In dit project wordt het automatisatielabo van AP Hogeschool uitgebreid met machine-controllers en een cobot, gefinancierd door VLAIO, het Vlaams Agentschap voor Innoveren en Ondernemen. De aankopen kaderen in de uitbouw van het “labo mechatronica” wat naast het bestaande “labo automatisatie” de labo’s zijn op vlak van bedrijfsautomatisatie in de campus Ellermanstraat van de AP Hogeschool. Deze uitbouw is noodzakelijk om in te spelen op de ontwikkelingen rond digitalisering in het werkveld (Industrie 4.0, IoT, machineveiligheid en robotica).
In het “labo mechatronica” is reeds een mini-industriële productielijn aanwezig in de vorm van een SMC FMS-200-machine waarbij verschillende machine-controllers (ook wel Programmable Logic Controller of PLC genoemd) geïntegreerd zijn. Een machine-controller kan men beschouwen als het brein van een machine welke bestaat uit hardware (zoals een CPU) met bijhorende software. Het verwerkt de signalen van elektrische zintuigen (ook wel sensoren genoemd) om regelbare vermogens te kunnen regelen (ook wel actuatoren genoemd). Hierdoor is het mogelijk om maakonderdelen te produceren op de productielijn.
Het labo automatisatie is een labo waar studenten opgeleid worden in de basisbeginselen van fabrieksautomatisatie en bestaat uit meerdere basis-machine-controllers elk gemonteerd op een didactisch paneel met geïntegreerde elektrische toestellen, zodat studenten opgeleid worden in het elektro-software gedeelte van bv. een productielijn.
Door de aanwezigheid van de verschillende machine-controllers, de uitgebreide werkervaring van de lectoren en de gekoppelde onderzoeksprojecten maakt de AP Hogeschool het mogelijk om elke student kwalitatief op te leiden in bedrijfsautomatisatie.De aanwezige machine-controllers, zowel op didactische panelen als geïntegreerd in de mini-industriële productielijn, zijn echter beperkt in hun toepassingsmogelijkheden, op vlak van:
- het uitvoeren van machine veiligheidsfuncties is niet mogelijk
- het publiceren van big data is niet mogelijk
Verder is de aanwezige mini-industriële productielijn niet volledig: Er is een lege locatie, ook wel werkstation genoemd, waar normaal gezien een robot productiehandelingen uitvoert (bv. aandrukken kogellager en bouten aanschroeven).
In het kader van lopend PWO-onderzoek wenst de AP Hogeschool de infrastructuur uit te breiden met:
Machine controllers
Aankoop van 17 Siemens S7-1500F machine-controllers elk gemonteerd op een didactisch paneel, welke voorzien worden van de nodige extra toestellen voor een correcte werking, voor de verdere uitbouw van het labo mechatronica. Dit maakt het mogelijk om:
- machinesoftware van technische installaties te verwerken en uit te voeren
- grote hoeveelheden data (ook wel big data genoemd) te communiceren naar niet-machine-controllertoestellen (bv. PC-applicaties zoals magazijnbeheersystemen, productie uitvoeringssystemen, etc.)
- machine-veiligheidsfuncties via software en hardware uit te voeren
- een machine-swarm te vormen (= een groep van machine-controllers die als groep beslissingen nemen en bijhorende acties uitvoeren) in het kader van het onderzoeksproject PWO-project “20-22 RoboSwarm: Introducing swarm technology in Smart Factories
De meerwaarde wordt gecreëerd door
- de uitgebreide technische mogelijkheden van de S7-1500F machine-controllers op vlak van big data en machineveiligheid waardoor deze breed inzetbaar zijn in zowel reële als in virtuele productiemachines en dit gecombineerd in één toestel (het aankopen van additionele software en bijhorende PC’s wordt hierdoor sterk gereduceerd)
- hun opbouw op een didactisch paneel waardoor ze als-het-ware mobiel worden. Ze kunnen m.a.w. verplaatst worden naar andere locaties waar ze ingezet kunnen worden in de mini-industriële productielijn, als standalone toestel of geïntegreerd in een andere machine
COBOT
Een COBOT die mobiel en veilig inzetbaar is in verschillende (onderzoeks-)projecten. Deze COBOT wordt gemonteerd op een mobiel platform zodat deze inzetbaar is op verschillende locaties. Een collaboratieve robot of cobot is een soort robot die kan voelen wat er rondom gebeurt en zal trager bewegen of volledig stoppen wanneer nodig. Met geïntegreerde sensoren voelt een COBOT wanneer zijn beweging wordt gehinderd. Je kan als het ware “op de arm tikken”, net als bij een persoon, om hem te laten stoppen.
De voordelen van een COBOT in een productieomgeving zijn niet gering. De risico-reductie-maatregelen worden, in vergelijking met een industriële robot, herleid tot het minimale (https://www.universal-robots.com/products/ur3-robot/). Door het integreren van een COBOT in de mini-industriële productielijn bekomt men een meerwaarde doordat
- de productielijn het te produceren product volledig kan afwerken
- praktische opleiding op vlak van COBOTs mogelijk wordt
- de COBOT geïnstalleerd wordt op een mobiel platform waardoor deze in te zetten is op andere locaties of in andere machines