Kennisartikel
Producthandling in de hoogwaardige maakindustrie:
grip krijgen op grijpen
In de maakindustrie is producthandling een noodzakelijk onderdeel van het productieproces. Van de aanvoer van grondstoffen, het verwerken van materialen tot onderdelen en eindproducten, tot het transport naar de volgende schakel in de keten: elk stap vraagt een passende en betrouwbare handlingoplossing.
In de snel ontwikkelende maakindustrie, wordt de manier waarop producten worden opgepakt, verplaatst en gepositioneerd een bepalende factor voor de snelheid en flexibiliteit van het gehele productieproces. Hierin spelen ook nieuwe ontwikkelingen als visiontechnologie een grote rol.
Maatwerk of standaardoplossing?
De mate van automatisering in producthandling verschilt sterk per type
productieomgeving. Waar bedrijven met seriematige productie vaak gebruikmaken van gestandaardiseerde handlingoplossingen, vraagt enkelstuks- of kleinschalige productie om meer flexibiliteit en maatwerk. In de hoogwaardige maakindustrie, denk aan de productie van medical devices of consumentenelektronica, is die behoefte aan precisie en zorgvuldigheid extra groot.
Hoewel het aanbod aan standaardmodules en -systemen groeit, zien we dat bedrijven in deze sector juist de meeste winst halen uit klantspecifieke oplossingen om hun handling te automatiseren.
De juiste technologie voor de juiste taak
Bij het ontwerpen van een handlingsysteem is een duidelijk onderscheid nodig tussen het grijpen (oppakken en neerleggen) en het verplaatsen van producten. Beide vragen om hun eigen technische benadering.
1. Mechanische grijpers
Een mechanische grijper sluit zich fysiek om het product, meestal met behulp van bekjes die worden aangedreven door een servomotor of pneumatiek. Servogrijpers bieden controle over kracht en snelheid en zijn daardoor uitermate geschikt voor gevoelige of variabele producten. Pneumatische grijpers zijn sneller, eenvoudiger en vaak goedkoper – en dus aantrekkelijk voor toepassingen met hoge cycli en minder variatie.
2. Vacuümgrijpers
Vacuümtechnologie maakt grijpen mogelijk met minimale aanraking. Dankzij slimme balg- en zuignapoplossingen kunnen zelfs onregelmatige of poreuze oppervlakken veilig worden opgepakt. De keuze voor een vacuümgrijper hangt onder andere af van het productgewicht, oppervlaktestructuur en benodigde precisie.
3. Meervoudige en multifunctionele grijpers
Om de flexibiliteit van handlingoplossingen te vergroten, worden grijpers ontwikkeld die meerdere producten tegelijk kunnen oppakken (parallel grijpen) of meerdere grijpmethoden combineren. Denk aan een grijper die zowel een servobek voor product A als een vacuümzuignap voor product B bevat.
Door slimme wisselsystemen op industriële robots wordt het bovendien mogelijk om automatisch tussen grijpers te wisselen tijdens het proces – zonder handmatige tussenkomst.
4. Tactiele sensoren
Tactiele sensoren worden toegepast bij handlingstaken waar je met precisie en productintegriteit te maken hebt. Deze sensoren worden geïntegreerd in of op de grijperbekken en meten tijdens het oppakken gegevens zoals contactdruk, verdeling van grijpkracht en aanwezigheid van een object. Dit maakt het mogelijk om niet alleen te grijpen, maar ook te voelen of het product correct is opgepakt en met de juiste kracht wordt vastgehouden.
Vooral bij kwetsbare of variabele producten, zoals medische componenten of producten uit de tuinbouw, biedt dit extra zekerheid. Door deze feedback te koppelen aan de besturing, kan de grijper zichzelf corrigeren of een fout vermijden voordat schade ontstaat.
Gecontroleerd verplaatsen met actuatoren
Zodra een product is vastgepakt, moet het gecontroleerd verplaatst worden. Dit gebeurt met actuatoren, in feite de assen van de opstelling. In de speciaal machinebouw werken we met tussen pneumatische en elektrische actuatoren. De pneumatische actuatoren zijn compact, robuust en snel, ideaal voor eenvoudige bewegingen over korte afstanden. Daarentegen bieden elektrische actuatoren, vaak voorzien van servomotoren, hogere precisie, programmeerbaarheid en controle. Dit past beter bij complexe trajecten of variabele producten.
De juiste keuze hangt af van het benodigde krachtbereik, de gewenste snelheid, nauwkeurigheid en de afstand waarover verplaatst moet worden. Meest bekende voorbeelden zijn lineair geleidingen en robots (of cobots).
Visiontechnologie als ogen voor handling
Waar de meeste handlingssystemen vaak afhankelijk zijn van vaste posities en aanvoermethodes, maakt visiontechnologie het mogelijk om producten dynamisch te lokaliseren en te identificeren. Denk aan 2D- of 3D-camera’s die in real-time bepalen waar een object zich bevindt, hoe het ligt en hoe deze het beste kan worden opgepakt.
Vooral in toepassingen zoals bin picking, waarbij producten willekeurig in een bak liggen, of bij variatie in producten, is vision van toegevoegde waarde. Met behulp van een combinatie van dieptecamera’s, AI-algoritmes en slimme grijperaansturing kan een robot zelfstandig objecten herkennen, de optimale grijpstrategie bepalen en het product veilig uit de bak halen. Dit verhoogt niet alleen de autonomie van het systeem, maar ook de flexibiliteit in het verwerken van variabele productstromen.
Visiontechnologie wordt steeds vaker ingezet voor:
• Productherkenning en kwaliteitscontrole
• Positiebepaling en oriëntatiecorrectie
• Dynamische grijppad-aanpassingen
• Tracking van productstromen door de lijn
Door visiontechnologie te combineren met robotica en grijpertechnologie ontstaat een adaptieve handlingoplossing die meebeweegt met veranderende productieomstandigheden.
Hoe werkt visiontechnologie?
Door middel van industriële camera’s en slimme software kan je relevante informatie over het product en de omgeving verzamelen. Afhankelijk van de toepassing wordt gebruikgemaakt van 2D-vision, 3D-vision of een combinatie daarvan.
2D-vision wordt vaak ingezet voor kwaliteitscontrole, herkenning van vormen of het lezen van markeringen zoals barcodes of labels. Het werkt op basis van contrast, kleur of contouren. 3D-vision, meestal gebaseerd op tijd-van-vluchtcamera’s, gestructureerd licht of stereoscopie, levert diepte-informatie. Hiermee kan het systeem hoogteverschillen waarnemen, volumes inschatten en objecten in een driedimensionale ruimte lokaliseren.
De ruwe beelden worden direct verwerkt door een vision-algoritme dat objecten identificeert, hun oriëntatie bepaalt en de positie doorgeeft aan de besturing. In combinatie met een grijperaansturing zorgt dit ervoor dat de opstelling exact weet waar het product ligt, onder welke hoek het moet worden benaderd, en hoe de grijper moet openen of sluiten om schadevrij te hanteren.
Voor toepassingen zoals bin picking houdt het systeem ook rekening met omgevingsfactoren zoals schaduwen, overlappende objecten of reflecties. In geavanceerde omgevingen worden vision-systemen bovendien getraind met machine learning, zodat ze steeds beter worden in het herkennen van varianten of afwijkingen in producten.
Data, integratie en voorspellend vermogen
Moderne handlingsystemen zijn meer dan alleen mechanica. Door sensoren, visiontechnologie (met of zonder machine learning), besturingstechniek en slimme communicatiesystemen (zoals IO-link) worden handlingsoplossingen steeds intelligenter.
Deze zal steeds meer informatie opleveren over:
• Real-time data over grijpkracht, afstand tot product, en aanwezigheid
• Voorspellend onderhoud, gebaseerd op sensorfeedback en gebruikspatronen
• Snellere foutdetectie en hogere proceszekerheid
• Naadloze integratie met andere machines in de productielijn, inclusief aansturing op afstand
Dankzij de digitalisering van hardwarecomponenten ontstaat een nieuw niveau van procesbeheersing. De handlingsoplossing wordt niet alleen een mechanisch verlengstuk van de productielijn, maar ook een bron van waardevolle data.
Conclusie: van grijpen naar begrijpen
De rol van producthandling verschuift van uitvoerend naar strategisch binnen het productieproces. Door slim te grijpen, nauwkeurig te verplaatsen en data en zicht (vision) te combineren, kunnen bedrijven in de maakindustrie hun productie verder optimaliseren en zich voorbereiden op een toekomst waarin flexibiliteit, foutloosheid en schaalbaarheid de standaard zijn.
Heb je ondersteuning nodig in het automatiseren van jullie producthandling? Neem dan contact met ons op.