Dat EPSON printers, uurwerken en beamers maakt wisten we al. Dat ook op de meeste SCARA robots een hun logo prijkt, heeft u eerder dit jaar in Vision & Robotics kunnen lezen. Toch is er reden om HUPICO, de EPSON distributeur, nog eens aan de tand te voelen. Hun assemblagerobots met relatief kleine payloads van 1 tot 20 kg zijn namelijk wel heel nauwkeurig. Zou een precieze SCARA-erfenis daar misschien iets mee te maken hebben?
Volgens Pierre Huyghebaert, zaakvoerder van Hupico profiteren de EPSON 6-assers inderdaad van slimme SCARA technologie. “Omdat in assemblage de vraag naar nog meer nauwkeurigheid almaar toeneemt, heeft EPSON enorm geïnvesteerd in het uitwerken van krachtige, compacte robotsturingen, zodat de uiterst nauwkeurige servomotoren volledig onder controle blijven. Uit diverse vergelijkende tests is gebleken dat EPSON als één van de weinige de aansturing van deze motoren uiterst snel en trillingvrij kan doen. Dit is mede te danken aan het gebruik van de eigen gepatenteerde QMEMS- technologie, waarbij we Quartz aan een halfgeleidermateriaal wordt toegevoegd. Het resultaat is een super nauwkeurig en stabiel ‘Micro Electro Mechanical System.”
Nauwkeurigheid versus herhaalnauwkeurigheid
Voordat we verder gaan moet Huyghebaert eerst iets van het hart, willen we ons nauwkeurigheidsgesprek met precisie voeren. “Veel robotintegratoren vergrijpen zich aan de term ‘herhaalnauwkeurigheid’. Herhaalnauwkeurigheid of repeatability is niet hetzelfde als absolute nauwkeurigheid. De hoge herhaalnauwkeurigheid van +/-0.005 mm voor de SCARA G1 tot +/- 0.025mm voor de 1000mm lange G20 welke EPSON haalt, is enkel geldig voor een perfecte herhaling van de opdracht. Dus enkel voor een geteached punt, of steeds op dezelfde wijze berekend punt. Kleine verschillen door afrondingen in berekeningen, temperatuurverschillen, een vast aantal pulsen bij elke motor, maken dat men moeilijk een hoge absolute nauwkeurigheid kan bereiken zonder het gebruik van een extra zintuig. En voor deze zintuigelijke waarneming voor absolute positiebepaling zijn diverse technologieën beschikbaar.”
Geïntegreerde vision
In een ongestructureerde omgeving is vision het zintuig bij uitstek om de plaats van de robot in de wereld te bepalen. Maar ook in meer gestructureerde omgevingen komt vision steeds meer voor. Huyghebaert: “Het aantal applicaties waar robots samen met vision worden gebruikt, neemt explosief toe. De jaren dat de ‘domme’ robots, dag in dag uit, steeds dezelfde bewegingen uitvoerden zijn voorbij. Op de markt vindt men veel goede leveranciers van camera’s met de nodige visie software en extra hardware zoals lenzen en belichtingen. Ook EPSON kon niet uitblijven met een eigen geïntegreerd visionsysteem. Hoewel deze inmiddels al 10 jaar leverbaar zijn, is er de laatste jaren hard gewerkt om naast de hiervoor genoemde positiebepaling kwaliteitscontrole en kleurherkenning te kunnen gebruiken. Afhankelijk van de moeilijkheidsgraad zijn er verschillende visioncontrollers die de nodige rekenkracht leveren zodat dit de eigenlijke robotsturing niet overbelast. Deze worden via Ethernet met de robotcontroller verbonden, en hierdoor kan men deze volledig bedienen vanuit de RC+ software van EPSON. Wat ons betreft hoeft vision niet duur te zijn. Daarom heeft EPSON een CV1 met eenvoudige USB VGA Monochrome camera wat voor heel wat toepassingen voldoende is, tot de high-end versie met de CV2-H controller (Intel Core 17 3770 processor) welke tot 4 Gigabit camera’s met resoluties tot 2560 x 1920 pixels al dan niet in kleur kan verwerken.”
Krachtsensoren
Een tweede zintuig dat de robot nog nauwkeuriger kan maken is de krachtsensor. Hoewel er heel wat leveranciers van dergelijke sensoren zijn, welke prima met EPSON robots en hun Force Guide software samenwerken, heeft EPSON onlangs ook een eigen sensor ontwikkeld. Volgens Huyghebaert omdat er toch nog extra stappen gezet konden worden. “Een nieuwe high-precision krachtsensor die als S250-serie op de markt komt heeft EPSON eigenlijk ontwikkeld voor een nieuwe intelligente Dual Arm robot welke EPSON op dit ogenblik in de eigen productieomgeving uittest. Intern wordt gebruik gemaakt van de door EPSON ontwikkelde Piëzo-elektrische kwartssensortechnologie, waardoor ze minieme krachten (zelfs tot 0.1N) in zes verschillende richtingen nauwkeurige en consistent kunnen detecteren. Een extra controller welke verbonden is met de RC700-A robot controller gaat via een closed loop de robot aansturen. Hierdoor kan men dus bijvoorbeeld via vision de robot naar een bij benadering correcte positie sturen, om vervolgens via de Force Guide de robot met gevoel naar de gewenste positie te brengen.” Als mogelijke applicaties noemt Huyghebaert compensaties van toleranties of verschuivingen, montage opdrachten met heel nauwe toleranties, vereenvoudigde teaching van montage toepassingen, kracht gestuurde robotbewegingen zoals het aanhouden van een vooraf bepaalde kracht bij bijvoorbeeld slijp- of polijsttoepassingen of (zoals in het voorbeeld op de foto) het plaatsen van condensatoren.
“De Force Sensor geeft continu de nodige informatie door naar de robot zodat die zichzelf bijstuurt totdat de X,Y, Z, en diverse momenten binnen de gewenste toleranties vallen. Alle opdrachtcommando’s worden meegeleverd in de RC7.0 software, zodat het systeem eenvoudig te implementeren is. Mits de gebruikte sensor een resolutie van 0,1 N heeft en in elke as een moment kleiner dan 0,003 Nm gemeten kan worden, is een positienauwkeurigheid van 0,01 mm geen enkel probleem”, aldus Huyghebaert.
Hoewel de meest interessante applicaties voor deze sensor voor een 6-assige robot zullen zijn, zijn er ook gevallen denkbaar waar dit in combinatie met SCARA heel handig is. EPSON heeft daarom diverse montageplaten, voor zowel de 6-assige C4, C8 en nieuwe N-serie, als voor de SCARA G-serie en de Spider RS-serie in de aanbieding.
