Consumentenproducten worden nog wel in grote aantallen gemaakt, maar in steeds meer varianten en uiteindelijk zelfs in enkelstuks op klantwens. B&R Industrial Automation ontwikkelt daar, onder de noemer van adaptieve productie, oplossingen voor. Onlangs lanceerde het bedrijf een systeem met magnetisch zwevende productdragers, ACOPOS 6D, dat ultieme vrijheid en flexibiliteit biedt in het productieproces. Vanwege de contactloze, schone aandrijving is het bij uitstek geschikt voor hygiënisch verantwoorde productie in de food. De besturing is zo smooth dat vloeistof niet over de rand van een beker kan klotsen.
B&R lanceert adaptieve productie in zes graden van vrijheid
Wilt u pasta of aardappel in de maaltijdsalade? Blieft u vlees of iets vegetarisch, of heeft u liever kip of vis? Moet het zoutloos, mag er een dressing op? Bij productie à la carte kan elk product een eigen route door het productiesysteem volgen. Dan is de klassieke lopende band niet meer de meest efficiënte oplossing. Er komt steeds meer variatie, producten hebben een kortere levenscyclus, de consument gedraagt zich steeds grilliger. Dus neemt de batchgrootte in productie af en wordt de vraag onvoorspelbaarder. Kortom, er is behoefte aan adaptieve productie, verklaart Bas Michielsen, salesmanager bij B&R Industriële Automatisering in Breda. B&R, onderdeel van ABB, introduceerde enkele jaren geleden al ACOPOStrak, een flexibel transportsysteem waarop producten in wording verschillende routes kunnen volgen, afhankelijk van hun samenstelling.
Magnetische levitatie
Begin dit jaar kondigde B&R de volgende stap aan, naar nog meer vrijheid, flexibiliteit en efficiëntie in productiebesturing. Het ACOPOS 6D-productiesysteem is gebaseerd op het principe van magnetische levitatie: shuttles met geïntegreerde permanente magneten bewegen contactloos over een oppervlak van elektromagnetische motorsegmenten. Die meten 24 bij 24 centimeter en zijn in willekeurige configuratie aan elkaar te koppelen; de benodigde bekabeling kan onbeperkt worden doorgelust. Alleen de ‘vaste wereld’ is bekabeld; de vrij bewegende shuttles kunnen zonder voeding en hebben dus geen last van storende kabels. Ze zijn er in verschillende groottes (van 12 bij 12 tot 45 bij 45 centimeter). Afhankelijk daarvan kunnen ze een massa van 0,6 tot 14 kilo dragen en bewegen ze met maximaal 2 meter per seconde.
‘Ons systeem is contactloos en kent dus geen wrijving en ook geen vervuiling door slijtage’
De shuttles kunnen producten individueel transporteren, elektromagnetisch gestuurd; één controller kan tot vijftig stuks over tweehonderd motorsegmenten dirigeren. B&R spreekt van multidimensionale (6D) productie, omdat de zwevende shuttles zes graden van vrijheid kennen. Ze bewegen in het (x-y) vlak van het systeem met een nauwkeurigheid tot wel vijf micrometer (duizendste millimeter). Maar ze kunnen ook de hoogte in (de z-richting), over een afstand van enkele millimeters. Bij de nauwkeurige assemblage van producten is die verticale bewegingsvrijheid van groot belang. Meer hoogte winnen is mogelijk door een productdrager met scharnierende poten aan twee shuttles te bevestigen; bewegen die twee uit elkaar dan zakt het platform, komen ze bij elkaar dan stijgt het. Daarnaast roteren de shuttles om hun drie assen (kantelbewegingen om de x- en y-as, rotatie om de z-as) voor nog meer flexibiliteit in productie.
Lees Link magazine digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Hygiënisch en intelligent
Elke shuttle is voorzien van schroefgaten voor het bevestigen van producten of productdragers. Maar er zijn ook hygiënische uitvoeringen zonder die lastig te reinigen gaten. Met roestvrijstalen afdekking voldoet het systeem dan aan de hoge beschermingsklasse IP69K – geschikt voor cleanrooms en voedselproductie. Belangrijk in de food is ook het wegen, voor dosering van producten. Elke shuttle is van zichzelf een zeer nauwkeurige, elektronische weegschaal, dus aparte weegstations zijn niet meer nodig. Dat helpt om het systeem compact te houden.
Verdere toepassingen voor ACOPOS 6D ziet Michielsen in de verpakkingsindustrie en de medische technologie. ‘Assemblage van medische devices vindt vaak plaats in een cleanroom. Ons systeem is contactloos en kent dus geen wrijving en ook geen vervuiling door slijtage. Dat scheelt tevens in onderhoud. Bovendien tellen in een dure cleanroom de vierkante meters en is het daarom een voordeel dat ons nieuwe systeem heel compact is.’ Dat komt vooral doordat de besturing zo intelligent is geworden dat het aantal onafhankelijk bestuurde shuttles per motorsegment verviervoudigd is. In principe passen er dus vier keer zoveel op dezelfde footprint. Dan is automatische collision avoidance nodig. Geavanceerde algoritmen laten de shuttles optimale routes volgen, voorkomen botsingen en minimaliseren het energieverbruik. De besturing is zo smooth dat die voorkomt dat bijvoorbeeld vloeistof over de rand van een beker kan klotsen.
ACOPOS 6D past in het besturingsecosysteem van B&R, inclusief tracksystemen, robots en vision-camera’s. Het kan dus naadloos worden aangesloten op andere, goedkopere productiesystemen, voor die delen van een productielijn waar minder flexibiliteit nodig is. Michielsen mag er nog niks over vertellen, maar bij een aantal klanten heeft B&R al pilots uitgevoerd. De markt hongert naar dit soort flexibiliteit.
