Produceren doe je flexibel

De Nederlandse maakindustrie is op diverse terreinen volop bezig met de ontwikkeling en implementatie van Industrie 4.0-oplossingen. In 2014 startte Nederland met het Smart Industry-platform om deze ontwikkelingen te structureren en te ondersteunen. Inmiddels is er een Smart Industry Agenda met onder meer een roadmap voor de verdere implementatie. Binnen die agenda spelen fieldlabs een belangrijke rol. Verspreid door het land werken deze clusters samen aan concrete thema’s. Er zijn al ruim dertig fieldlabs operationeel, waarvan er acht zijn gesitueerd rondom de Brainport Industries Campus in Eindhoven.

Een van die consortia is het fieldlab ‘Flexible manufacturing’. Hierin werken meer dan twintig partijen samen aan het demonstreren van de mogelijkheden die digitalisering en robotisering bieden voor het flexibel en kwalitatief hoogwaardig uitvoeren van kleine serieproductie, tegen massaproductiekosten. De Nederlandse maakindustrie fabriceert namelijk vooral componenten en producten in kleine series, en vaak in een zéér gevarieerde mix aan uitvoeringen. Het is de wens om dit foutloos, snel en kosteneffectief te kunnen realiseren. Geautomatiseerde productie is echter nog een grote uitdaging, want het is vaak kostbaar en vraagt te veel programmeertijd. Door toepassing van robots en andere vormen van productieautomatisering richt het fieldlab zich op een flexible manufacturing system waarmee kleine series rendabel kunnen worden gemaakt. Dit kan onder meer door de tijd voor het opnieuw programmeren van robots terug te brengen. Het liefst zelfs helemaal naar nul: zero programming.

De vier geïntegreerde demonstratieprojecten binnen het fieldlab ‘Flexible manufacturing’ hebben tijdens de aanloopperiode tot de opening van de Bic niet stilgezeten. Onder leiding van TNO is er een opstelling ontwikkeld voor de samenwerking tussen mens en robot, waarbij de verdeling van taken op een flexibele en dynamische wijze wordt aangepast aan de producten die moeten worden gefabriceerd. Deze opstelling wordt in gebruik genomen in de demo- en ontwikkelruimte in het atrium van de Bic. Een deel van deze opstelling wordt benut ten behoeve van het deelproject rond zelflerende assemblagelijnen. Door de ervaringen van de opstelling vast te leggen, komt versnelde, flexibele productie steeds dichterbij.

Automatisch kanten

In de werkpakketten ‘Flexible handling’ en ‘Bin picking’ is de afgelopen tijd ervaring opgedaan ‘op locatie’. Smart Robotics en Avans hebben op het gebied van bin picking doorbraken weten te realiseren ten aanzien van het oppakken, plaatsen en in de productielijn brengen van fittingen door robots. Ook deze ervaringen zullen een-op-een worden meegenomen in de opstelling rond mens-robotsamenwerking op de Bic.

In het project ‘Flexible handling’ wordt gewerkt aan de praktijkcase van De Cromvoirtse. Dit innovatieve plaatbewerkingsbedrijf uit Oisterwijk wil de volgende stap zetten in de automatisering van het kantproces. Het zetten van platen in 3d vormen moet idealiter rendabel worden voor seriegrootte 1. Dit betekent dat de instel- en omsteltijden voor nieuwe producten minimaal moeten zijn. Voor de programmering wordt er daarom gewerkt aan oplossingen waarbij van het cad-model en de werkvoorbereiding van een product direct automatisch programma’s kunnen worden gegenereerd voor zowel de kantbank als de robot. Verder werken de deelnemers aan flexibele grijpsystemen die diverse soorten producten – inclusief allerlei tussenvormen – kunnen behandelen. Eind 2018 is begonnen met de opbouw van een testopstelling van een kantbank en een robot op locatie bij De Cromvoirtse. De inrichting van het hekwerk en de veiligheidssystemen is inmiddels gerealiseerd. Na verdere opbouw en integratie van de opstelling zullen daadwerkelijke tests met de eerste producten worden opgestart, om uiteindelijk zero programming te demonstreren in cases met toenemende complexiteit.

Daarnaast wordt binnen het deelproject ‘Flexible handling’ ook gewerkt aan automatisering van de aan- en afvoer van materiaal. Er wordt een transportstrategie ontwikkeld om met agv’s te gaan werken voor het automatische transport tussen de verschillende bewerkingsstappen. Hiervoor zullen identificatietechnieken worden ingezet voor de traceerbaarheid van de onderdelen, en visiontechnieken voor de plaatsbepaling.

Dummy

In de demoruimte op de Bic past uiteraard geen kantbank van industriële schaal. Die is te groot en te kostbaar. Daarom wordt een demo-opstelling gerealiseerd met een cobot en kantbankdummy, inclusief agv voor de aan- en afvoer van materialen, en een station voor grijperwisselingen. Daarmee kan buiten de echte productieomgeving verder worden gesleuteld aan de logistieke en robotuitdagingen, want voor de uiteindelijke flexibele productieoplossingen maakt de omvang of het specifieke type robot niet veel uit.

We gaan een spannend jaar tegemoet waarbij we hopen op doorbraken die de basis voor flexibele fabricage mogelijk maken. De samenwerking tot nu toe tussen maakbedrijven, technologie- en toeleverpartijen, en kennisinstellingen geeft ons veel vertrouwen dat we die stap dit jaar kunnen maken.