Voordelige combinatie van variatie en volume CNC-automatisering FAULHABER

Door: Redactie - 25 juni 2021 |

Servogestuurde grijpklauwen met borstelloze DC-servomotoren van FAULHABER leveren precisie en betrouwbaarheid

Tot nu toe stonden gebruikers in de metaal- en kunststofverwerkende industrie vaak voor een lastige keuze: met CNC-draaibanken en freesmachines konden ze hoge volumes draaien, of veel verschillende ontwerpen uitvoeren – maar niet allebei. Met een innovatieve oplossing uit Nederland is die keus verleden tijd, en ook wordt de drempel voor automatisering lager. In de servogestuurde grijpklauwen leveren borstelloze DC-servomotoren met geïntegreerde Speed Controller van FAULHABER de benodigde precisie en betrouwbaarheid.

Het Nederlandse bedrijf BMO Automation is in 2008 opgericht met een duidelijke visie: het wilde de belading van CNC-draaibanken en freesmachines een stuk effectiever maken. De klanten van BMO zijn meestal afkomstig uit de metaal- en kunststofbewerking. Ze kunnen modulaire totaaloplossingen inzetten voor de bankwerkindustrie, die een hoge kwaliteit bieden met veel gebruiksvriendelijkheid en flexibele oplossingen om processen te automatiseren. BMO slaagde er in samenwerking met FAULHABER in om een servogrijper te creëren, aangesloten op een robotarm in de robotcellen. Deze cellen worden gebruikt om CNC-draaibanken en freesmachines automatisch te beladen en ontladen.

Revolutionaire verbetering

Met hun robotcellen maakt BMO Automation uit het Limburgse Nederweert geautomatiseerde productie mogelijk van uiteenlopende batchgroottes – zelfs unicaten. “Bij BMO zien we performance als een functie van flexibiliteit en productiviteit. Met de servogrijper die we hebben ontworpen is significant meer flexibiliteit mogelijk en klanten kunnen automatiseringen uitvoeren voor een batchgrootte van 1. Dit is de toekomst”, benadrukt Marketing Manager Maarten van Bun. “Een eenvoudige robot of cobot voert dezelfde taak 1000 keer uit. Maar wij geloven dat de automatisering van kleinere productseries in één doorloop de toekomst heeft. Dat noemen we multi-batch automatisering. We kunnen ook automatisch 1000 componenten verspanen, maar opgesplitst in verschillende series met lage volumes. Kortom: high mix, high volume.”

Hoge variatie & hoge volumes

Als je kleine hoeveelheden produceert, heb je meestal hogere marges dan bij massaproductie. Tegelijkertijd moet je meer geld en manuren investeren als de werkstukken tussen de afzonderlijke draai- en freesprocessen handmatig moeten worden geladen. Daarom is het voor de verspanende industrie zo revolutionair om een oplossing te hebben waarmee je veel verschillende stukken kan maken met CNC-draaibanken en freesmachines, én hoge volumes kan produceren. Hiervoor combineert BMO Automation de voordelen van palletautomatisering met een een optie om ook afzonderlijke werkstukken volledig automatisch te laden. De beperkingen van het oude principe van lean manufacturing – “hoge variatie betekent lage volumes” – vallen hiermee weg.

De productie van hoge variatie bij hoge volumes wordt onder andere mogelijk gemaakt door de servogestuurde grijpklauwen, die gegarandeerd nauwkeurig en betrouwbaar werken dankzij aandrijvingen van FAULHABER. In de servogrijper drijft een motor van FAULHABER een spindel aan als onderdeel van een lineair gidssysteem. De grijpklauwen zijn verbonden met gidsblokken en bewegen nu naar de gewenste positie voor het product dat in de draaibank moet worden geladen. De afmetingen van het werkstuk kunnen veranderen tijdens het draai- of freesproces. De servogrijper past daarom automatisch de positie van de grijpklauwen aan, zonder de beladings- en ontladingscycli te wijzigen. De grijper hoeft dus niet te worden gewisseld.

Maarten van Bun legt de keuze uit: “Harco Hermans, die bij ons verantwoordelijk is voor onderzoek en ontwikkeling, kende FAULHABER al van eerdere projecten en hij had uitstekende ervaringen opgedaan met de producten voor Motion Control.” Met de Drive Selection Tool op de FAULHABER-website vond het team de passende motor. Het team van FAULHABER ondersteunde BMO Automation ook, bijvoorbeeld met een controle van de scriptbestanden voor de communicatie met de Intelligent Control Software van BMO.

De ontwikkeling nam ongeveer een jaar in beslag, inclusief een testfase van twee maanden met referentieklanten. De grootste uitdaging was om een betrouwbare oplossing in te bouwen met de kleinst mogelijke afmetingen en het laagst mogelijke gewicht, om zo min mogelijk uitwerking te hebben op de laadcapaciteit van de robot. “Hier biedt FAULHABER een heel compacte en toch krachtige oplossing, en zowel de mechanische als de elektronische component wisten ons te overtuigen.”

Bijzonder innovatief

Dankzij focus op CNC-automatisering, jarenlange ervaring en uitstekende contacten met fabrikanten van CNC-machines slaagt BMO erin om robotautomatisering volledig te integreren in de verspanende productie. BMO loopt hierbij voorop als het gaat om automatisering en digitalisering, wat ook blijkt uit drie nominaties voor de TechniShow Award. De eerste nominatie in 2016 sleepte het bedrijf in de wacht met een automatiseringsoplossing waarmee individuele werkstukken en series kunnen worden gemaakt in een continu proces. Hiervoor veranderde het de klemmiddelen, pallets en producten. Ten tijde van deze nominatie was dit een absolute primeur. In 2018 viel BMO in de prijzen voor zijn revolutionaire software Xenon voor Smart Industry 4.0. De software verzamelt en koppelt een breed palet aan gegevens van de CNC-machines in een fabriek. In 2020 behaalde het bedrijf zijn derde nominatie op rij voor de Smart Centric E-Clamp.

Automatisch voordeel

“Met CNC-automatisering verhoog je de productiviteit, de bewerkingstijd kan omlaag en je kan ook beter omgaan met het tekort aan specialisten,” zegt Maarten von Bun. Het voordeel van een geautomatiseerde oplossing op basis van robotica werd tijdens de pandemie nog eens extra onderstreept. “Corona had een enorme impact op de metaalindustrie. Aan het begin van de crisis hielden veel investeerders hun hand op de knip. Maar dit veranderde al snel: CNC-automatisering is namelijk niet alleen een oplossing voor de toekomst, maar ook al voor vandaag. Een robot wordt niet ziek. En zelfs met beperkte arbeidstijden kan een menselijke operator met de robotica van BMO het productieniveau op peil houden.”

Met geautomatiseerde productie kunnen productieprocessen ook weer in-house worden gehaald. Allerlei nadelen van het outsourcen zijn daarmee verleden tijd. Denk alleen al aan de gesloten grenzen, reisbeperkingen, beperkingen voor het vrije verkeer van goederen, lokale lockdowns en langere inspecties bij grensovergangen en douaneposten.

Van Bun: “Als je wil automatiseren, is het belangrijk om een nauwkeurig proces op te zetten, dat de veiligheid altijd optimaal waarborgt. Deze nauwkeurigheid en vooral ook de herhaalnauwkeurigheid zijn belangrijk. Als alles compleet automatisch werkt met lage foutpercentages, dan werkt onze automatiseringsoplossing namelijk zonder mensen in de buurt. Daarom moet het proces absoluut betrouwbaar zijn. Met de producten van FAULHABER kunnen we vertrouwen op kwaliteit, veiligheid en complete zorgeloosheid. We weten dat het goed is, en we hebben vertrouwen in de producten die FAULHABER ons levert.