Cobots: de voordelen en nadelen

De inzet van cobots bij verspaning in de metaalindustrie lijkt een sterk opkomende trend. Cobots kunnen namelijk worden bestempeld als een laagdrempelige automatiseringsoplossing. In sommige situaties zijn cobots daarom uitermate geschikt. Echter wordt er ook vaak voor een cobot gekozen terwijl een beladingsrobot, ook wel industriële robot, een veel betere automatiseringsoplossing zou zijn. In dit artikel behandelen we daarom de voordelen en nadelen van cobots voor metaalverspaners.

Wat is een cobot?
Een cobot, ook wel co-robot of collaborative robot, is een robot die ontworpen is om samen te werken met mensen. Het verschil met beladingsrobots is dat beladingsrobots doorgaans ontworpen zijn om geautomatiseerd zelfstandig te werken. Het doel van een cobot is het bieden van ondersteuning bij het werk van machineoperators. Dit kan bijvoorbeeld het doorgeven of het vastklemmen van een product zijn. Menselijke handeling blijft een wezenlijk onderdeel van dit proces, in tegenstelling tot het proces dat beladingsrobots doorlopen. Oorspronkelijk zijn cobots namelijk bedoeld voor directe fysieke interactie tussen mens en machine.

Cobots versus beladingsrobots

-Flexibiliteit
Er is een aantal fundamentele verschillen tussen cobots en beladingsrobots. Het grootste verschil zit in de bedieningssoftware. Een beladingsrobot is een universeel systeem. De software is dan ook toegespitst op het automatiseren van elk verspanend proces. Over het algemeen bestaat het idee dat cobots eenvoudiger zijn in hun bediening. De bediening van cobots heeft echter een groot nadeel. Het systeem is niet of nauwelijks zelflerend. Dit betekent dat veel herhaalde opdrachten die de cobot uit moet voeren telkens opnieuw ingevoerd moeten worden. Het systeem is simpel, maar niet slim. Beladingsrobots zijn daarentegen universeel, voorzien van alle benodigde functionaliteiten en worden gekenmerkt door hun flexibiliteit én bedieningsvriendelijke software. Daarnaast beschikken beladingsrobots over een eenvoudige inlayconfiguratie en een grippersysteem waarbij de robotgrippers afgestemd kunnen worden op het te verspanen product.

-Opslag en product handling
Een ander verschil is de opslagcapaciteit. Beladingsrobots hebben afdoende slimme en ruime opslag, terwijl dit bij cobots veelal tot één tafel of één laag beperkt blijft. Het grootste verschil op het gebied van product handling is de snelheid. Beladingsrobots werken veel sneller. Dit heeft te maken met de veiligheid. Een cobot moet namelijk trager werken om gevaarlijke situaties te voorkomen voor de mensen die met de cobot aan het werk zijn. Een beladingsrobot, zoals Xcelerate, werkt met een veiligheidszone om een veilige afstand tussen mens en machine te waarborgen. Daardoor kan de robot met een hoger tempo werken. Een ander probleem waar metaalverspaners tegenaan kunnen lopen bij het gebruik van cobots, is het beperkte handelingsgewicht. Standaard cobots die op dit moment op de markt verkrijgbaar zijn, hebben een handelingsgewicht tot maximaal vijftien kilo. Dit beperkt het productenpakket dat met een cobot bewerkt kan worden. Alleen de cobot van Fanuc is hier een uitzondering op.

-Efficiëntie en continuïteit
Beladingsrobots zijn uit te rusten met een dubbelgripper, Fixture Exchange en een centreer- en omkeerstation, wat zorgt voor een efficiënt proces. Verder vormt een beladingsrobot één geheel met een net kabelpakket dat in de robot verwerkt zit. Bij cobots lopen de kabels buitenom. Beladingsrobots zijn uit hoogwaardige componenten opgebouwd en daarmee beter geschikt voor 24-uurs productie. Een beladingsrobot is bovendien beter bestand tegen vuil. Dit betekent dat een beladingsrobot ook in vuile omgevingen langdurig kan functioneren.

-Volledigheid en functionaliteit
Een cel is meer dan een cobot of een robot alleen. Een cobot is op zichzelf een losstaande machine en nog geen compleet systeem. Dat wil zeggen dat onderdelen zoals een beladingunit, grippers, et cetera hier niet standaard bij horen. Om van de cobot een volledig functionerend systeem te maken, is het dus noodzakelijk om extra onderdelen toe te voegen. Bij beladingsrobots kan je daarentegen wél spreken van een volledig functionerende cel. Het is een kwestie van ‘plug-and-play’.

-Prijs
De aanschafprijs van een cobot ligt lager dan de aanschafprijs van een beladingssysteem. Het verschil in de totaalprijs is daarentegen minder groot. Er zijn namelijk extra componenten nodig om van een cobot een compleet systeem te maken. Bovendien ligt het machinerendement van een beladingsrobot veel hoger. Dat heeft te maken met de volledigheid aan functionaliteiten waardoor de onbemand (door) geproduceerd kan worden.

Wanneer loont de inzet van cobots de moeite?
Het aantrekkelijke van een cobot is de lage instapdrempel. Het is een beperkte investering. Een cobot is ideaal om ervaring op te doen met robots. Programmeerervaring is geen vereiste. Dit maakt een cobot uitermate geschikt voor bedrijven met weinig technische kennis in huis. Buiten de automatisering van verspanende processen kunnen cobots bovendien rendabeler zijn. In de montage- en verpakkingsindustrie werkt men bijvoorbeeld veel met producten die lichter zijn dan tien kilo. Een cobot volstaat in die situatie. Ook in een schone werkomgeving, waarin de handelingen die uitgevoerd moeten worden slechts bestaan uit pakken en plaatsen, kunt u prima met een cobot uit de voeten. Daarnaast wordt een cobot vaak aangeschaft als automatiseringsoplossing voor goedkope of bestaande machines, bij grote series of als de cobot in beperkte mate ingezet hoeft te worden. Echter blijft het gebrek aan flexibiliteit in dat geval een probleem.

Conclusie
Samengevat spelen de volgende factoren een belangrijke rol in de vergelijking tussen cobots en beladingsrobots:

-Robuustheid: de beladingsrobot heeft een langere levensduur dan een cobot
-Snelheid: tot op heden mag een cobot niet sneller dan 250 mm per seconde, terwijl de maximumsnelheid voor een beladingsrobot een viervoud van daarvan is
-Veiligheid: bij het werken met scherpe producten kunnen er gevaarlijke situaties ontstaan indien men met een cobot werkt; een beladingsrobot werkt standaard met een veiligheidszone
-Flexibiliteit en opslagcapaciteit: een beladingsrobot is een universeel en volledig systeem; een cobot is een complete robot maar is niet uit te breiden en heeft een beperkte opslagcapaciteit
-Prijs-functionaliteitverhouding: een beperkt verschil in prijs, maar een groot verschil in functionaliteiten
-Gewicht: een standaard cobot mag niet meer dan vijftien kilo tillen, terwijl dit voor beladingsrobots meerdere honderden kilo’s kan zijn
-Efficiëntie: een gripperwissel en Fixture Exchange zijn bij een cobot niet mogelijk, wat de flexibiliteit en de inzetbaarheid sterk beperkt

Kortom, een cobot is vooral geschikt als instapmodel in automatisering voor bedrijven die weinig ervaring hebben met techniek en robots en/of die niet zo veel te besteden hebben. In sommige gevallen kan men genoegen nemen met een lager machinerendement en het ontbreken van functionaliteiten die een beladingsrobot wel kan bieden. Dit hangt van de manier van bedrijfsvoering af. Binnen de verspanende industrie stapt men vroeger of later echter vaak over op een beladingsrobot.

Meer informatie: cellro.com