Industriële robotarmen voeren functies uit die vergelijkbaar zijn met die door mensen worden uigevoerd

Industriële robots maken het magazijn dynamischer

21 april 2022

De kortere logistieke looptijden hebben bedrijven ertoe gedwongen hun processen te automatiseren, om een optimale productiviteit te realiseren. Een goed voorbeeld is de democratisering van industriële robotarmen, aangezien deze apparaten repetitieve taken stroomlijnen die vroeger door een magazijnmedewerker werden uitgevoerd.

Het betreft een technologie, die niet alleen de efficiëntie van de productie en de logistiek verbetert, maar die ook zware voorwerpen kan laden en handelingen die een grote precisie vereisen, automatisch, d.w.z. zonder menselijke tussenkomst, kan uitvoeren..

Daarom kiezen steeds meer bedrijven voor deze oplossing. Uit een studie van het adviesbureau Information and Communication Technology (ICT) Market Research blijkt dat het verkoopvolume van dergelijke voorzieningen een enorme groei zal doormaken, en zal stijgen van 18,9 miljard dollar tot 39 miljard dollar in 2024.

In dit artikel wordt uiteengezet hoe industriële robotarmen zijn ontwikkeld en sinds wanneer deze in magazijnen worden ingezet. Ook worden de voordelen en de voornaamste toepassingen ervan in de sector belicht.

Wat zijn industriële robotarmen?

Een robotarm is een programmeerbaar hulpmiddel waarvan de voornaamste functionaliteiten en bewegingen lijken op die van de menselijke arm. De verschillende onderdelen waaruit de robotarm is opgebouwd, zijn samengevoegd en met elkaar verbonden, zodat het apparaat rotatie- en transferbewegingen kan uitvoeren.

Aan het uiteinde van de arm bevindt zich de gerobotiseerde hand, die de vorm kan hebben van een grijper of tang, een zuignap of een klauw, afhankelijk van de uit te voeren taak. De werkzaamheden kunnen bestaan uit het installeren, het verplaatsen en het verzamelen van goederen of het assembleren van onderdelen.

Het uiteinde van de robotarm kan een klauw of een grijper bevatten, afhankelijk van de functies en het volume van de te hanteren laadeenheid
Het uiteinde van de robotarm kan een klauw of een grijper bevatten, afhankelijk van de functies en het volume van de te hanteren laadeenheid

De eerste industriële robot zou een prototype zijn van de Britse ingenieur Bill Griffith P. Taylor uit 1938, maar pas in de jaren zeventig ontwikkelde zich een ware technologierace. Hoofdzakelijk tussen Japanse en Noord-Amerikaanse bedrijven, die de industriële massaproductie, door middel van robotica radicaal zouden veranderen. Tegenwoordig behoren Kuka in Duitsland en ABB in Zwitserland, tot de toonaangevende fabrikanten op het gebied van de ontwikkeling van deze apparaten.

De verschillende toepassingen van een industriële robotarm

Deze hulpmiddelen worden hoofdzakelijk gebruikt om de mogelijkheden van de menselijke arm bij de productie of bij logistieke operaties te simuleren of te vervangen. De industriële robotarm is volledig automatisch en voert dezelfde functies uit als een operator. De arm kan zwaardere lasten hanteren, bij een hogere snelheid en zonder moe te worden van het repetitieve werk.

Deze instrumenten, die afzonderlijk of als onderdeel van een assemblagelijn gebruikt kunnen worden, zijn bestemd voor industrieën die een uiterste precisie vereisen, zoals de automobielindustrie. Voorts zijn deze apparaten bruikbaar bij Pick & Place afhandelingen voor zware goederen. Hierbij worden de producten opgepakt, verplaatst en gepositioneerd.

Dit is bijvoorbeeld het geval bij Porcelanosa, marktleider in de keramische industrie. Mecalux heeft het logistieke distributiecentrum van Porcelanosa in Vila-Real (Spanje), uitgerust met de nieuwste technologie. Vanuit dit centrum worden de acht bedrijven van de groep bevoorraad. Bij elk werkstation voor orderpicking is een industriële robotarm geïnstalleerd, die de magazijnmedewerker helpt bij het verplaatsen van de zwaarste laadeenheden. De functie van deze machine is om de zwaarste pakketten op het juiste moment van de bufferzone naar het werkstation te brengen, zodat er geen pallettrucks of vorkheftrucks nodig zijn om de laadeenheid te verplaatsen.

 

De industriële robotarm: de voordelen van het automatiseren van werkzaamheden

De implementatie van een industriële robotarm in een productie- of opslagfaciliteit vergemakkelijkt:

  • Het verbeteren van de operationele prestaties: in tegenstelling tot een operator kunnen industriële robotarmen dezelfde taak net zo lang herhalen als nodig is.
  • Optimalisering en efficiëntie van de meest complexe processen: bij zware laadeenheden of werkzaamheden die een grote precisie vereisen, zoals de assemblage van bepaalde onderdelen in de automobielsector, wordt een optimale productiviteit bereikt met slechts één industriële robotarm.
  • Gegarandeerde optimale veiligheid voor alle operators: de invoering van deze industriële robots in de productielijnen en de logistiek voorkomt dat magazijnmedewerkers worden blootgesteld aan handelingen die niet ergonomisch verantwoord zijn, die aanzienlijke risico's met zich mee kunnen brengen.
  • Verlaging van de productie- en arbeidskosten: ondanks een potentieel grote initiële investering, leidt automatisering op lange termijn, afhankelijk van de installatie, tot lagere bedrijfs- en arbeidskosten, waardoor de investering zich snel terugverdient (ROI).
  • Veiligheid van de activiteiten in extreme omstandigheden: alleen een industriële robotarm kan de productiviteit in koel- of vriesruimtes garanderen, daar waar een constante temperatuur heerst.

Wel moet er rekening mee worden gehouden dat de installatie van industriële robotarmen een hoge initiële investering voor de onderneming met zich meebrengt. Het levert pas echt voordelen op, wanneer het gaat om repetitieve, zeer specifieke taken, waarbij laadeenheden van dezelfde omvang worden afgehandeld. Vandaar dat robotarmen niet worden aanbevolen wanneer het geen repetitieve bewegingen betreft die met één arm worden uitgevoerd, zoals kleine bewegingen of rotaties. Of wanneer de goederen niet homogeen zijn.

De nieuwe orderpickzone van Porcelanosa bestaat uit acht werkstations, die elk met een robotarm zijn uitgerust
De nieuwe orderpickzone van Porcelanosa bestaat uit acht werkstations, die elk met een robotarm zijn uitgerust 

Verschillende soorten industriële robotarmen

Er zijn verscheidene soorten robotarmen, afhankelijk van de handelingen en de bewerkingen die ermee worden uitgevoerd, alsmede van de producten die ermee worden afgehandeld. De verschillende soorten industriële robotarmen die op de markt verkrijgbaar zijn:

  • De cartesiaanse robot of cartesische coördinatenrobot, ook wel lineaire robot genoemd: dit is een apparaat met drie primaire stuurassen, dat alleen overdwars of transversaal kan bewegen. Dit type wordt hoofdzakelijk gebruikt bij «pick & place»- en assemblagewerkzaamheden.
  • De cilindrische robot: worden vaak gebruikt voor het hanteren van spuitgietmachines, puntlasmachines of voor het uitvoeren van zeer complexe assemblagewerkzaamheden. Door de cilindrische configuratie kan het apparaat twee lineaire en één roterende beweging uitvoeren.
  • De sferische robot of polar robot: deze robot dankt zijn naam aan het feit dat de assen een poolcoördinatensysteem vormen waarmee de bewegingen van deze robot worden geprogrammeerd. Deze zijn bijzonder geschikt bij de productieprocessen gaslassen, metaalgieten of frezen.
  • De Scara-robot: oftewel de «Selective Compliant Assembly Robot Arm». Het toestel onderscheidt zich door zijn flexibiliteit, en twee parallel roterende gewrichten. Daardoor is de robot sneller en doeltreffender, in vergelijking met andere soorten robots, zoals de cartesiaanse robot.
  • De gelede robot: dit is een robot waarvan de arm minstens drie roterende gewrichten heeft, hetgeen heeft geleid tot het gebruik ervan in zeer complexe fabricageprocessen. Deze robot wordt gebruikt in de automobielsector, voor ondermeer spuitwerk.
  • De parallelle robot: deze robot wordt ook wel delta robot genoemd, en is uitgerust met een mobiel platform en roterende assen, waardoor een grote verscheidenheid aan bewegingen mogelijk is. Het wordt gebruikt voor orderpicking, vooral voor producten met een gering volume.

Bij het automatiseren van een installatie moet de logistiek manager beslissen welk type robotarm hij in het magazijn wil installeren, afhankelijk van onder meer de indeling van de installatie, de goederenstromen, het type laadeenheden of het aantal verzamelopdrachten.

Geleidelijke invoering van kunstmatige intelligentie

Industriële robotarmen zijn nog maar één voorbeeld van de toenemende automatisering in magazijnen en productiecentra. Het is duidelijk dat de invoering van industriële robots een optimale productiviteit en competitiviteit van de bedrijven garandeert.

Zo zullen deze robots de automatische opslagoplossingen die al in een magazijn 4.0 zijn ingevoerd, zoals magazijnkranen, rollenbanen of het Pallet Shuttle-systeem verder helpen verbeteren.

Robotarmen kunnen worden geïntegreerd in een assemblagelijn of bij een werkstation voor orderpicking, teneinde de processen in het magazijn te ondersteunen
Robotarmen kunnen worden geïntegreerd in een assemblagelijn of bij een werkstation voor orderpicking, teneinde de processen in het magazijn te ondersteunen

Uiteindelijk heeft de industrie behoefte aan efficiëntie en veiligheid in elke fase van de bevoorradingsketen of Supply Chain. De industriële robotarm garandeert een meer flexibele en feilloze productie.

Als u plannen hebt om uw magazijn te automatiseren, neem dan contact met ons op. Een expert van Mecalux zal u adviseren over hoe u uw magazijn kunt automatiseren.