Vanderlande voedt pickcobot op in de praktijk

Vanderlande heeft een cobotapplicatie ontwikkeld en geïmplementeerd bij Würth in Finland. De Smart Item Robot kan veilig samenwerken met menselijke orderpickers en slim individuele items oppakken en verplaatsen. Het systeem hoeft niet alle producten afzonderlijk in te leren, maar bepaalt op basis van een camerabeeld hoe het moet handelen.

Alexander Pil
12 december 2018

Robotica is een van de speerpunten in Vanderlandes r&d-programma. In zijn Veghelse innovatiecentrum sleutelt de logistiektechnoloog aan robotoplossingen voor al zijn divisies. Robots zijn immers geschikt om zowel bagage te verwerken op een vliegveld als om orders te picken en pallets te beladen in een magazijn. De technieken die nodig zijn voor die applicaties zijn universeel. Voor een detectiecamera maakt het niet uit of hij koffers van elkaar moet onderscheiden of dat hij orde moet scheppen in een stroom e-commerceproducten.

De SIR-cobot van Vanderlande haalt in het distributiecentrum van Würth een snelheid van zeshonderd picks per uur.

Met steun van Smart Robotics uit Best – waarin het vorig jaar een minderheidsbelang verwierf – ontwikkelt Vanderlande cobotsystemen zoals de Smart Item Robot (SIR). ‘We zien heel veel toepassingen waar robots mensen kunnen vervangen’, zegt Stan Lamers, commercial solution manager warehousing and parcel bij Vanderlande. ‘Hoewel grijpers, camera’s en de motioncontrol steeds beter worden, is de technologie nog lang niet zo vergevorderd dat een robot helemaal zelfstandig orders kan picken. Dat komt onder meer door het segment waarin we opereren. In een magazijn komen duizenden verschillende producten voorbij. De variatie is enorm, bijvoorbeeld door wisselende verpakkingen, kortere productcyclussen of de vele seizoenen in de fashionindustrie.’ Een cobot is dan een interessant alternatief omdat een operator makkelijk en veilig kan bijspringen als het systeem er even niet uitkomt.

Vanderlande wil niet wachten tot alle technologie volledig is uitontwikkeld. ‘Er is nu al een goede businesscase omdat een cobot je veel werk uit handen kan nemen’, weet Lamers. ‘We willen dus snel beginnen zodat we onze ervaring en kennis kunnen laten groeien.’ Dat betekent dat het werkstation met de SIR-cobot Vanderlandes r&d-centrum moet verlaten. ‘In ons lab kunnen we de praktijk moeilijk benaderen’, aldus Lamers. ‘We hebben niet de capaciteit om duizenden picks te doen met honderden verschillende producten.’

Naar school

In Würth vond Vanderlande een partner die bereid was te investeren. In zijn distributiecentrum in Riihimäki, vlak boven Helsinki, had de groothandelaar in bevestigings- en montagematerialen al een aantal werkstations staan die zijn uitgerust met Vanderlandes flexibele opslag-, ophaal- en transportoplossing Adapto. Daarmee heeft Würth een groot deel van zijn orderfulfilmentproces geautomatiseerd, maar het wilde nog een stap verder. Het lag voor de hand om een werkstation te voorzien van een SIR-robot.

ABI Motion Control

‘De combinatie van SIR en Adapto is sterk’, stelt Peter van Mil, projectleider bij Vanderlande. ‘Adapto slaat bakken met producten op en biedt ze in de juiste volgorde aan bij het pickstation. Als je bijvoorbeeld een Playstation met een controller bestelt, zorgt Adapto ervoor dat eerst de Playstation komt en daarna de controller. De operator of de robot hoeft dus niet na te denken hoe hij de producten het beste kan inpakken.’

Twee Ensenso-camera’s van IDS boven het werkstation brengen de aanvoerbak en de orderbak in beeld.

Na een doorlooptijd van minder dan twee maanden is de SIR geïntegreerd in de dagelijkse gang van zaken bij Würth. Het systeem haalt een snelheid van zeshonderd picks per uur waarbij het ongeveer twee derde van de producten autonoom kan verwerken. ‘De ontwikkeling zit nog in haar beginfase’, benadrukt Terhi Vesala, logistiekmanager bij Würth. ‘Je moet het zo zien dat de SIR nu voor het eerst naar school gaat en zich moet ontwikkelen. We leren nu welk type producten de cobot kan verwerken, hoe hij het pickproces kan verbeteren en wat de meest efficiënte taakverdeling is tussen mens en cobot zodat iedereen optimaal van elkaars sterktes profiteert.’

Van Mil vult aan: ‘Würth zet de SIR zodanig in dat hij nog fouten mag maken. Op het werkstation ernaast staat een menselijke picker die kan assisteren als de cobot vastloopt. De cobot geeft dan een seintje waarna de operator de order kan afmaken. Dat is precies onze filosofie, waarin we toewerken naar een opstelling waar de mens de supervisor is van een reeks pickrobots.’

Veiligheid is vanzelfsprekend gegarandeerd. Vanderlande doet dat met een safetymat voor het werkstation. Zodra de operator daarop stapt, verlaagt de cobot zijn snelheid. ‘Dat is vooral voor het gevoel van de operator, want de cobot is van zichzelf al veilig’, aldus Van Mil. ‘Als hij onverhoopt toch tegen een mens botst, stopt hij onmiddellijk, zonder schadelijke impact.’

Zoektocht

Voor Vanderlande is het project bij Würth een groot leermoment. ‘We zien nu in de praktijk hoe onze technologie het doet en waar we kunnen verbeteren’, zegt Van Mil. ‘We praten met de operators zodat we de userinterface kunnen optimaliseren. Zo bouwen we momenteel aan een oplossing waarbij een operator op de hoogte wordt gesteld dat er een product aankomt waarvan we uit het verleden weten dat de cobot daar vaak moeite mee heeft.’ De mens is niet alleen handiger, maar ook nog altijd slimmer dan een robot. ‘De SIR kan een foto van de bak sturen en de operator om advies vragen waar hij moet pakken. Zo proberen we de downtime van de cobot zo laag mogelijk te houden.’

Vanderlande werkt aan een eigen zuignapoplossing om het percentage pickbare producten te optimaliseren.

Het meest leren de Veghelse engineers van de grote range producten die bij Würth voorbijkomt. ‘En vooral van de producten die we niet kunnen pakken’, lacht Van Mil. Het vinden van de juiste grijper is een flinke zoektocht geweest. Vanderlande heeft verschillende opties met vingers uitgeprobeerd, maar heeft uiteindelijk toch gekozen voor vacuümtechnologie. ‘Daarmee kunnen we de meeste producten oppakken en is de kans op beschadiging heel klein’, heeft Van Mil ervaren. ‘We hebben een aantal off-the-shelf zuigers getest, maar gebruiken nu een eigen variant omdat we daarmee net weer meer kunnen pakken. Er zit een update aan te komen waarmee we het percentage pickbare producten flink omhoog zullen brengen. Hoeveel precies zal in de praktijk moeten blijken. We mikken overigens niet op honderd procent. Dat is ontzettend complex. Maar ver in de negentig procent moeten we uiteindelijk kunnen halen.’

Sokken

De tweede technische uitdaging is de vision. Voor een mens is het een makkelijk klusje om producten te identificeren en te bepalen waar hij ze kan oppakken. ‘Dat kun je bijna met je ogen dicht’, zegt Van Mil. ‘Voor een robot ligt dat heel anders. Om sokken zit bijvoorbeeld een kartonnen label. De robot moet weten dat hij ze daaraan moet optillen.’

Boven het werkstation hangen twee Ensenso-3d-camera’s van IDS. De eerste maakt een foto van de aanvoerbak en bepaalt wat het meest ideale product is om te pakken. Bij een succesvolle pick beweegt de arm naar de orderbak. Halverwege vliegt hij over een scanner die de grootte van het product registreert. In combinatie met het beeld dat de tweede camera maakt van de orderbak bepaalt het systeem waar het product moet komen te liggen.

Lamers: ‘Voor de klant is het belangrijk dat er nauwkeurig en netjes wordt gestapeld zodat hij geen lucht vervoert. Ons systeem kijkt in de doos wat de meest ideale plek is voor het volgende product. Omdat we het met een vacuümgripper alleen aan de bovenkant vasthouden, kunnen we het product makkelijk in een hoek wegleggen.’

Brexit

Naast de implementatie bij Würth in Finland werkt Vanderlande dichter bij huis aan een tweede project met cobotpickers. In de straat tegenover Vanderlande in Veghel staat het distributiecentrum van Udea, dat de belevering van de Ekoplaza-supermarkten verzorgt. De robots moeten daar eind volgend jaar operationeel zijn.

‘We zien een duidelijke trend van robotisering in warehouses, dus ik verwacht dat deze technologie in heel veel magazijnen zal komen’, zegt Lamers. ‘In de hogelonenlanden zal de ontwikkeling het snelst gaan. Neem Groot-Brittannië. Daar zitten de magazijnen allemaal behoorlijk in dezelfde regio, dus ze putten uit dezelfde pool met werknemers. Door de brexit trekken mensen er weg en worden arbeidskrachten nog schaarser. De technologie is nu op een punt dat cobots ook echt een deel van het werk kunnen overnemen.’