Als Zwaben voorstellen doen om geld te besparen
Klanten zijn onder de indruk van de nieuwe geautomatiseerde productiecel met superieure flexibiliteit
CNC Häberle, contractfabrikant en systeemintegrator, heeft nieuwe ideeën en ervaring samengevoegd in een nieuwe machinale bewerkingsmethode. Het resultaat is een geautomatiseerde productiecel die voor het eerst zal worden getoond op de AMB.
Rainer Häberle is zich er maar al te zeer van bewust dat "langdurig goed verkopende producten" niet voor het oprapen liggen voor contractfabrikanten. Daarom is het van belang om een flexibele machinereeks aan te houden om op de vraag te kunnen reageren en tegelijk geld te kunnen verdienen.
Op de AMB 2014 laat CNC Häberle, Laichingen, het prototype zien van de cel die vanuit het perspectief van de contractfabrikant als ideaal wordt beschouwd. Flexibel in dagelijks gebruik, compact, getest, meteen inzetbaar en klaar om in gebruik te nemen zonder overhead aan assemblages. Als de assemblage en opstartfases zijn voltooid in Laichingen, wordt de productiecel als één geheel naar de klant verzonden. Monteurs, elektriciens en programmeurs bij de klant hoeven geen kostbare tijd te besteden aan bekabeling en aansluitingen. Vandaag de zending accepteren en morgen met de productie van start gaan – Häberle maakt deze wens van gebruikers eindelijk werkelijkheid. Een extra voordeel van het standaardontwerp (afhankelijk van de vraag) is een kortere levertijd.
Het basisidee van de cel is om flexibel te kunnen reageren op verschillende partijgroottes. De cel is gewoonlijk bedoeld voor kleine tot middelgrote partijen. De combinatie van robot/opslageenheid biedt de vereiste flexibiliteit en is rendabel vanwege de gekozen automatisering. Hierdoor zijn niet alleen geavanceerde werkstukken mogelijk met grote overhead van gereedschap maar kunnen net zo efficiënt ook grotere aantallen met relatief eenvoudige specificaties worden geproduceerd. Rainer Häberle: "We willen een cel bouwen die beide kan uitvoeren, omdat we dat als contractfabrikant nodig hebben." En op een zo klein mogelijk vloeroppervlak.
Dit zijn argumenten voor de keuze voor Robodrill α-D21LiA5, een basismodel met een zeer bescheiden omvang. De standaard Robodrill met drie assen is door Häberle geüpgraded en met beproefde en standaardassen uitgebreid tot een machine met vijf assen. Een zijpaneel van de machine is verwijderd en een speciaal door Häberle ontwikkelde en gebouwde carrousel dient als opslageenheid. Daartussenin staat een LR Mate 200iD in de nieuwe IP67K-uitvoering. Hiermee worden bewerkingen in nauwe ruimten uitgevoerd.
De opslageenheid biedt ook krachtige voorzieningen. Er zijn vijf carrouselniveaus voor gereedschappen en werkstukken. In een eenvoudig scenario zijn de eenentwintig gereedschapsposities van de Robodrill afdoende. In de opslageenheid kunnen dan per niveau maximaal twaalf houders worden geplaatst met vooraf vastgeklemde werkstukken. De keuze om gereedschappen en werkstukken in voorraad te hebben voor de machinale bewerking en zo de carrousel bezig te houden, hoeft niet permanent te zijn. De niveaus in de carrousel hebben met regelmatige intervallen boorgaten waarin passende houders kunnen worden geplaatst en indien nodig vervangen.
Dit is ook gunstig voor het bedrijfsresultaat van Häberle: "Ik kan de machine bijna helemaal, met inbegrip van de automatisering, assembleren, totdat klant kiest voor een bepaalde gereedschapsconfiguratie in de laatste fase van de assemblage." En als de bewerkingstaak na een tijdje verandert, kan de apparatuur worden aangepast en kunnen de gereedschappen bijvoorbeeld in twee rijen in plaats van één rij per niveau worden ingedeeld. Voor die specifieke klant worden dan passende beugels geïnstalleerd.
De stukken die zijn voorbereid voor een montagesysteem met een nulpunt, kunnen willekeurig en in elke volgorde worden verwerkt. Om te voorkomen dat ook het hulpstuk moet worden vervangen voor andere werkstukken, zijn de werkstukhouders allemaal voorzien van een standaardpickingvoorziening. Dit bespaart kosten voor andere pickers en relevante overhead, zelfs als een picker wordt vervangen tijdens de bewerkingstijd. Bij de machinedemonstratie op de AMB laat Häberle verschillende klemeenheden zien die allemaal in de machine kunnen worden geladen met een picker. "Als de vereisten van de operator de mogelijke afmetingen overschrijden, kunnen natuurlijk ook extra pickers worden geïntegreerd. Het is allemaal een kwestie van kosten", zegt Rainer Häberle.
De benutbare ruimte voor werkstukken in deze Robodrill-cel is voor onderdelen met een omvang van 150 mm x 150 mm x 150 mm. Häberle ziet mogelijke toepassingen voor deze specificatie in de medische technologie. Een mogelijkheid is bijvoorbeeld de vervaardiging van gebitimplantaten. In een dergelijke toepassing moeten een aantal schijven met onbewerkte onderdelen op voorraad zijn. De machinale bewerking van dergelijke implantaten is complex, niet in de laatste plaats omdat het materiaal erg hard is. Daarom worden bij een volledig automatische werking, bijvoorbeeld in het weekend, reservegereedschappen in de carrousel opgeslagen. CNC Häberle biedt een onderzoekservice die bekijkt welke cyclustijden gelden voor het bewerken van dit soort onderdelen.
Ondanks alle automatisering omvat de standaardwerkingsmodus ook handmatig laden. Dit moet wel voor een contractfabrikant. "Niets is makkelijker dan dat", bevestigt Rainer Häberle. Het is niet nodig dat de robotcel opzij wordt geduwd en er hoeft geen extra veiligheidsdeur te worden geopend. Er is een heel normale ontgrendelknop om toegang te krijgen als het onderdeel voor de bewerking moet worden vastgeklemd. Alle veiligheidsfuncties worden gegarandeerd via de FANUC CNC-veiligheidsfunctie.
Desondanks is het misschien niet mogelijk om een bestaande Robodrill over te schakelen. Om het complete pakket op deze manier te kunnen leveren zijn namelijk bepaalde configuraties vooraf nodig. Häberle streeft ernaar om dit zoveel mogelijk te standaardiseren en met zo min mogelijk componenten en onderdelen te werken. "Een onderdeel kan niet defect raken als het er gewoon niet is." De 5-assige machine met 21 gereedschapsposities, een robot en een opslageenheid zijn dus ook robuust en kunnen dankzij de allroundkwaliteiten efficiënt worden ingezet voor een uitgebreide reeks machinale bewerkingstaken. Als de voorkeur wordt gegeven aan minder opties voor flexibiliteit en opslagslots, is er een eenvoudige uitvoering met 5 assen zonder de robotpaternosterlift voor palletopslag.
"Iedereen weet waartoe de Robodrill-besturing in staat is", aldus Rainer Häberle, die erop vertrouwt dat zijn klanten goed op de hoogte zijn. Je kunt ze vertellen dat ze een coderegel snel kunnen verwerken of een contour perfect glad kunnen maken, maar "dat weten ze al". Er is echter één kwaliteit die hij wil benadrukken. "Bij normale werking kan de robot volledig worden aangestuurd door de Robodrill." Van zijn eigen productie weet hij hoe snel de operator soms toegang moet hebben tot een robotfunctie. Soms alleen om het hulpstuk te sluiten of te openen, omdat het een verkeerd gereedschap heeft opgepakt of om het gereedschap terug te trekken na een noodstop. De bedieningsconsole van de robotbesturing is daarvoor niet nodig. De robot heeft een eigen controller in de cel.
De machine en de robot zijn gekoppeld via het interne FL-Net. Gegevens en informatie worden uitgewisseld via de FL-Net-interface, wat niet veel meer is dan een veldbuskoppeling. Deze uitwisseling wordt ondersteund door de functie Robot Connection die in beide richtingen werkt. Net zoals de robot kan worden aangestuurd via de CNC-interface, kan informatie over de machine ook worden opgevraagd via de bedieningsconsole van de robot.
De ingezette robot is ook nieuw. Voor de bouw van compacte cel ontving Häberle een van de eerste LR Mate 200iD-modellen in de IP67K-versie. Deze FANUC-robot is zo uitgerust dat deze kan worden gereinigd met hoge druk tot 100 bar. Er wordt luchtdruk toegepast op het lager/de binnenkant van de robot. Dit voorkomt dat koelstoffen of enigerlei spaanders binnendringen. Het dode gewicht van 25 kg voor een maximale payload van 7 kg op de pols en een bereik van 717 mm zijn bij uitstek geschikt voor de taak. Ook erg handig is de stekkeraansluiting aan de onderzijde. Omdat de robot in hangende positie is geïnstalleerd in de machine, kunnen de omhoog lopende verbindingskabels direct buiten de machinebehuizing worden geplaatst.
In hoeverre andere contractfabrikanten de ideeën van Häberle waarderen, zal blijken op de AMB-handelsbeurs.
