Ophardt onderzoekt productieoptimalisatie van zeepdispensers dankzij automatisering

Specialist in hygiëneproducten Ophardt Belgien onderzocht of het een deel van zijn productie van zeepdispensers kon optimaliseren en zo de taken van de operatoren verlichten. Dit via de introductie van een cobot en visiesysteem.

Het project HORSE (Smart integrated Robotics system for SMEs controlled by Internet of Things based on dynamic manufacturing processes) wil vooruitgang brengen in de productie-industrie door een nieuw flexibel model van een slimme fabriek voor te stellen waarin de samenwerking van mensen, robots, AGV's en machines is opgenomen om industriële taken op een efficiënte manier uit te voeren. Binnen dit project dienen verschillende demonstratoren te worden gebouwd in samenwerking met kmo's. Sirris werkte mee aan zo'n demonstrator onder de naam RANCH (Robotics And Neural networks Combined in HORSE), een collectief project samen met imec, UGent en Ophardt Belgien, een onderdeel van het internationale Ophardt Hygiene, gevestigd in Maaseik.

Productie van zeepdispensers

Ophardt Hygiene is wereldwijd specialist in kwalitatieve oplossingen voor handhygiëne. Dit maakbedrijf wilde onderzoeken of het een deel van zijn productie van zeepdispensers voor industrieel en medisch gebruik kon optimaliseren door de taken van de operatoren te verlichten via de introductie van een cobot. Tegelijk wilde het de kwaliteitscontrole verbeteren via een visiesysteem.

Het belangrijkste deel van de zeepdispensers is de houder. Deze wordt vervaardigd uit een aluminium profiel dat is verzaagd, gefreesd en geplooid, waarna de afwerking bestaat uit anodisatie. Hiervoor worden de houders aan een rek gehangen en ondergedompeld in een anodisatiebad. Na deze behandeling worden ze van het rek gehaald en ondergaan ze een kwaliteitscontrole alvorens ze verpakt worden. Twee operatoren staan aan het einde van de anodisatielijn: de ene haalt de houders van het rek, de andere inspecteert ze op productiefouten en plaatst ze in een doos. Deze taken zijn repetitief, ergonomisch belastend en vereisen een constante concentratie, wat mentaal stresserend is. Ook hangt de kwaliteit van de inspectie af van de operator die ze uitvoert.

Demonstrator

De projectpartners ontwikkelden in de labo's van Sirris en imec een opstelling met een cobot die de houders van het rek kan halen. De cobot is hiervoor uitgerust met nabijheidssensoren om de houders te lokaliseren. Een bijkomende uitdaging is dat de houders door anodisatie soms vastzitten aan het rek en de cobot dus moet kunnen aanvoelen hoeveel kracht nodig is om ze los te maken.

Nadat hij ze van het rek heeft gehaald, zet de cobot de houders op transportband die ze naar het punt van kwaliteitscontrole brengt, waar een tweede cobot ze opneemt en voor een visiesysteem (ontwikkeld door UGent) houdt die foto's neemt van elke zijde. De foto's worden automatisch geanalyseerd. Een operator onderzoekt de houders voor een laatste inspectie en kan hierbij ook de foto's en analyse ervan op zijn scherm zien.

Beloftevolle testresultaten

Het systeem om de houders uit het rek te halen was voor 100 procent succesvol, de automatische kwaliteitscontrole haalde een precisie van 97 procent op een aparte testbatch. De ergonomische belasting van de operator werd verbeterd door een cobot toe te voegen om de houders uit het rek te houden. Daarnaast werd de consistentie van de kwaliteitsinspecties verhoogd door het visiesysteem toe te voegen ter ondersteuning van de operatoren.

Voor een kostenefficiënte implementatie in de productie van Ophardt moet het proces geoptimaliseerd worden om betere cyclustijden te halen. Voor een betere geautomatiseerde kwaliteitscontrole is er nood aan een grotere datasetverzameling, zodat het systeem getraind wordt om alle soorten fouten te herkennen. Ook de kwaliteit van de foto's is hierbij van groot belang.