Amerikaans ROS I met
MT Connect
aanzet agile productiecel

Slimme productiecel op basis van open source software

Gaat de maakindustrie dezelfde kant op als de IT-wereld? Gaat open source software een rol spelen? Kun je straks zomaar software downloaden om een intelligente productiecel aan te sturen? Ja, denkt men bij AMT en een aantal Amerikaanse onderzoeksinstituten. Robots worden dan een commodity; de know how zit in de applicatie.

Wat is ROS I?

ROS I is een zeer minimalistisch framework voor het aansturen van een robot die verschillende taken uitvoert. Een team onderzoekers aan het South-West Research Institute ontwikkelt het, ondersteund vanuit het ROS-Industrial Consortium - Americas. Een van de initiatiefnemers is Yaskawa Motoman Robotics geweest. Door voor open source te kiezen, denkt men de ontwikkeling van geavanceerde productietechnologie te versnellen, doordat andere partijen en bedrijven mee ontwikkelen. Daarmee speelt men in op de behoefte van de industrie.

Naast spraakherkenning voor CNC-machines had AMT (Association For Manufacturing Technology) in het Emerging Technology Centre op de IMTS nog een tweede use case die misschien nog wel veel meer betekenis in de maakindustrie gaat krijgen. Een robot, aangestuurd door het open source Robot Operating System ROS Industrial, die dankzij MTConnect tal van interacties tussen de subsystemen van een productiecel mogelijk maakt. Zonder PLC, dus zonder extra programmering. En zeer dynamisch doordat gedurende de productie op basis van nieuwe informatie beslissingen bijgesteld worden. De robot die bijvoorbeeld op basis van de meetgegevens van een CMM de freesmachine opdracht geeft een gereedschap niet meer te gebruiken omdat de meetgegevens duiden op gereedschapbreuk. Gaan machines over een tijdje on the fly met elkaar communiceren?

Cel handelt autonoom scenario’s af


De Amerikaanse maakindustrie haalt de achterstand op automatiseringsvlak die het op Europa heeft, snel in. De cel die in Chicago gedemonstreerd werd, is nog in een vroeg stadium in de ontwikkeling. De richting die men echter op wil, is duidelijk. De robot wordt voor veel meer taken ingezet dan alleen het be- en ontladen van de machine en eventueel een CMM. Door de koppeling tussen het industrieel robot framework ROS I en de besturing van de verschillende machines en meetsystemen, allen voorzien van MTConnect, kunnen meerdere scenario’s autonoom afgehandeld worden. Dankzij de software begrijpt de robot wat de andere componenten in de cel willen: bijvoorbeeld de machine die zegt ‘ik ben klaar ik wil een nieuwe opdracht’. Of de CMM die constateert dat een onderdeel niet aan de maat is en nagefreesd moet worden. De robot beslist en stuurt de andere onderdelen van de cel aan. Zelfs onderhoudstaken kunnen via MTConnect gecommuniceerd worden naar het ROS-Industrial systeem waarop daar de nodige handelingen uit kunnen volgen. Door meerdere CNC-machines en productiecellen met elkaar te koppelen, krijgt de robot steeds meer mogelijkheden om de productie te orkestreren en eventueel producten naar een andere machine te sturen als dat nodig is. Dit raamwerk kan in de toekomst nog veel verder worden uitgebreid, zeker als men Kunstmatige Intelligentie gaat toevoegen. Op dat moment ontstaat er een dynamische productiecel waarbij de lerende besturing steeds beter in staat is om de workflow te optimaliseren op basis van de huidige situatie.

Zelfs Microsoft stelt vandaag open source codes beschikbaar omdat dit zaken meer toegankelijk en veiliger maakt

Werkend concept op de IMTS


Op de beursvloer in Chicago werd een eerste concept getoond, bestaande uit een Hurco freesmachine, een CMM van Hexagon en een Universal Robotics robot voor de handling. Elke component was voorzien van MTConnect voor datacommunicatie met ROS I, AMT, de initiatiefnemer, wil de software juist volledig open source maken, om met name de drempel voor het midden- en kleinbedrijf laag te houden. Daarnaast kunnen machinebouwers en system integrators dan hun eigen API’s ontwikkelen voor de open source software. Deze oplossing moet de maakindustrie in staat stellen om sneller en met minder mankracht te reageren op snel veranderende orderstromen. Op de beurs heeft AMT de nodige vragen gekregen over onder andere de koppeling naar ERP-systemen, om op dat niveau productieplanning te integreren. Sommigen gingen al zover om de robot te vervangen door mobiele robots, zodat de hele fabriek een groot connected productienetwerk wordt. Dat zal nog wel een poosje vergen, aldus een van de software ontwikkelaars van ROS. De potentie is er.

Bedreiging voor robotfabrikanten?


Een interessante opmerking van een van de ROS softwareontwikkelaars is de reactie die hij van een robot OEM’er kreeg. Matthew Powelson van Southwest Research Institute, het betrokken researchinstituut: “Een vertegenwoordiger van een robot OEM zei dat dit soort open code de machines tot een commodity maakt. En dat is hun grootste angst.” Of je die ontwikkeling kunt tegenhouden? Bij AMT denkt men dat de maakindustrie dezelfde transformatie gaat doormaken als de IT-wereld tien jaar geleden heeft gedaan. Zelfs Microsoft stelt vandaag open source codes beschikbaar omdat dit zaken meer toegankelijk en veiliger maakt.