Verspanen - Toeleverancier (Machinefabriek Elburg)
15/11/2011
Meer verspanen dankzij robotica
Machine Fabriek Elburg heeft een bijzondere bewerkingscel in gebruik. Naast een drietal vierassige CNC-machines, zijn er ook twee Fanuc-robots te vinden. En waar robots vooral bekend staan om hun flexibele inzetbaarheid, laten zij samen met integrator Gibas zien dat er ook in vaste opstellingen kosten bespaard kunnen worden door het inzetten van onze zesassige vrienden.
De Elburgse machinefabriek is geen onbekende bij de gebruikers van high-end metalen producten. Met name de nabewerking van gietstukken is één van hun specialiteiten. Dit is niet voor elke machinefabriek weggelegd: gieten is geen hoogprecisie werk en onderdelen kunnen hierdoor de nodige variatie in afmetingen vertonen. Belangrijk zijn daarom niet alleen goede afspraken met de gieterij over referentiematen, maar ook gedegen proceskennis over hoe de onderdelen tot een bevredigend resultaat te verwerken.
Cabinesteunen
Eén van de onderdelen die momenteel in de fabriek in Elburg wordt bewerkt, zijn speciale cabinesteunen voor de vrachtwagens van DAF. De gietstukken, die in een linker- en rechtervariant voorkomen, worden er gefreesd, geboord, getapt en ontbraamd. Maarten Dijkshoorn van Machine Fabriek Elburg legt uit dat om aan de vraag van DAF te kunnen voldoen, het noodzakelijk was een cel te ontwikkelen die 24 uur per dag, zeven dagen in de week, aan het werk is. Steeds vaker wordt hierbij een beroep op robots gedaan. Want dit is niet alleen kostenefficiënt in een volcontinu productieproces, ook is het arbo-technisch een betere oplossing. “De steunen wegen nogal wat en hoewel ze best te tillen zijn, is de belasting voor het personeel in dit soort gevallen te groot voor een handmatige oplossing met ploegendiensten.”
Productieproces
De gietstukken worden op een standaard europallet de cel binnen gebracht. Hierbij liggen de linker- en de rechtervariant als één paar op elkaar. Gezamenlijk worden de gietstukken er vervolgens door een Fanuc R-2000iB/165F robot eerst uitgehaald, die ze naar een visiontafel brengt. Dit gebeurt met behulp van een magneetgrijper. Op de visiontafel wordt niet alleen de precieze positie en oriëntatie bepaald, maar tevens gecontroleerd of er wel twee steunen aanwezig zijn. Zo niet, dan wordt er ingegrepen. Zo ja, dan haalt een tweede robot, ook een Fanuc R-2000iB, die zich tussen een drietal bewerkingsmachines en een BTU (boor tap unit) bevindt, ze van de visiontafel af en legt ze op een vrije tussenpositie voor één van de bewerkingsmachines. Is een machine leeg, dan legt dezelfde robot het werkstuk vervolgens in de spanmal en wacht tot één van de machines klaar is met de freesbewerkingen. Is een machine klaar, dan wordt deze door de robot ontladen en legt de robot het werkstuk vervolgens in het tussenstation, om eerst direct een nieuw werkstuk in de lege machine te kunnen plaatsen. De machinebewerking kost zo’n twintig minuten en het is dan ook zaak deze zo kort mogelijk te laten stilstaan. Draait de machine weer, dan wordt het eerder bewerkte werkstuk weer uit het tussenstation genomen en naar een boor- tap unit gebracht. De servo-assen van de boor tap unit worden hierbij door de robot zelf aangestuurd, waardoor de BTU in feite als een verlengstuk (zevende en achtste as) van de robot fungeert. Zijn alle bewerkingen aan de BTU uitgevoerd, dan brengt de robot het werkstuk naar een overzetstation. Hier neemt de eerste robot, die nu is uitgerust met een mechanische grijper (de combinatie magneetgrijper en spanen is over het algemeen niet ideaal te noemen), het werkstuk over en brengt het naar het ontbraam station. Dit is in feite niets meer dan een aan een motortje gemonteerde staalborstel, waarbij de beweging van de robot de slijtage van de borstel compenseert. Eenmaal ontbraamd, dan wordt het werkstuk op een europallet met gereed product gelegd en begint de hele cyclus weer op nieuw.
Turnkey
“Er zitten vele slimmigheidjes in het systeem die de cel uniek maken”, zegt Stefaan Poppe van Gibas. Als robotintegrator en leverancier van de CNC-machines is hij nauw betrokken geweest bij het uiteindelijke ontwerp van de cel. “Op de eerste plaats zijn er enkele aanpassingen aan de bewerkingsmachines gedaan, om in combinatie met slimme mallen met een relatief kleine machine, toch een behoorlijke werkstukgrootte te kunnen hanteren. Dit is gedaan in verband met de economische haalbaarheid van het project. Ook de kwaliteit speelde een rol: we wilden de cabinesteunen in één opspanning kunnen bewerken. In het verlengde hiervan is het belangrijk hoe de robots en de machines samenwerken. Door de boor- en tap-bewerkingen middels een BTU buiten de machines te laten plaatsvinden, kon Machine Fabriek Elburg met vierassige CNC-machines uit de voeten, wat natuurlijk ook een economisch voordeel oplevert. Ook heeft het een positieve invloed gehad op de totale bewerkingstijd en de capaciteit van de cel, waarbij we de doorlooptijd na optimalisering van het hele proces hebben weten terug te brengen van 37 minuten naar 20 minuten. Tot slot zijn er ook enkele visionsuccessen geboekt die vermeldenswaardig zijn. Zo zijn we er, ondanks een zwaar industriële omgeving en een lastig te bekijken dof product met een groot aantal kleurschakeringen, toch in geslaagd de robots probleemloos te laten samenwerken. Hiertoe hebben we de eerste robot uitgerust met vision en de tweede met een lasersensor, zodat ook in het geval dat het visionsysteem niets ziet, een werkstuk alsnog wordt gedetecteerd.”