Automation of an adhesive application by using a robot
De industrie evolueert naar een industrie 4.0 met een nadruk op intelligente machines, waarbij artificial intelligence de efficiëntie van productielijnen wenst te verbeteren. Deze studie tracht met behulp van machinevisie, een deelgebied van artificial intelligence, de uniformiteit en de uithardingstoestand van een lijmverbinding te bepalen. De uithardingstoestand van de lijm kan hierbij afgeleid worden uit de kleur van de lijm, vermits deze wijzigt naarmate de lijm uithardt. Echter, om de resultaten van verschillende proefstukken objectief met elkaar te kunnen vergelijken, dient het lijmproces geautomatiseerd te verlopen. Hiervoor wordt gebruikt gemaakt van een lijmunit in combinatie met een robot, waarbij representatieve proefstukken bestaande uit een lijmverbinding tussen aluminium en plexiglazen platen geproduceerd worden.
Opzetten van de communicatie
De communicatie tussen de robot en de lijmunit dient opgezet te worden. Hierdoor worden zowel de noodstoppen van de beide machines gesynchroniseerd, waarnaast tevens de mogelijkheid aan de robot toegereikt wordt om een extrusieverzoek te sturen naar de lijmunit. Daarnaast is er in dit onderzoek gekozen om de plexiglazen platen met behulp van de robot naar de lijmdispenser te brengen, welke een bijkomend voordeel met zich meebrengt dat de verlijmde proefstukken tevens gestockeerd kunnen worden.
Voor het opnemen van de plexiglazen platen wordt gebruik gemaakt van een vacuümgrijper, aangezien deze de mogelijkheid bezit om de platen op één zijde vast te nemen, dit in tegenstelling tot conventionele grijpers waarbij gebruik gemaakt wordt van minstens twee zijden. Hierdoor blijft de keerzijde van de plexiglazen plaat volledig vrij, waardoor de flexibiliteit van de toepassing toeneemt.
Gebruik makend van deze componenten en connecties kon de praktische uitwerking voor het produceren van representatieve samples vervolledigd worden. Het was echter nog niet mogelijk om reeds proefstukken te produceren aangezien er slechts één persluchtaansluiting voorhanden was, terwijl zowel de lijmunit als de robot gelijktijdig van perslucht voorzien moet worden. Daarnaast werd tevens vastgesteld dat de mixeenheid bij de lijmdispenser tijdens het verstrekken van lijm grote afwijkingen ondervond. Dit kon echter vrij snel opgelost worden met een gefixeerde ring rond de mixeenheid, doch werd dit uitgesteld aangezien de productie nog niet kon aanvatten vanwege de enkele persluchtaansluiting.
Kwaliteitscontrole
Daarnaast dient een camera gemonteerd te worden die oordeelt over de kwaliteit van de verlijming van de proefstukken. Aangezien de resolutie van de camera te laag is om een kwaliteitscontrole uit te voeren indien deze gemonteerd is boven de robot zijn werkzone, is ervoor gekozen om de camera met behulp van een draaiende constructie te monteren in de robot zijn werkzone. Met deze opstelling is het bijgevolg mogelijk om de kwaliteit van de ene batch werkstukken te controleren terwijl de robot een andere batch produceert.
Voor het effectieve programmeerwerk werd uiteindelijk besloten om de Fanuc TeachPendant te gebruiken. Deze programmeeromgeving heeft echter als nadeel dat deze geen geïntegreerde mogelijkheid biedt om een Python script in te laden, waardoor een externe Raspberry Pi gebruikt wordt om visiemogelijkheden te verkrijgen.
De COVID-19 uitbraak zorgde er echter voor dat bepaalde componenten zoals de roterende constructie niet meer vervaardigd konden worden. Hierdoor werd besloten om de kwaliteitscontrole conceptueel verder uit te werken, hetgeen inhoudt dat de setup gemodelleerd wordt in een CAD omgeving en dat bepaalde connecties beschreven worden. Helaas was de mixeenheid nog niet gefixeerd op het moment dat de restrictie tot de KU Leuven campus te Brugge ingevoerd werd, waardoor er amper proefstukken beschikbaar waren voor de verdere implementatie van het visiealgoritme. Daarnaast bleek de kleurverandering doorheen de uithardingsperiode van de lijm amper kwantificeerbaar uit de analyse van de beschikbare proefstukken.
Conclusie
Er kan geconcludeerd worden dat deze opstelling alle capaciteiten bezit om representatieve proefstukken te produceren na de fixatie van de mixeenheid. De kwaliteitscontrole daarentegen kan bij deze lijm nog niet ingezet worden, aangezien de kleurverandering doorheen de uithardingsperiode van de lijm niet eenduidig vastgelegd kon worden.
