Industriële robots: veilige gerobotiseerde werkstations

Industriële robots zijn geavanceerde automatische systemen die zijn ontworpen voor productie-, assemblage- en material handling-taken. Dankzij hun precisie, snelheid en efficiëntie spelen deze robots een sleutelrol bij de modernisering en optimalisatie van industriële processen. In de huidige, snel evoluerende technologische wereld zijn industriële robots onmisbaar geworden in tal van sectoren, van de automotive-industrie tot de elektronica- en halfgeleiderindustrie en de farmaceutische sector.

Soorten industriële robots en toepassingsmogelijkheden

Industriële robots kunnen, afhankelijk van hun constructie en toepassing, in enkele basiscategorieën worden ingedeeld:

• Cartesiaanse robots: Beschikken over drie lineaire bewegingen langs de X-, Y- en Z-as. Ze worden veel toegepast in pick-and-place-processen, assemblage en CNC-toepassingen.
• SCARA-robots: Deze robots hebben vier vrijheidsgraden en zijn bijzonder efficiënt bij de assemblage van onderdelen, verpakken en materiaalverplaatsing.
• Cilindrische robots: Worden gekenmerkt door een cilindrisch bewegingsbereik en worden ingezet bij lassen, gieten en assemblagewerkzaamheden.
• Sferische robots: Hebben een sferisch bewegingsbereik en worden gebruikt in assemblage- en handlingprocessen waarbij nauwkeurige positionering vereist is.
• Delta-robots: Hebben een lichte constructie en worden toegepast in snelle pick-and-place-toepassingen, verpakken en sorteren.

Industriële robots worden ingezet in uiteenlopende sectoren, zoals de automotive, elektronica, voedingsmiddelenindustrie, farmaceutische industrie en vele andere. Hun veelzijdigheid en vermogen om complexe taken uit te voeren maken ze van onschatbare waarde in de moderne industrie.

Populairste fabrikanten van industriële robots

Binnen de industriële roboticasector domineren enkele toonaangevende fabrikanten met een aanzienlijk marktaandeel, zowel op Europees niveau als op de Poolse markt. Hieronder volgt een overzicht van de belangrijkste spelers:

Deze gegevens zijn afkomstig uit de meest recente marktrapporten en analyses, die wijzen op de dominantie van enkele grote spelers binnen de markt voor industriële robotica. ABB, KUKA, FANUC en Yaskawa onderscheiden zich door innovatie en een breed productaanbod dat is afgestemd op uiteenlopende industriële behoeften​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Industriële robots: gerobotiseerde werkcellen

Gerobotiseerde werkcellen zijn speciaal ontworpen werkgebieden die zijn uitgerust met industriële robots voor het uitvoeren van specifieke taken. Deze werkcellen kunnen worden gebruikt in uiteenlopende toepassingen, zoals lassen, assemblage, mechanische bewerking of verpakken. De invoering van gerobotiseerde werkcellen brengt tal van voordelen met zich mee, waaronder een hogere efficiëntie, grotere precisie en meer arbeidsveiligheid.

Voordelen van het gebruik van gerobotiseerde werkcellen

1. Hogere efficiëntie: Industriële robots kunnen 24 uur per dag, 7 dagen per week werken, wat de productiecapaciteit aanzienlijk verhoogt. Dankzij procesautomatisering kunnen bedrijven in kortere tijd een hogere productkwaliteit realiseren.
2. Precisie en herhaalbaarheid: Robots voeren taken uit met hoge precisie en herhaalbaarheid, waardoor productiefouten tot een minimum worden beperkt en een consistente productkwaliteit wordt gewaarborgd.
3. Veiligheid van medewerkers: Door robots in te zetten voor gevaarlijke taken, zoals lassen of materiaalbewerking, neemt het risico op ongevallen op de werkplek aanzienlijk af. Robots kunnen werken onder zware omstandigheden waar de aanwezigheid van mensen gevaarlijk zou zijn.
4. Flexibiliteit: Gerobotiseerde werkcellen kunnen eenvoudig worden aangepast aan verschillende taken en productieprocessen, wat de productieflexibiliteit vergroot en een snelle reactie op marktveranderingen mogelijk maakt.

Voorbeelden van toepassingen van gerobotiseerde werkcellen

• Lassen: Lasrobots worden op grote schaal toegepast in de automotive-industrie, waar precisie en snelheid cruciaal zijn. Dankzij geavanceerde technologieën, zoals laserlassen, kan een hoge kwaliteit van lasverbindingen worden bereikt.
• Montage: Montagerobots worden ingezet voor het assembleren van elektronische, mechanische en andere componenten. Nauwkeurige manipulatoren maken het mogelijk om zelfs de kleinste onderdelen snel en exact te monteren.
• Verpakken: Verpakkingsrobots automatiseren het verpakkingsproces van producten, waardoor de volledige productielijn sneller werkt. Dankzij geavanceerde vision-systemen kunnen robots producten met verschillende vormen en afmetingen herkennen en sorteren.
• Mechanische Bewerking: Robots kunnen worden uitgerust met diverse gereedschappen voor mechanische bewerking, zoals frezen, draaien en slijpen. De automatisering van deze processen verhoogt de precisie en efficiëntie van de productie.

Industriële robots: Belangrijkste vereisten van de norm NEN-EN-ISO ISO 10218-1

De norm NEN-EN-ISO ISO 10218-1 stelt een reeks eisen en richtlijnen vast die bedoeld zijn om een veilig gebruik van industriële robots te waarborgen. Hieronder bespreken we tien van de belangrijkste aspecten van deze norm:

1. Gevarenidentificatie en Risicobeoordeling

Het identificeren van potentiële gevaren die samenhangen met industriële robots en het beoordelen van de risico’s vormen de basis voor het waarborgen van de veiligheid. De norm vereist dat alle gevaren worden geïdentificeerd en dat de risico’s worden beoordeeld. Op basis van deze beoordeling worden passende beschermingsmaatregelen ingevoerd om de risico’s voor operators en andere medewerkers tot een minimum te beperken.

Het proces van risicobeoordeling moet de identificatie van alle potentiële gevaren en de beoordeling van de daarmee samenhangende risico’s omvatten, evenals de invoering van passende beschermingsmaatregelen”.

2. Ontwerp van Veilige Robotsystemen

Bij het ontwerpen van robotsystemen volgens de norm moet risicobeperking al in de ontwerpfase worden meegenomen. Dit geldt voor componenten voor krachtoverbrenging, elektrische uitrusting en besturingssystemen. Al deze elementen moeten zodanig worden ontworpen dat een maximale gebruiksveiligheid is gewaarborgd.

3. Beschermingsmaatregelen

De norm NEN-EN-ISO ISO 10218-1 beschrijft de eisen voor beschermingsmaatregelen, zoals fysieke afschermingen, vergrendelingen en noodstopschakelaars. Deze maatregelen zijn bedoeld om onbedoelde toegang tot gevaarlijke werkzones van robots te voorkomen en ervoor te zorgen dat de robot in noodsituaties snel en veilig kan worden gestopt.

4. Veiligheidsgerelateerde Besturingssystemen

De besturingssystemen van robots moeten aan specifieke prestatiecriteria voldoen, zodat elke storing leidt tot een veilige toestand. De norm vereist dat deze systemen zo worden ontworpen dat het risico op storingen wordt geminimaliseerd en dat passende beveiligingsmechanismen aanwezig zijn wanneer zich technische problemen voordoen.

5. Veilige Bediening van Robots

De norm stelt eisen aan de veilige bediening van robots, waaronder procedures voor opstarten, stoppen en het omschakelen van bedrijfsmodi. Het is belangrijk dat operators passend zijn opgeleid en zich bewust zijn van de potentiële gevaren die samenhangen met het gebruik van robots.

6. Gebruiksaanwijzingen en Documentatie

Elke robot moet worden geleverd met volledige documentatie, waaronder gebruiksaanwijzingen, veiligheidswaarschuwingen en richtlijnen voor onderhoud. Deze documentatie is een essentieel onderdeel van het waarborgen van de veiligheid en moet voor alle robotgebruikers gemakkelijk toegankelijk zijn.

7. Opleiding van Operators

Operators van industriële robots moeten adequaat zijn opgeleid in het veilige gebruik van de apparatuur. De opleiding moet zowel theoretische als praktische aspecten van de robotbediening omvatten, evenals procedures voor handelen in noodsituaties.

8. Onderhoud en Technische Inspecties

Regelmatig onderhoud en technische inspecties zijn noodzakelijk om robots in een veilige operationele staat te houden. De norm stelt eisen aan de frequentie en omvang van inspecties en aan onderhoudsprocedures, die door gekwalificeerd personeel moeten worden uitgevoerd.

9. Conformiteitsbeoordeling en Certificering

Industriële robots moeten voldoen aan de eisen van de norm NEN-EN-ISO ISO 10218-1 en andere relevante veiligheidsnormen. Conformiteitsbeoordeling en certificering zijn essentiële onderdelen om te waarborgen dat robots aan alle vereiste veiligheidscriteria voldoen voordat zij op de markt worden gebracht.

10. Controle na Implementatie

Na de implementatie van robots in de werkomgeving moeten hun werking en prestaties regelmatig worden gecontroleerd en gemonitord. Het doel daarvan is te bevestigen dat de robots nog steeds aan de veiligheidseisen voldoen en om mogelijke gevaren die tijdens het gebruik kunnen ontstaan tijdig te identificeren en weg te nemen.

Industriële robots en gerobotiseerde werkstations spelen een sleutelrol in de moderne industrie en zorgen voor hogere productiviteit, precisie en veiligheid. Het toepassen van veiligheidsnormen, zoals NEN-EN-ISO ISO 10218-1, is noodzakelijk om risico’s te beperken en werknemers te beschermen. Naarmate de robottechnologie zich verder ontwikkelt, zal het belang ervan en de toepassing ervan in uiteenlopende industriële sectoren naar verwachting verder toenemen. De toekomst van de industriële robotica is veelbelovend, met tal van nieuwe toepassingen en innovaties die de productie en andere sectoren ingrijpend kunnen veranderen.

Industriële robots en de CE-markering

Industriële robots maken vaak deel uit van grotere geïntegreerde systemen, maar moeten desondanks aan specifieke eisen voldoen om de CE-markering te verkrijgen. De CE-markering is verplicht voor veel producten die in de Europese Economische Ruimte (EER) worden verkocht en geeft aan dat een product voldoet aan de Europese eisen op het gebied van gezondheid, veiligheid en milieubescherming.

Niet-voltooide machines

Industriële robots worden beschouwd als niet-voltooide machines, omdat zij doorgaans moeten worden geïntegreerd met andere systemen binnen grotere productielijnen. Volgens de Machinerichtlijn (2006/42/EC) mogen niet-voltooide machines niet zelfstandig van een CE-markering worden voorzien. Wel moeten zij aan bepaalde eisen voldoen:

1. Verklaring van inbouw (Declaration of Incorporation):
   • De fabrikant van de niet-voltooide machine moet een verklaring van inbouw verstrekken, waarin staat dat de betreffende machine bestemd is om in andere machines of systemen te worden ingebouwd en niet zelfstandig mag worden gebruikt voordat zij is geïntegreerd en beoordeeld volgens de Machinerichtlijn.
2. Montagehandleiding:
   • De fabrikant moet een gedetailleerde montagehandleiding leveren, waarin wordt beschreven hoe de niet-voltooide machine veilig met andere apparatuur kan worden geïntegreerd.

Het uiteindelijke CE-certificeringsproces

Wanneer een industriële robot samen met andere systemen wordt geïntegreerd als onderdeel van een grotere machine, ligt de verantwoordelijkheid voor de volledige CE-markering bij de eindfabrikant. Het CE-certificeringsproces omvat:

1. Conformiteitsbeoordeling:
   • Het volledige geïntegreerde systeem moet een conformiteitsbeoordeling ondergaan volgens de toepasselijke richtlijnen, waaronder de Machinerichtlijn (2006/42/EC), de EMC-richtlijn (2014/30/EU) en andere van toepassing zijnde richtlijnen, zoals de Laagspanningsrichtlijn (LVD).
2. Technische documentatie:
   • De eindfabrikant moet volledige technische documentatie opstellen met informatie over alle geïntegreerde componenten, de risicobeoordeling en conformiteitstests.
3. EG-conformiteitsverklaring:
   • De eindfabrikant moet een EG-conformiteitsverklaring opstellen, waarin wordt verklaard dat het volledige geïntegreerde systeem aan alle eisen van de relevante richtlijnen voldoet.
4. CE-markering:
   • Na afronding van de conformiteitsbeoordeling en het opstellen van de EG-conformiteitsverklaring mag de eindfabrikant de CE-markering op het volledige geïntegreerde systeem aanbrengen (let op: de CE-markering op de robot zelf heeft geen betrekking op de Machinerichtlijn).

Industriële robots: praktische aspecten

Voorbeeld

Een bedrijf dat industriële robots integreert, levert zijn producten als onderdelen van grotere systemen voor productieautomatisering. Elke robot wordt geleverd met een verklaring van inbouw en een montagehandleiding. De integrator die deze robots in een productielijn integreert, is verantwoordelijk voor het waarborgen dat het volledige systeem voldoet aan de eisen van de EU-richtlijnen en voor het verkrijgen van de CE-markering voor het volledige systeem.

Industriële automatisering en industriële robots

Industriële automatisering en industriële robots zijn twee kernelementen van moderne productie die nauw samenwerken om processen te optimaliseren en de efficiëntie te verhogen. De raakvlakken tussen beide zijn talrijk en bestrijken uiteenlopende aspecten, van ontwerp en programmering tot implementatie en onderhoud van systemen.

1. Automatisering van productieprocessen:
   • Industriële automatisering maakt gebruik van industriële robots om verschillende fasen van het productieproces te automatiseren, wat de efficiëntie verhoogt en de kosten verlaagt. Deze robots kunnen worden geprogrammeerd voor nauwkeurige taken, zoals assemblage, lassen of verpakken.
2. PLC-programmering:
   • PLC-programmering (Programmable Logic Controllers) speelt een sleutelrol bij de integratie van industriële robots met andere automatiseringssystemen. PLC’s sturen de werking van robots aan en zorgen voor synchronisatie en een storingsvrije werking van het volledige productiesysteem.
3. Constructiebureau en Machineontwerp:
   • Constructiebureaus houden zich bezig met het ontwerpen van machines die samenwerken met industriële robots. Machineontwerp omvat het ontwikkelen van componenten en systemen die compatibel zijn met robots, wat essentieel is voor doeltreffende automatisering.
4. Machineveiligheid en geharmoniseerde normen:
   • Het waarborgen van machineveiligheid is een van de belangrijkste aspecten van de integratie van industriële automatisering en robots. Geharmoniseerde normen, zoals NEN-EN-ISO ISO 10218-1, bepalen de veiligheidseisen waaraan moet worden voldaan zodat systemen veilig en efficiënt kunnen functioneren.
5. Outsourcing van ingenieurs:
   • Outsourcing van ingenieurs stelt bedrijven in staat specialisten in te zetten voor het ontwerpen, programmeren en implementeren van automatiserings- en roboticasystemen. Daardoor kunnen ondernemingen gebruikmaken van de nieuwste technologieën en vakkennis zonder permanent een groot team van ingenieurs in dienst te hoeven houden.
6. Bouw van industriële machines:
   • Bij de bouw van industriële machines wordt rekening gehouden met de integratie van robots en automatiseringssystemen. De machineconstructie moet zijn afgestemd op samenwerking met robots, wat nauwkeurige planning en coördinatie tussen verschillende engineeringteams vereist.

Industriële automatisering en industriële robots vormen complexe, geïntegreerde systemen die samenwerking op meerdere niveaus vereisen, van ontwerp en programmering tot implementatie en onderhoud. Geharmoniseerde normen en machineveiligheid zijn cruciaal om te waarborgen dat deze systemen efficiënt en veilig werken.