Onze visie: Trends in automatisering van materiaaltests
Er wordt voor materiaaltests steeds vaker gebruik gemaakt van automatisering, vooral aangezien zelfs de kleinste verstoringen een invloed kunnen hebben op de meetwaarden. Tijdverslindende en monotone taken worden vaak uitgevoerd door robots. ZwickRoell levert een brede waaier mogelijkheden voor automatisering in materiaaltests. De testsystemen variëren van efficiënte oplossingen voor het automatiseren van kleine reeksen tests met helpende robots in het lab tot volledig geautomatiseerde testlaboratoria die de klok rond werken.
Klassieke gerobotiseerde testsystemen zoals die gebaseerd op industriële robots, worden al jaren succesvol gebruikt. Omwille van hun hoge belastingscapaciteit kunnen ze zelfs zware samples verplaatsen. Het brede gamma samplemagazijnen maakt hen ideaal voor grote reeksen tests. Honderden en zelfs duizenden samples worden magazijn per magazijn autonoom verwerkt. Voorbeelden hiervan zijn de verschillende geautomatiseerde testsystemen van ZwickRoell. Ze vormen in combinatie met de passende testmachine niet alleen de ideale oplossing voor genormeerde trektests op metaal of kunststof onder normale omstandigheden. Ook buigtests, tests met temperatuursturing, kerfslagtests, doorsteektests en kogeldrukhardheidsmetingen kunnen geautomatiseerd worden.
Autonoom testlab AGV transport Automatisering van kleine reeksen Flexibele testrobot Contacteer ons
Trend 1: het autonome testlab
De werkelijke test wordt niet alleen uitgevoerd zonder interventie van een werknemer, maar ZwickRoell bouwt ook autonome testlaboratoria met AGV’s (Automated Guided Vehicles) en andere handlingsystemen die gecoördineerd worden door de ZwickRoell autoEdition3 automatiseringssoftware, net zoals de robots voor het testproces. Indien nodig werken ze 24 uur per dag en voeren ze autonoom materiaaltests uit, van het op een transportband plaatsen van samples tot het verwijderen van kapotte samples.
Arbeiders hoeven enkel nog de samples te produceren en voor te bereiden. Een volautomatisch testlab is bijzonder nuttig voor kwaliteitscontrole in continue productie-omgevingen met hoge aantallen samples. Na de samplename van materialen uit het productieproces, worden ze verwerkt tot de vereiste vorm en afmetingen. Elk sample krijgt een barcode of 2D code zodat het automatisch en duidelijk geïdentificeerd kan worden in het systeem.
Vervolgens worden de samples overgebracht naar het gerobotiseerde testlab: de samples worden op een transportband geplaatst en zonder risico binnen het bereik van de robot gebracht, ze worden herkend aan de hand van hun code, toegewezen aan de juiste testprocedure en testmachine, en gesorteerd op een drager.
Trend 2: Transport zonder chauffeur met AGV’s
Het transport gebeurt met AGV’s, die de houders naar de juiste testmachine brengen. Met een geïntegreerd navigatiesysteem op basis van lasers creëren ze een kaart van hun omgeving en bepalen ze onafhankelijk de ideale route naar hun bestemming. Door hun autonome navigatie zijn ze superieur aan klassieke oplossingen die bijvoorbeeld een reflecterende lijn of een draad volgen die ingebed zit in hun pad. Hun enige mogelijkheid om te reageren op obstakels is stoppen en wachten tot hun pad vrij is, of communiceren met een operator. Als het pad niet vrijgemaakt wordt dan gebeurt de levering niet, in het slechtste geval zo lang tot er geen materiaal meer beschikbaar is op de bestemming en een werknemer het moet gaan zoeken. De ZwickRoell oplossing kan navigeren rond obstakels zodat de transportketting niet onderbroken wordt.
Eens aangekomen bij de testmachine, laadt de AGV de houder met nieuwe samples in het magazijn van het testsysteem. Een ZwickRoell geautomatiseerd testsysteem, bijvoorbeeld de roboTest L, begint de geleverde samples te verwerken. Het uitrusten van de testmachine, het testproces, de overdracht van data naar het softwaresysteem van de klant en het verwijderen van het kapotte sample verloopt volledig automatisch. De identificatienummers van de samples worden gelezen door de camera’s zodat de testgegevens correct gelinkt worden aan het juiste sample.
Een AGV neemt de lege houders mee en transporteert ze terug naar de samplevoorbereiding. Daar worden ze opnieuw gevuld en herbegint de cyclus.
Trend 3: automatisering van kleine testreeksen
Het succesvol op grote schaal geïmplementeerde werk bespaart veel tijd, maar was tot nu toe niet economisch op kleine schaal. De installatie van een stationair robotisch testsysteem is duur en vereist tijd en specialisten die ze kunnen programmeren. Daarnaast zijn, afhankelijk van het systeem, een breed scala veiligheidsmaatregelen nodig om verwondingen en ongevallen te vermijden. De krachtige industriële robots zijn niet bedoeld voor rechtstreekse samenwerking met mensen. Ze kunnen niet reageren op hun omgeving zoals met een noodstop als een persoon zich in hun werkgebied bevindt. Meestal is een veiligheidsscherm nodig dat direct contact tussen mens en robot onmogelijk maakt. Om deze redenen werden kleine reeksen tests tot nu toe uitgevoerd door mensen. Zelfs als een taak extreem monotoon is, was het veel sneller een mens 20 trektests of 50 Charpy impacttests te laten uitvoeren dan een groot geautomatiseerd testsysteem te installeren.
Met de roboTest N kan ZwickRoell nu reeksen met een kleiner aantal samples en een lager samplegewicht automatiseren. Het systeem is gebaseerd op een slimme robot en volledig geïntegreerd in de ZwickRoell autoEdition3 automatiseringssoftware en testXpert III testsoftware. Daarom is het niet nodig een bedienterminal of speciale programmeer- en bedienkennis te hebben. De roboTest N wordt in de letterlijke betekenis van het woord “bij de hand” genomen en krijgt de nodige referentiepunten aangeleerd. De parameters worden ingesteld in een gekende software-omgeving.
Het instellen van de slimme robot is niet enkel makkelijk en ongecompliceerd, zijn werktempo en kracht zijn ook vergelijkbaar met die van een mens. Sensoren detecteren externe invloeden en stoppen het systeem onmiddellijk als er iets fout gaat. Daarom mag de roboTest N, onder voorbehoud van goedkeuring door het veiligheidspersoneel van het laboratorium, naast mensen werken zonder bijkomende veiligheidsmaatregelen. Afgesloten werkruimten zijn dus niet nodig.
Trend 4: flexibele testrobot
De lichtgewicht robot is vastgemaakt aan een verplaatsbare tafel. Dankzij deze mobiele sokkel zijn de toepassingsmogelijkheden zeer breed. De slimme robot kan bij de geschikte testmachine geplaatst en verbonden worden met het systeem. Zo is het niet enkel mogelijk wisselende kleine reeksen tests uit te voeren, maar ook automatisch verschillende tests af te werken.
Trektests, druktests, driepunts buigtests, Charpy impacttests en hardheidsmetingen kunnen autonoom verwerkt worden. De verplaatsbare sokkel biedt plaats aan op maat gemaakte magazijnen, bijvoorbeeld 3D-geprint, waaruit de roboTest N automatisch nieuwe samples neemt. Aan het einde van de werkdag verlengt de robot die werkdag met de inhoud van een magazijn. De resultaten zijn beschikbaar bij aanvang van de volgende.
De automatisering van monotone standaardtests maakt dat gekwalificeerde werknemers zich meer kunnen focussen op complexe testtoepassingen die hun aandacht vereisen. Ook de onafhankelijkheid van de bediener door gebruik van een robot is een voordeel. De uniforme bewegingen om de testmachine te voeden en de consistente positionering van het sample elimineren gebruikersfouten of onnauwkeurigheden, en verhogen de betrouwbaarheid van de testresultaten.
Conclusie
Geautomatiseerde testsystemen bieden een aantal voordelen bij het testen van reeksen, zowel op vlak van tijdsbesparing als van de informatieve waarde van de testresultaten. Met verschillende roboTest testsystemen dekt ZwickRoell het volledige gamma voor automatisering van tests, van ondersteuning op korte termijn voor continu veranderlijke kleine reeksen in het lab tot volautomatische testlaboratoria zonder menselijke interactie.
