25/07/2014
Door Liam van Koert
Het lijkt er dan toch van te komen. Ook in het productiedomein gaan robots steeds meer op mensen lijken. Hoewel aanwezig, moet de bezoeker van Automatica 2014 nu niet meteen aan hallen vol humanoids denken. Toch is er wel een duidelijke trend bespeurbaar. Ook de industriële robot, zij het op wielen, wordt steeds mobieler. En steeds vaker is het niet één arm, maar zijn het twee armen die de menselijke handarbeid vervangen.
Wie in Europa robottrends wil zien, komt naar Automatica in München. Want hoewel er ook dit jaar weer genoeg aanverwante onderwerpen waren om je in te verdiepen, is er één sector waar Automatica haar sporen heeft verdiend: de automotive. En naast het feit dat deze sector, met Duitsland als Europese aanvoerder, nog steeds de drijvende kracht is achter vele innovaties in industriële robotica, heeft dit eens per twee jaar samenkomen in de Beierse hoofdstad een grote aanhang gevonden. Grote robotnamen pakken er ‘onevenredig’ groot uit, universiteiten en onderzoeksinstellingen als Fraunhofer en DLR tillen een grote tip van de toekomstsluier op, en zelfs de bezoeker met een klein technisch hart verlaat er vol ‘sci-fi’ -inspiratie de Messe Gelande. Niet verwonderlijk dat het IFR (International Federation of Robotics) met haar CEO’s van alle grote robotbouwers telkens hier neerstrijken om de grote gesprekken te voeren over de toekomst van robotica. En met haar digitale agenda, die hint op het feit dat robotica ook steeds meer een softwareaangelegenheid wordt, onderstreept ook het bezoek van landgenoot en Eurocommissaris Neelie Kroes het belang van Automatica – meer dan een algemene techniekbeurs als Hannover – als trefpunt van Europese robotinnovatie. Jammer dat Nederland, naast Neelie natuurlijk – wederom ondermaats was vertegenwoordigd.
Samenwerken met twee armen
Voor wie een beetje door de robotregels heen leest, moet zich een voorzichtige kentering ten opzichte van voorgaande jaren hebben afgetekend. Natuurlijk waren er destijds ook een hoop ‘menselijke’ robots te zien en was dat ook dit jaar weer het geval. Dit jaar echter was de trend van samenwerking tussen mens en robot echter onmiskenbaar. Niet alleen lijken de industriële robots een extra arm erbij te hebben gekregen, ook zijn deze mobieler geworden. Tweearmige opstellingen zijn natuurlijk niet nieuw. Yaskawa heeft al geruime tijd zijn SDA-robots die met twee armen op een romp hun werk doen. Andere robotleveranciers zetten twee ‘articulated’ robotarmen op een platform, wat ogenschijnlijk op hetzelfde neerkomt. Het is voor veel applicaties waar de mens bijvoorbeeld aan een lopende band staat een handig gegeven: net als de mens kan de ene arm met hand iets vasthouden, terwijl de andere het boutje aandraait, een etiketje plakt, of een andere handeling uitvoert. Wie uit de automotive komt zou natuurlijk kunnen tegenwerpen dat twee armen wat magertjes is. Vaak werken er in deze sector dankzij een kleine footprint veel meer robots gezamenlijk aan een carrosserie. Toch is er onderwater wel degelijk wat veranderd wat meer armen bereikbaar maakt voor een groter publiek: de kinematica. Want wie het programmeren van een zesassige machine lastig lijkt, heeft nu met een dubbel aantal te maken. Gelukkig komen de robotleveranciers met de oplossing: kinematische modellen voor tweearmige toepassingen, zonder dat de programmeur zich zorgen hoeft te maken om een onbedoelde armworstelpartij. Daar komt nog bij dat er steeds meer lichtgewicht armen op de markt komen. Deze armen kunnen dankzij hun lage gewicht, snelheid (impuls dus) en ingebouwde force feedbacksystemen veilig zij aan zij met de mens samenwerken. Geen fysieke hekken zijn nodig, geen virtuele hekken in de vorm van vision, gewoon neerzetten, een taak leren en draaien maar. Het sluit aan bij de ‘factory in a day’-gedachte die ook aan de TU Delft verder wordt uitgewerkt, en waarbij de robot als flexibele uitzendkracht kan worden ingezet. Of dat met de huidige generatie robots een fabriek daadwerkelijk in een dag omgesteld wordt, valt nog te bezien – één en ander blijft afhankelijk van de kennis van de operator, de achterliggende IT en natuurlijk de tools – maar de zij-aan-zij-weg lijkt definitief ingeslagen.
AGV als mobiel platform
Wat heeft de mens nog meer dat de industriële robot tot voor kort moest ontgelden? Juist. Twee benen, al is dat op de gelijkvloerse fabrieksvloer een beetje te veel van het goede. Geen wonder dat de AGV’s (Automated Guided Vehicles) aan een ware opmars bezig zijn. En hoewel deze nog steeds voornamelijk een logistieke taak hebben – het vervoeren van producten van A naar B – zien we ze steeds meer oprukken vanuit de logistieke centra richting de productie zelf. Ook deze trend lijkt achteraf eigenlijk een inkoppertje. Want waarom zou je zo’n intelligent mobiel platform niet uitrusten met een armpje om bijvoorbeeld het CNC-machinepark van de juiste freesonderdelen te voorzien? In dezelfde moeite kunnen ze deze vervolgens weer op de juiste plek afleggen. En ook voor het wisselen van een stukje gereedschap kunnen mobiele robots een interessant alternatief zijn.
Door de bril van de grote jongens
Traditioneel komen de meeste CEO’s van grote robotbedrijven en enkele vooraanstaande gebruikers uit name van IFR in München bijeen om de toekomst onder het toehorend oor van de internationale pers te bespreken. Er heerst een positieve stemming. Dit is niet zo verwonderlijk: de robotverkopen groeide in 2013 met 12 procent. Koplopers zijn nog steeds Japan, de Verenigde Staten en Duitsland, maar ook Zuid-Korea en China komen in de serieuze lijstjes voor. Gezamenlijk zijn de landen goed voor zeventig procent van alle wereldwijde robotverkopen. De automotie blijft sectorkoploper, gevolgd door de elektronica en de metaal. China is de hardste groeier.
Dr. Stefan-Markus Baginski, Senior Manager Installations, Control Systems en Joining Technology Body-in-white*, van BMW Duitsland ziet dat groeien, ook in de automotive, nog wel even doorgaan. “ De robot is de iPhone onder productiesystemen”, vindt hij. “Maar het volledig potentieel van de robot snappen we nog steeds niet. Door processen opnieuw onder de loep te nemen, valt er met robots nog veel meer te winnen. Het zij aan zij werken van robot en mens is hierbij slechts het halve verhaal. We moeten vooral met een verse blik onze processen herzien.” Stefan Lampa, Global Head Robots & Applications van ABB in Zwitserland, merkt op dat daarnaast het gebruikersgemak flink omhoog moet. “We doen veel om joining technologie eenvoudiger te maken,” zegt hij. “Enerzijds voor wat betreft het gebruik, maar ook voor het programmeren. Door slimmere HMI’s en een meer grafische benadering van robotprogrammeren kunnen robots sneller door meer mensen worden ingezet.” Olaf Kramm, General Manager van Fanuc Duitsland, denkt dat een robotleverancier zich steeds meer zal moeten onderscheiden met zijn applicatiesoftware. “Het automatiseren van body-in-white is geen issue meer. Dit is volledig geautomatiseerd. Maar de applicatiesoftware zal het innoveren van nieuwe processen moeten ondersteunen.” Manfred Stern, President & COO Yaskawa Europe, is het hier volledig mee eens. “Waar in het verleden veel focus lag op zaken als het verbeteren van lassystemen, ligt deze nu meer op het gehele proces.”
*Body-in-white is de fase waarin de carrosserie is samengesteld en gelast, maar er nog geen bewegende delen (motorkap, deuren) zijn toegevoegd. Ook is er nog niet geverfd.
China
In China zit de robotica in een flinke versnelling. Jiegao Wang, Vice General Manager van het Chinese ESTUN Robotics legt uit dat ook in China de loonkosten stijgen. Geen wonder dat ook daar de arbeidsintensieve processen steeds meer worden geautomatiseerd met robots. “Vooral het MKB heeft in China een grote behoefte aan robots om de concurrentie het hoofd te kunnen bieden”, zegt hij. “Hierbij moeten de robots eenvoudig te integreren en gebruiken zijn, maar ook een kleine prijs hebben.” Een bedrijf dat wel wat weet van loonkosten is natuurlijk Foxconn. Het bedrijf heeft tussen de 1,1 en 1,2 miljoen arbeider in dienst en vindt dat eigenlijk wel wat teveel van het goede. Dr. Chia P. Day, Vice President van het Foxconn-onderdeel Hong Fu Jin Precision Industry laat dan ook weten het aantal mensen in assembly flink omlaag te gaan brengen. “Elk jaar zul je minder mensen op de productievloer zien staan”, zegt hij. Kunnen de robotbedrijven daarmee flinke orders van de elektronicagigant verwachten? Niet direct. “We gaan de robots die de mensen op de vloer gaan vervangen zelf ontwikkelen en bouwen. We hebben enerzijds natuurlijk veel mensen die dit kunnen doen, maar ook hele specifieke wensen. Door zelf te bouwen, te integreren en te onderhouden zullen de overall kosten aanzienlijk lager uitpakken. En uiteindelijk gaat het toch om wat er onder de streep staat.”
Mens en robot
Ook de mens-robot-samenwerking komt tijdens de roundtable aan bod. Manfred Gundel, CEO van Kuka Roboter in Duitsland, heeft wel een idee hoe je mens en robot veilig laat samenwerken. Zijn bedrijf kwam onlangs met de iiwa: een industrial intelligent work assistent met zeven assen die volgens hem het antwoord is op het uit zijn kooi halen van de robot. “Uiteindelijk gaat het bij robotveiligheid voornamelijk om het managen van de kinetische energie. We hebben elke as van de iiwa daarom uitgerust met een torsiesensor, welke wordt gebruikt voor het detecteren van botsingen en te grote torsiekrachten”. Het managen van kinetische energie gaat natuurlijk verder dan een snelle ‘force feedback’-terugkoppeling. Veilig samenwerken is natuurlijk nog steeds afhankelijk van de payload en de snelheid waarmee er wordt gedraaid. Is daarmee het aantal applicaties niet beperkt? Stefan Lampa van ABB denk van niet. “Je hebt net van Foxconn gehoord hoeveel mensen er in assembly werken, een toepassing waar de payloads per definitie klein zijn. En hoewel er in Europa misschien geen bedrijf van het formaat Foxconn is gevestigd, zijn er talloze vergelijkbare toepassingen waar deze veilige robotarmen het repeterende en geestdodende werk van mensen kunnen overnemen.”
Tot slot een overweging vanuit BMW. Volgens Baginski is de robot niet de bottleneck. “Over de robot maak ik me niet zoveel zorgen. Dat komt wel goed. Maar wat lastiger is, zijn alle additionele sensoren die nodig zijn om deze kleine ‘picking’- en ‘assembly’-operaties uit te voeren. We hebben onsite heel veel verschillende grijpers. Om deze met dezelfde gevoeligheid hun werk te laten doen als de menselijke hand is een heel ander verhaal. Hier zal nog aardig wat ontwikkeling nodig zijn voordat ik mens en robot hand in hand zie samenwerken.”
SPARC: 2.8 miljard euro voor een sterk roboteuropa
Automatica was de plek en het moment waar de Europese Commissie samen met euRobotics‘s werelds grootste publieke robotinnovatieprogramma aankondigden. Het was onze eigen Neelie Kroes die het programma – SPARC genaamd – voor de internationale pers uit de doeken deed.
De Europese Commissie wil een leidende rol vervullen als het gaat om robotica. In het kader van Horizon 2020 heeft het 700 miljoen euro over om nieuwe onderzoeken en innovaties te stimuleren. In een publiek private samenwerking (PPP) zal het Europese bedrijfsleven, dat zich heeft verenigd in euRobotics AISBL (180 bedrijven en instellingen), hier 2,1 miljard euro tegenover stellen. Naast een koplopersrol in robotica en het versterken van sectoren als de productie-industrie, land- en tuinbouw, de medische sector, transport, beveiliging en huishoudelijke producten, moet SPARC ook 240.000 nieuwe Europese banen opleveren.
Europa heeft haar sterke industrie mede te danken aan robots. Maar de potentie is veel groter dan de fabrieksvloer. Robots helpen verplegers in ziekenhuizen, inspecteren gevaarlijke energiecentrales en doen geestdodend werk op boerderijen. En ook zijn autonome auto’s in feite een voorbeeld van robottechnologie. De huidige wereldwijde robotmarkt is goed voor 22 miljard euro, maar dit zal 60 miljard euro zijn in 2020. Met een marktaandeel van 35 procent, loopt Europa al in de voorhoede. Maar er moeten flinke stappen worden gezet om in deze zich snel ontwikkelende markt voorop te blijven lopen. Het doel van SPARC is dan ook om het Europese marktaandeel in 2020 op te krikken naar 42 procent.
Eurocommissaris Neelie Kroes, verantwoordelijk voor de digitale agenda van Europa zei: “De robotrevolutie is nu gaande. Robots kunnen onze economie versterken, onze levens en onze banen verbeteren. Robots zetten de mens niet buitenspel: ze zijn partners voor een betere toekomst. Laat SPARC een metafoor zijn voor het ontsteken van de robotrevolutie in Europa.” Bernd Liepert, voorzitter van euRobotics AISBL, voegt toe: “SPARC zal de concurrentiekracht van de Europese robotindustrie zekerstellen. Robotgebaseerde automatiseringsoplossingen zijn essentieel om een antwoord te geven op de grote hedendaagse uitdagingen – van demografische veranderingen tot en met mobiliteit en duurzame productie.”
Wie een steentje wil bijdragen en een graantje wil meepikken zal moeten intekenen op de periodieke ‘calls for proposals’ die onderdeel uitmaken van het Horizon 2020 programma. Voor SPARC liep de eerste oproep eind april af. Een volgende oproep zal in oktober dit jaar worden gepubliceerd met een deadline voor april 2015.
Kijk voor meer informatie op: www.sparc-robotics.net
Automatica 2014: de getallen
34,500 bezoekers uit meer dan 100 landen
731 exposanten uit 42 landen