De veilige cobot-ambities van Pilz

Wie in München de Pilz-stand op Automatica bezocht, wachtte een bijzondere verrassing: Pilz wordt cobotleverancier. Althans, daar leek het wel even op. Zowel een eenarmige als tweearmige variant liet de Duitse automatiseerder er zien. Ook reed er een AGV rond en was er een prototype van een nieuwe robothuid die de aanwezigheid van mensen voelt. Allemaal ontwikkelingen die in eigen beheer zijn geproduceerd. Wat Pilz met al die cobotspullen van plan is? We vroegen het Jan Tournois, directeur van Pilz Nederland.

// Factory Facts //

Tijdens Automatica 2018 toonde Pilz een eigen cobot
Pilz is niet voornemens op grote schaal zelf cobots te produceren
Het bedrijf wil vooral de juiste componenten en kennis aanbieden
Ook wil het zelf ervaring opdoen met cobots

Een cobot of een robot? Voor Tournois blijft het ergens een definitiekwestie. Want of je zes assen en een grijper nu buiten de hekken haalt of niet, je hem cobot of robot noemt, hij moet in elk geval veilig zijn en een meerwaarde hebben “Natuurlijk is het een goede zaak dat we tegenwoordig de TS 15066 hebben. De technische specificatie – hij is nog niet geharmoniseerd – bevat waardevolle tabellen van Fraunhofer die precies aangeven hoeveel energie er in welke situatie in een robotsysteem mag zitten om veilig naast de mens te kunnen werken. Maar een systeem is alleen veilig als je er ook veilig mee omgaat. Een cobot kan best een PLd-predikaat meekrijgen, maar dat impliceert niet dat de machine direct veilig is en je hem overal kunt inzetten. Als voorbeeld noemt Tournois een cobot met een payload van 10kg (zeg maar een accu van een auto) die met PLd classificatie en een snelheid van 1 m/s tegen je hoofd komt. De gevolgen zijn voorspelbaar. In praktijk zul je de snelheid van een dergelijke cobot moeten begrenzen. Tot welk niveau hangt nu af van de restenergie die de robot heeft op het moment van een voorspelbare inslag. Helaas blijkt dat deze snelheid dan zo laag is dat de cobot niet echt meer werkbaar is in een gezond businessmodel, waardoor je hem weer als robot gaat inzetten. Bovendien is puur begrenzen van de snelheid niet voldoende. Helemaal wanneer begrenzing en besturing zich op dezelfde processor afspelen, kan een storing fatale gevolgen hebben. Immers, als de processor in storing gaat, kan hij ook geen veiligheden meer regelen.”

Creatief gebruik

Wie al dit soort dingen in de gaten houdt, krijgt een mooi veilig systeem. Maar vanzelfsprekend is dat niet. Enerzijds is er de wetenschappelijke bril die het afdekken van alle mogelijke risico’s dicteert. Anderzijds moet er geld verdiend worden door robotleveranciers en robotgebruikers, en gebeurt dat in de praktijk niet altijd even grondig. Een discrepantie dus. Maar volgens Tournois zijn we op de goede weg. “Er komen steeds meer meettechnieken om de productievloer ook zonder hekken veiliger te maken, en daar is ook behoefte aan. Scanners, matten, nieuwe radartechnieken; ze bieden veel nieuwe mogelijkheden. Maar daar ligt dan ook meteen de uitdaging. Want welke scanners zijn geschikt voor een AGV en hoe bewaak je tegelijkertijd de positie van een gemonteerde robotarm?” Ook voor wat betreft de risicoanalyse ziet Tournois uitdagingen. Want omgaan met afstanden tot muren, machines en mensen is met een dynamische robot ineens een stuk lastiger dan bij een vaste opstelling. Bovendien betekent al die nieuwe technologie dat er steeds meer creatieve gebruikers komen die deze technologie ‘oneigenlijk’ inzetten. Hoever strekt in zo’n geval de verantwoordelijkheid van de fabrikant? Tournois: “Wat mijn persoonlijke interesse heeft, is hoe we het ondanks alle veiligheden toch werkbaar houden. Sterker nog: hoe krijg ik de snelheden, en dus ook de productiviteit omhoog met een maximale flexibiliteit. Idealiter door de systemen continu hun eigen risicoanalyses te laten uitvoeren. Maar zo ver zijn we nog niet.”

Robotveiligheid expert

Nog niet. Welke rol denkt Pilz te kunnen vervullen om daar wel uit te komen? Zelf de cobots ontwikkelen die tegen dit soort uitdagingen zijn opgewassen? Wie afgelopen Automatica de stand van Pilz bezocht, zou haast denken van wel. Twee eigen cobots waren er te zien, waarvan een met twee armen. En ook een AGV en een nieuw soort gevoelige robothuid was er te zien. Ondanks al deze ingrediënten ziet Tournois zijn bedrijf geen plug & play-cobot op de markt brengen, maar hebben de zelf ontwikkelde cobots vooralsnog een heel ander doel. “Het is geen geheim dat Pilz de cobotmarkt als groeimarkt ziet. Het is onder meer de reden dat we de PROBms op de markt brachten om de impact van een botsing met een cobot gekalibreerd te kunnen meten. Maar net als bij onze eigen cobots, is het hoofddoel van die ontwikkeling het voorzien van de markt van kennis. We willen als niche-expert voorop blijven lopen als het gaat om kennis ten aanzien van robotveiligheid. Vervolgens kunnen robot- en machinebouwers een beroep op die kennis doen en de producten die dit ondersteunen.” In het geval van het cobotportfolio gaat die ondersteuning inmiddels behoorlijk ver. Pilz ontwikkelde een speciale robotbesturing en een bijbehorende pendant inclusief joystick, heeft tal van slimme schakelmatten, scanners en lichtschermen, en natuurlijk haar 3D SafetyEye om de omgeving rondom de robot veiliger te maken. Maar ook dit moet volgens Tournois niet groter gemaakt worden dan het is. “Net zoals we toepassing-specifieke besturingen voor spoorwegovergangen of wissels maakten, hebben we er nu ook een voor robots. Maar uiteraard zijn ze allemaal gebaseerd op onze PSS4000-besturing en passen ze naadloos in het gehele Pilz-portfolio dat bestaat uit hightech elektronische oplossingen. Het ontwikkelen van manipulatoren is niet echt ons ding. Wel hopen we natuurlijk dat bedrijven die wel goed zijn in het ontwikkelen en produceren van deze hardware niet zelf allerlei wielen gaan uitvinden, maar hun oor eerst bij ons te luisteren leggen. Wij zijn geen robotfabrikant, wel hopen we natuurlijk dat bedrijven die dat wel zijn niet zelf allerlei wielen gaan uitvinden, maar hun oor eerst bij ons te luisteren leggen.”

Een greep uit het cobot-ecosysteem van Pilz

De Pilz cobot manipulator heeft een payload van 6 kg en weegt zelf 20 kg. Een ander opmerkelijke feature is dat hij op gelijkstroom werkt. Op 24 volt om precies te zijn. De manipulator is vooralsnog alleen voor eigen gebruik. [UPDATE 01/12/2018 - De manipulator kan besteld worden onder ordernummer 685 000 voor een cataloguswaarde van 31.700 euro]
De PRCM-besturingsmodule kan onder andere via ROS (Robotic Operating System) geprogrammeerd worden. Maar ook traditionele PLC-talen (volgens IEC 61131-3) worden ondersteund. Communiceren kan met alle gangbare protocollen. CANopen, Ethercat, Profibus en natuurlijk met het eigen SafetyNET. [UPDATE 01/12/2018 ordernummer 9C000001]
PRTM-module. Is een industriële ‘touchscreen met noodstop’ die kan worden gebruikt om de robot een nieuwe taak aan te leren of om hem te programmeren. Ook het starten van een nieuwe taak of het boven water krijgen van diagnostische informatie behoort tot de mogelijkheden. [UPDATE 01/12/2018 ordernummer 9C000001]
De PROBms is een gekalibreerd systeem voor het meten van de impact van robots.
SafetyEYE is een 3D-scanner voor het bewaken van een werkgebied. Zo kunnen zelf gedefinieerde veilige zones van een ‘virtueel hekwerk’ worden voorzien.
PSENmat is slimme sensormat die niet alleen detecteert dat de operator in de buurt is, maar ook in zones is in te delen. De operator kan deze gebruiken om een machine of cobot te bedienen.
De slimme robothuid van Pilz voelt zowel nadering als aanraking. Ook hier kunnen zones worden gedefinieerd om de robot middels aanraking bepaalde commando’s te geven. De gevoelige robothuid is vooralsnog een prototype waar Pilz veel van verwacht.

Dit artikel verscheen eerder in Vision + Robotics

Afbeeldingen: Pilz