Lijmen - Plastic twin sheet product (Vitalo)
15/11/2011
Negen assen in één robotbesturing
Het lijmen van een twin-sheet product
Vitalo Groep in Meulebeke is groot geworden met thermoforming, ook vacuümvormen genoemd. Voor een opdracht voor John Deere installeerde het bedrijf een robotcel die zowel de plasmabehandeling als het lijmen van een uit twee delen bestaand eindproduct voor haar rekening neemt. Hierbij zijn ook toevoer, uitvoer en het kantelen met een afzonderlijke manipulator in de robotbesturing geïntegreerd.
Groter met meer lagen
“De markt vraagt om steeds grotere producten, waarbij ook het gewenste aantal lagen toeneemt”, zegt Kurt Goeminne, Maintenance Manager bij Vitalo Groep. “Voor kleinere afmetingen kunnen we meerlaagse producten in eenzelfde machine maken: de nog warme, gevormde producten worden onder zeer hoge druk op elkaar gedrukt, waardoor er in feite een lasverbinding ontstaat. Worden de afmetingen echter groter: het 3D vormen kunnen we hier tot groottes van 329 bij 320 centimeter, dan is lijmen de enige optie. Hoewel dit bij een enkele productseries ook nog wel met de hand wordt gedaan, stappen we hier steeds meer over naar de robotica. Grootste reden hiervoor is de kwaliteit. Al gauw werd duidelijk dat een robot die zowel de plasmavoorbehandeling als de verlijming verzorgde, het beste eindresultaat zou geven.”
Achttien meter
“Bij producten van 270 bij 220 centimeter wordt ongeveer achttien meter lijmrups gelegd”, vertelt Geert Haeve de Process and Technology Manager van machinebouwer en robotintegrator Ninix Technologies. “Maar voordat deze gelegd wordt, moet de precieze lijmweg eerst worden ontvet middels een plasmabehandeling. Dit is een proces waarbij lucht geïoniseerd wordt, zodat deze in plasmafase eerst de verontreinigingen verwijderen en vervolgens de juiste oppervlaktegesteldheid verzorgen. De lijmrups moet vervolgens precies op de behandelde baan worden aangebracht.”
Kwaliteit en bereikbaarheid
Het precies samen laten vallen van de plasmabaan en de lijmrups lijkt eenvoudiger dan het lijkt. Goeminne: “Het onderste deel van het twin-sheet product heeft geleidingsbanen voor de lijm, waardoor men goed kan zien waar voorbehandeling moet plaatsvinden en de lijm moet worden aangebracht. Het bovenste deel is echter glad en het is moeilijk om de banen precies op elkaar te krijgen. Met een robotinstallatie, die bij aanvang van het proces telkens gekalibreerd wordt op basis van de positie van het pistool, is dit natuurlijk veel eenvoudiger. Een tweede probleem waar de robot geen last van heeft is de bereikbaarheid. Bij een 3D-product van meer dan drie bij drie meter kom je als lijmer namelijk niet zo eenvoudig met je lijmpistool in het midden.” Goeminne geeft aan dat cyclustijd een minder relevant criterium is. “Gezien de uithardingtijden van de lijm was snelheid niet echt een criterium om voor de robot te kiezen. Daarnaast is een bijkomend voordeel van de robot dat het wat arbeidsvriendelijker is. Een handlijmpistool weegt namelijk al gauw zeven kilogram, en dat ga je op den duur toch wel in je armen voelen.”
Negen assen, één besturing
De robot die uiteindelijk de klus mocht gaan klaren was de M-710iC/20L van FANUC. Niet alleen bleek deze robot een geschikte kandidaat voor het dragen van de twintig kilogram wegende kop waarin lijm- en plasmapistool geïntegreerd waren, ook maakte het grote bereik van deze robot het mogelijk om te werken met holtes tot zestig centimeter diep. “We hebben de M-710iC/20L ondersteboven in een frame gehangen, zodat hij overal goed bij kan. Ook is er een servosysteem opgenomen dat de in elkaar gestapelde delen (boven en onder) de cel inrijdt en onder de robot positioneert. Een kantelsysteem met vele zuignappen tilt vervolgens het bovenste deel uit het onderste deel, en kantelt het bijna 180 graden zodat de robot overal goed bij kan. Zijn de plasma- en lijmbehandelingen uitgevoerd, dan legt het kantelsysteem de twee delen weer netjes in elkaar en wordt de samenstelling, inclusief stoel, uit de cel verplaatst. In totaal worden er dus negen assen bestuurd: de zes robotassen, een translatie de cel in en uit (dit verloopt middels een tandheugel), de as voor de verticale translatie (het optillen van het bovendeel verloopt middels een spindel) en de kantelende as. De besturing van al deze negen assen wordt door de robotbesturing verzorgd. Dit heeft als voordeel dat de robot alles vanuit zichzelf ‘ziet’ en dit in zijn eigen bewegingen kan meenemen. Ook was het een goedkopere oplossing, omdat er geen extra besturingscomponenten nodig waren.”
Veiligheid
En de veiligheid? Bracht deze nog enkele kopzorgen? “Eigenlijk niet. We hebben ons in het begin natuurlijk wel afgevraagd welke delen we van een hek moeten voorzien en waar de lichtschermen passen. De shuttle waarop de werkstukken naar binnen worden gereden, moet de cel natuurlijk wel in kunnen. Deze shuttle is in feite gevaarlijker dan de robot, omdat hij buiten de cel komt. We hebben hem daarom voorzien van stootkussens met sensoren. De robot zelf maakt trage vloeiende bewegingen, en is bovendien uitgerust met DCS (Dual Check Safety) van FANUC, waarmee veilige zones kunnen worden gedefinieerd. Komt de robot in deze zones, dan voert DCS een noodstop uit. Bovendien is de M-710iC/20L uitgerust met Collision Detection, waarvan de gevoeligheid kan worden ingesteld. Zowel de operator als de producten zijn met de robot dus in goede handen.”