op met Vincent Wegener.

Eerste SMITZH voucher kiemproject toegekend aan Huisman/RAMLAB

Huisman Equipment en fieldlab RAMLAB gaan samen ‘s werelds grootste offshore 3d-geprinte stalen kraanhaak bouwen. SMITZH financiert de helft van de kosten om samen met RAMLAB de technische en financiële haalbaarheid te onderzoeken. We noemen zo’n gezamenlijk onderzoek tussen fieldlab en maakbedrijf naar nieuwe Smart Manufacturing technologie een kiemproject. En het goede nieuws is: er zijn nog meer vouchers voor kiemprojecten beschikbaar.

RAMLAB maakt gebruik van ‘Wire & Arc Additive Manufacturing’ (WAAM) 3d-printtechnologie. Dat is een nieuwe Smart Manufacturing technologie die zij willen toepassen in een bestaand discreet productieproces. De technologie is ook gebruikt voor de realisatie van een schroef voor DAMEN die inmiddels in gebruik is genomen. De haak voor Huisman zal op dezelfde manier worden gemaakt maar brengt een aanvullende uitdaging met zich mee: de haak zal hol worden om gewichtsbesparing te realiseren. Het kiemproject is gestart om te onderzoeken of aan de technische eisen en wensen kan worden voldaan en of het financieel interessant is om op deze nieuwe wijze te produceren.

Binnen SMITZH is ruimte om meer kiemprojecten te financieren. Kiemprojecten zijn bedoeld voor maakbedrijven of hun technologische toeleveranciers (van start-up tot groot bedrijf) en vinden plaats in samenwerking met één van de aangesloten fieldlabs. Neem gerust contact met ons op, als je vragen of interesse hebt. Binnenkort volgt er meer informatie over vouchers en ander aanbod op de SMITZH website.

Meer informatie?

Stuur dan een mail naar: info@smitzh.nl

Huisman en RAMLab bouwen ‘s werelds grootste 3d-kraanhaak

Huisman Equipment en de Rotterdamse start-up RAMLAB gaan samen ‘s werelds grootste offshore 3d-geprinte stalen kraanhaak bouwen. Het consortium van bedrijven maakt hierbij gebruik van ‘Wire & Arc Additive Manufacturing’ (WAAM) 3d-printtechnologie.

Eric Romeijn, hoofd research bij Huisman en Vincent Wegener, oprichter RAMLAB, spreken op het event Smart Maritime Technology heet van de naald over dit technische paradepaardje van de Nederlandse maritieme industrie.

Een van de voordelen van 3d-printtechnologie is dat producten hol gemaakt kunnen worden. Bij het bouwen van de kraanhaak zorgt dit voor een aanzienlijke besparing in materiaalverbruik en productiedoorlooptijd. De haak is gebaseerd op de Huisman viertandhaak en krijgt een buitenmaat van meer dan 1 bij 1 m en een gewicht van bijna 1000 kg. Qua gewicht wordt de haak ‘s werelds grootste 3d-geprinte stalen product.

Meer informatie?

Lees hier het volledige artikel.