Op de hogeschool van Utrecht en de Fontys hogescholen doen twee promovendi van de Technische Universiteit Delft onderzoek naar assemblage systemen voor miniatuurcomponenten. De nadruk ligt op het assembleren van elektronica-componenten door Pick-and-Place (P&P) machines op Printed Circuit Boards (PCB's). Deze P&P machines hebben een output van enkele duizenden componenten per uur per plaatsingskop. De snelste P&P-machine in het veld (2001) is de FCM II van Assembleon met een output van 6000 componenten per uur per plaatsingskop. De plaatsings nauwkeurigheid bedraagt 100 um. Het Doel van het onderzoek is output verhoging, met minimaal een factor 2, met behoud van plaatsingsnauwkeurigheid.
DOCUMENT
Deze publicatie geeft gerichte theoretische en praktische informatie ten behoeve van respectievelijk de gebruikers van de diverse machines en gereedschappen welke bij het omvormproces (dieptrekken, kraagtrekken, strekken, alsmede buigen en scheiden) worden gebruikt, geïnteresseerden in de betreffende processen, technische cursussen en opleidingen. De inhoud van deze publicatie behandelt de belangrijkste machines en gereedschappen, alsmede aanvullende informatie welke bij het vormgeven van dunne plaat van belang zijn. In de voorlichtingspublicaties VM 110 "Dieptrekken", VM 113 "Buigen" alsmede VM 114 "Scheiden" vindt u gegevens m.b.t. de diverse omvormprocessen en in VM 111 "Materialen" worden de hierbij gebruikte materialen behandeld. Deze voorlichtingspublicatie is een update van de in 2000 verschenen eerste druk, welke toentertijd is samengesteld door de werkgroep "Dieptrekken van dunne plaat, staal, aluminium". In het kader van een updateproject heeft het NIMR, inmiddels M2i (Materials innovation institute) geheten, geld ter beschikking gesteld om deze publicaties te vernieuwen en aan te passen aan de huidige stand der techniek.
DOCUMENT
Elke periode kent zijn eigen revolutie en elke revolutie brengt zijn eigen organisatorische model met zich mee. We bevinden ons nu in de 4e industri¨ele revolutie, waar het internet van dingen ons verbindt met autonome embedded systemen. Deze systemen zijn actief in de virtuele ’cyber’ wereld, alsook in de echte ’fysieke’ wereld om ons heen. Deze zogenoemde ’Cyber-Fysieke’ Systemen volgen daarmee een modern organisatorisch model, namelijk zelfmanagement, en zijn dan ook in staat zelf proactieve acties te ondernemen. Dit proefschrift belicht productiesystemen vanuit het Cyber-Fysieke perspectief. De productiesystemen zijn hier herconfigureerbaar, autonoom en zeer flexibel. Dit kan enkel worden bereikt door het ontwikkelen van nieuwe methodes en het toepassen van nieuwe technologie¨en die flexibiliteit verder bevorderen. Echter, effici¨entie is ook van belang, bijvoorbeeld door productassemblage zo flexibel te maken dat het daardoor kosteneffici¨ent is om de productie van diverse producten met een lage oplage, zogenaamde high-mix, low volume producten, te automatiseren. De mogelijkheid om zo flexibel te kunnen produceren moet bereikt worden door de creatie van nieuwe methoden en middelen, waarbij nieuwe technologie¨en worden gecombineerd; een belangrijk aspect hierbij is dat dit toepasbaar getest moet worden door gebruik van simulatoren en speciaal hiervoor ontwikkelde productiesystemen. Dit onderzoek zal beginnen met het introduceren van het concept achter de bijbehorende productiemethodologie, welke Grid Manufacturing is genoemd. Grid Manufacturing wordt uitgevoerd door autonome entiteiten (agenten) die zowel de productiesystemen zelf, als de producten representeren. Producten leven dan al in de virtuele cyber wereld voordat zij daadwerkelijk zijn gebouwd, en zijn zich bewust uit welke onderdelen zij gemaakt moeten worden. De producten communiceren en overleggen met de autonome herconfigureerbare productiesystemen, de zogenaamde equiplets. Deze equiplets leveren generieke diensten aan een grote diversiteit aan producten, die hierdoor op elk moment geproduceerd kunnen worden. Het onderzoek focust hierbij specifiek op de equiplets en de technische uitdagingen om dynamisch geautomatiseerde productie mogelijk te maken. Om Grid Manufacturing mogelijk te maken is er een set van technologische uitdagingen onderzocht. De achtergrond, onderzoeksaanpak en concepten zijn dan ook de eerste drie inleidende hoofdstukken. Daarna begint het onderzoek met Hoofdstuk 4 Object Awareness. Dit hoofdstuk beschrijft een dynamische manier waarop informatie uit verschillende autonome systemen gecombineerd wordt om objecten te herkennen, lokaliseren en daarmee te kunnen manipuleren. Hoofdstuk 5 Herconfiguratie beschrijft hoe producten communiceren met de equiplets en welke achterliggende systemen ervoor zorgen dat, ondanks | Dutch Summary 232 dat het product niet bekend is met de hardware van de equiplet, deze toch in staat is acties uit te voeren. Tevens beschrijft het hoofdstuk hoe de equiplets omgaan met verschillende hardwareconfiguraties en ondanks de aanpassingen zichzelf toch kunnen besturen. De equiplet kan dan ook aangepast worden zonder dat deze opnieuw geprogrammeerd hoeft te worden. In Hoofdstuk 6 Architectuur wordt vervolgens dieper ingegaan op de bovenliggende architectuur van de equiplets. Hier worden prestaties gecombineerd met flexibiliteit, waarvoor een hybride architectuur is ontwikkeld die het grid van equiplets controleert door het gebruik van twee platformen: Multi-Agent System (MAS) en Robot Operating System (ROS). Nadat de architectuur is vastgesteld, wordt er in Hoofdstuk 7 onderzocht hoe deze veilig ingezet kan worden. Hierbij wordt een controlesysteem ingevoerd dat het systeemgedrag bepaalt, waarmee het gedrag van de equiplets transparant wordt gemaakt. Tevens zal een simulatie met input van de sensoren uit de fysieke wereld ’live’ controleren of alle bewegingen veilig uitgevoerd kunnen worden. Nadat de basisfunctionaliteit van het Grid nu compleet is, wordt in Hoofdstuk 8 Validatie en Utilisatie gekeken naar hoe Grid Manufacturing gebruikt kan worden en welke nieuwe mogelijkheden deze kan opleveren. Zo wordt er besproken hoe zowel een hi¨erarchische als een heterarchische aanpak, waar alle systemen gelijk zijn, gebruikt kan worden. Daarnaast laat het hoofdstuk o.a. aan de hand van enkele voorbeelden en simulaties zien welke effecten herconfiguratie kan hebben, en welke voordelen deze aanpak zoal kan bieden.. Het proefschrift laat zien hoe met technische middelen geautomatiseerde flexibiliteit mogelijk wordt gemaakt. Hoewel het gehele concept nog volwassen zal moeten worden, worden er enkele aspecten getoond die op de korte termijn toepasbaar zijn in de industrie. Enkele voorbeelden hiervan zijn: (1) het combineren van gegevens uit diverse (autonome) bronnen voor 6D-lokalisatie; (2) een data-gedreven systeem, de zogeheten hardware-abstractielaag, die herconfigureerbare systemen controleert en de mogelijkheid biedt om deze productiesystemen aan te passen zonder deze te hoeven herprogrammeren; en (3) het gebruik van Cyber-Fysieke systemen om de veiligheid te verhogen.
MULTIFILE
De recente doorbraak van 3D-siliconenprinten, is de productie-industrie flink aan het veranderen. In plaats van alleen kunststof, metaal en beton, is nu ook 3D-siliconenprinten mogelijk, iets wat voorheen lastig was door de ingewikkelde eigenschappen van dat materiaal. Dit geeft nieuwe kansen en mogelijkheden, zo ook in de (maak)industrie. Royal Kaak, een grote producent van bakkerijmachines in Terborg, gebruikt in industriële bakkerijen robotica en pick-&-place systemen om deegproducten efficiënt te verwerken. De ontwikkeling hiervan is essentieel omdat, zeker in Nederland, een gebrek aan goede werkkrachten ontstaat. Automatisering kan ervoor zorgen dat productie in Nederland blijft. Hierbij worden siliconen grippers gebruikt, maar de commercieel beschikbare grippers zijn in slechts een aantal vormen en maten verkrijgbaar en voldoen vaak niet aan de specifieke eisen voor verschillende deegproducten. Eerdere experimenten met andere 3D-printtechnieken leverden te stugge grippers met een korte levensduur op. Siliconen 3D-printen biedt de mogelijkheid om zachte materialen in vrije vormen te maken en daarmee flexibele grippers. Royal Kaak ziet veel potentie in deze technologie voor niet-standaard grippers. Voor grote oplages kunnen ze dan kort alle iteraties middels de printer testen, waarna een specifieke mal besteld kan worden bij een siliconengietbedrijf. Voor kleinere oplages en speciale producten blijft 3D-printen de logische keuze. Naast Saxion en Royal Kaak sluit ook Oceanz aan in het onderzoeksteam. Oceanz is bekend om zijn 3D-print productiemogelijkheden, onder andere ook al voor de voedsel- en medische industrie. Oceanz werkt momenteel voornamelijk met harde kunststoffen, die ongeschikt zijn als soft-robotic gripper. Daarom is Oceanz erg geïnteresseerd in de voordelen die 3D-siliconenprinten kan brengen. Als er succes in dit project geboekt wordt, betekent dit een duurzame doorzetting van de productiemethode en een goede business case voor beide partners. De bevindingen zullen worden gedeeld in publicaties en mogelijk op conferenties. Het opgebouwde netwerk zal worden ingezet voor toekomstige samenwerking en onderzoek.
