Automatiseren van je slijpproces: niet óf maar wanneer en met wie

De urgentie van automatiseren is in de maakindustrie wel duidelijk: dé vraag waar bijna de hele maakindustrie voor gesteld wordt: “Waar haal ik de mensen vandaan die het slijpwerk willen doen. Urgentie wordt gevoeld. Het is niet zozeer de vraag óf we moeten automatiseren maar eerder hoe en met wie. Dit artikel is een verslag van de robotiseringsdagen, georganiseerd door Metaaltechniek en 3M, in samenwerking met TFT en SHL. Kenmerkend voor al deze partijen is hun focus op het slijpproces.

SHL – System Integrator met focus op zekerheid voor de ondernemer
De aanschaf van een robot is een grote investering, met evenzo grote gevolgen voor de financiën, het gehele productieproces en de benodigde vaardigheden van de werknemers. SHL bouwt veel zekerheden in en begeleidt het gehele traject om zo de verwachtingen waar te kunnen maken. SHL start met een bezoek op de werkvloer. Hoe werkt u nu, wat moet er bewerkt worden, hoe groot zijn de series of zijn het meer enkelstuks, welke stappen moeten er doorlopen worden, wat is de vereiste eindfinish. Maar ook wordt geïnventariseerd welke bestaande productiemiddelen prima kunnen functioneren in samenwerking met de nieuwe machines.
Daarnaast wordt een financieel overzicht gemaakt. Uiteraard is het mogelijk om te starten met een basisconcept en later modules toe te voegen.

Proof of concept
Na een positieve eerste inventarisatie volgt de haalbaarheidsstudie. Voornamelijk de techniek krijgt nu aandacht.Punten die SHL altijd onder de aandacht zal brengen zijn snelheid van werken met zeer degelijke machines, liefst met zeer grote stijfheid om trillingsarm het werk te kunnen doen. Elke trilling doet afbreuk aan het resultaat en aan de bedrijfszekerheid. Verder worden opspangereedschappen en spindels besproken. Kunnen zij de krachten aan die vrijkomen? Hulpgereedschappen worden niet vergeten. Druk- en tolerantieverschillen dienen gecompenseerd te worden. Met camera’s worden controles gedaan of posities bewaakt. Met AI wordt het mogelijk elke mogelijke fout te detecteren en volautomatisch te herstellen. Ultrasone sensoren meten openingen of toleranties op zetwerk of lasdiktes om hierna het slijpprogramma aan te passen. De robot en alles wat hierbij nodig is, inclusief alle veiligheidsmaatregelen, wordt ingetekend op een plattegrond. Er worden simulaties gemaakt die de impact op de werkvloer weergeven. Op deze manier worden knelpunten en bottlenecks in kaart gebracht en problemen rond de plaatsing zoveel mogelijk voorkomen. Dan wordt ook de output nauwkeurig bepaald, eventueel door fysieke testen van deelprocessen.

Tips & tricks van SHL:

• Offline programmeren heeft als voordeel dat de robot gewoon blijft produceren terwijl u het volgende product programmeert en de bewerking al virtueel gaat testen. 
• Slijpspindels met veel vermogen zullen de levensduur van de slijpmiddelen aanzienlijk verlengen. Automatisering maakt het mogelijk om het schuurmateriaal zeer gelijkmatig te belasten. Daardoor worden veel gladdere oppervlakten verkregen in kortere tijd dan met de hand. Ook de totale warmteinbreng zal hiermee verminderen
• Schuurbanden wisselen blijft handmatig het snelst. Eventueel kun je met een extra arm op de robot, de band wisselen buiten de cel. Zo kan het proces doorgaan en de wissel plaatsvinden als de operator daar aan toe is.
•  Polijsten is een bewerking waar stabiliteit en benodigd vermogen vaak worden onderschat. Complexe vormen polijsten met continue gelijke parameters voor topkwaliteit is niet eenvoudig, en vereist veel kennis.

3M - Fabrikant van hoogwaardige slijpmateralen: kies de juiste partners!
Kies je voor het implementeren van een robot, verzamel dan eerst de juiste partners bij elkaar. Expliciete kennis van de hardware, software, hulpstukken, machines en schuurmiddelen is essentieel. Op dit moment is er geen integrator die al deze expertises in huis heeft.  3M heeft speciaal een robotiserings-divisie opgezet om kennis op te doen en te delen met integrators als SHL en TFT. Het lijken simpele details: welke schuurband zetten we in? Maar met een foute keuze kan een heel concept in het water vallen. Doe eerst gedegen onderzoek naar de strategie en het gebruik van een schuurapplicatie. Mogelijkheden en onmogelijkheden kunnen in het 3M CAT centre in Neuss in de praktijk getest worden.

Robotslijpen en schuurmaterialen 
Een belangrijk voordeel van robotslijpen is de reproduceerbare finish en de constante kwaliteit. Ook als het uitgangsmateriaal grote toleranties heeft. Om het beste resultaat te bereiken is het noodzakelijk dat de gebruikte schuurmiddelen ook die eigenschappen in zich hebben. Een gelijkmatig slijtagepatroon en een finish die tot het einde van de levensduur constant gelijk blijft. De Trizact en CubitronII producten van 3M zijn daarom bij uitstek geschikt voor gebruik op een robot. Hetzelfde geldt voor Scotch Brite producten zoals Bristle Discs of unitized wielen.

TFT - Flexibel en eenvoudig programmeren
Flexibiliteit in een productieomgeving is zeker bij kleinere series onmisbaar.Thomas Sneijder laat zien hoe eenvoudig een Cobot is te programmeren, maar laat ook zien dat slijpen andere voorwaarden vraagt dan lassen. Continue gelijke kracht leveren, en daarbij compenseren voor oneffenheden, vergt veel van een cobot. Daarom kiest TFT altijd voor de Doosan Cobots die zijn voorzien van krachtopnemers in alle assen, en nauwkeurig tot 0.2N.

Voordelen cobot
Een cobot heeft een aantal voordelen ten opzichte van manueel of robotslijpen. Een cobot levert altijd constante prestaties, kan langdurig ingezet worden en draait z’n arm niet om voor vies werk.
Hij werkt veilig samen met een medewerker aan dezelfde werkbank. Ten opzichte van een robot neemt een cobot minder ruimte in, zijn er geen aanvullende veiligheidsmaatregelen nodig en het vraagt een lagere investering. Ook het programmeren van een cobot is eenvoudig te leren. Wel is de payload van een robot hoger en werkt een geprogrammeerde robot compleet zelfstandig en mag met hogere snelheid werken.

Tips & Tricks van TFT:

• Zorg bij aanschaf van een cobot voor draagvlak in de onderneming. Maak twee of drie collega’s verantwoordelijk.
• Zorg dat je goed geïnformeerd bent over standaarden, zowel op gebied van programmering, maar ook de zogenaamde snelspansystemen van de End-of-arm-tools. Dit zorgt voor gemakkelijke uitbreiding van de mogelijkheden in de toekomst
• Opspanning van werkstukken is eenvoudig door gebruik te maken van lastafels met standaard gatenpatronen. 
  
  
  Meer weten? Neem contact op met Fokke Bronsema van Metaaltechniek. 033-4558788 | fbronsema@metaaltechniek.nl