Robotcollega - Technologie van de lasrobots
Technologie van de lasrobots: State of the Art
In de door Moldes Epila Industrial Machinery (MEI) en Touratech ontwikkelde lascellen worden zeer moderne robots van KUKA gebruikt. Bij deze machines, die bekendstaan om hun zeer hoge precisie, gaat het om handlingrobots, dat zijn installaties die de meest uiteenlopende werkzaamheden kunnen uitvoeren – van vullen, boor- en freeswerkzaamheden, spuiten of lijmen tot en met gewoon lassen. Hoe veelzijdig de robots ook zijn, de specialisten van MEI moesten hen eerst "leren" hoe ze hun capaciteiten voor de specifieke taak, het lassen, optimaal gebruiken. Hiervoor waren complexe programma's nodig.
De hoogprecieze servomotoren van de robots maken een uitstekende positieherhalingsnauwkeurigheid van slechts vierhonderdste millimeter mogelijk, zodat Touratech met deze installaties zeer geringe toleranties bij hoge aantallen kan realiseren.
De op de Touratech-lasrobots geïnstalleerde lasapparaten werken volgens het CMT-proces. Hiervoor is een geringere warmte-inbreng in het werkstuk nodig en ook ontstaan er heel weinig lasspatten – dat zijn twee factoren die ervoor zorgen dat er veel minder nabewerkingen nodig zijn. Bovendien is de lasvervorming aanzienlijk minder dan bij andere processen. En ook de kwaliteit van de lasnaden is zeer hoog; deze wordt regelmatig met behulp van macroscopische onderzoeken gecontroleerd en bevestigd.
Tijdrovende eigen ontwikkeling: spaninrichting voor het vastzetten van de te lassen onderdelen
Bezoek op locatie op de Touratech-productieafdeling. Stralend oranje steken de armen van vier gloednieuwe robots omhoog. Touratech heeft in het moederbedrijf in het Duitse Niedereschach stevig geïnvesteerd, en in het omvangrijke machinepark vier lascellen vernieuwd.
Want het is niet alleen de legendarische creativiteit van de ontwikkelaars die de producten van Touratech uniek maakt. Ook de uitstekende kwaliteit behoort tot het merk-DNA. En met de nieuwe robots bereikt de precisie opnieuw een hoger niveau. Een grote rol speelt ook de zogenoemde proceszekerheid, dat wil zeggen de constante kwaliteit van de resultaten. Hierdoor worden niet alleen het aantal tijdrovende nabewerkingen gereduceerd en resources bespaard, juist op het gebied van de OEM-productie verdient proceszekerheid een sleutelrol. "Natuurlijk krijgen alle Touratech-klanten producten van zeer hoge kwaliteit", licht Thomas Besch, Head of Production bij Touratech toe. "Maar onze OEM-klanten, dat zijn fabrikanten van motoren waarvoor wij origineel toebehoren maken, eisen volledig gedocumenteerde en traceerbare processen".
De nieuwe lascellen zijn ontstaan als gemeenschappelijk project van Touratech en het partnerbedrijf Moldes Epila Industrial Machinery (MEI), dat evenals Touratech tot de Happich-groep behoort. Na het maken van een gemeenschappelijk ontwerp en eisenontwikkeling realiseerde MEI de robottechniek; de lastafelsteunen met de opnieuw verbeterde spansystemen zijn dan weer eigen ontwikkelingen van Touratech.
In totaal zijn er op de productieafdeling van Touratech nu 11 lasrobots in gebruik. Ten minste drie installaties zijn continu ingezet voor het lassen van aluminium, de overige worden gebruikt voor het lassen van roestvrijstalen constructies. Idealiter draaien de installaties in een tweeploegendienst zonder stil te staan.
Juist bij artikelen met middelhoge en hoge productieaantallen dragen de robots zo bij tot een economische productie in de vestiging in Niedereschach. "De zuivere lasduur is met de robot weliswaar niet per se korter", legt Thomas Besch uit. "Het belangrijkste voordeel bestaat er veeleer in dat de operator – terwijl de robot last – het tevoren geproduceerde onderdeel verwijdert, controleert en idealiter al het volgende werkstuk plaatst".
"Om het productieproces zo efficiënt mogelijk vorm te geven, is elke lascel uitgerust met een draaitafel", vult procesmanager Jochen Laufer aan. "Aan de ene kant van de draaitafel wordt de spaninrichting gevuld, terwijl aan de andere kant van de tafel wordt gelast. Wanneer het werkstuk klaar is, draait de tafel, wordt het werkstuk uitgenomen en de inrichting opnieuw gevuld", licht Laufer het proces toe.
De ten opzichte van oudere installaties duidelijk snellere draaiing van de tafel verkort de procestijden.
De tafeldraaiing duurt bij de nieuwe lascellen van Moldes Epila nog maar 2,9 seconden in plaats van 12 seconden bij oudere installaties. "Bij aantallen van enkele honderdduizenden eenheden resulteert deze veronderstelde kleine waarde in een merkbare productiviteitsstijging", zo classificeert de procesmanager de cijfers.
Om een zo efficiënt mogelijk gebruik van de robots te waarborgen, maakt Touratech gebruik van een speciaal geautomatiseerd systeem, dat machinecapaciteiten, personeelresources en de timing van de productie nauwkeurig op elkaar afstemt.
À propos personeel. Op de robotlasafdeling van Touratech werken momenteel 24 medewerkers. Niemand is hier bang dat de robotcollega hun baan zou kunnen afpakken. Dat zou ook alle grond missen. Door de constante groei van Touratech en de ontwikkeling van steeds nieuwe producten heeft het bedrijf altijd behoefte aan goede productiemedewerkers.
De trainingen van de installatieoperators vonden voor een deel plaats bij Moldes Epila in Zaragoza, de hoofdstad van de regio Aragonië in het noordoosten van Spanje. Maar ook tijdens het plaatsen van de installaties op de productieafdeling van Touratech werden de collega's intensief ingewerkt door specialisten van MEI.
Terwijl de robot aan de andere kant van de draaitafel last, verwijdert een medewerker een afgewerkt gelast product en vult de spaninrichting met nieuwe onderdelen.
"In principe is kennis op het gebied van de metaalverwerking wenselijk, idealiter kennis van de lastechniek", beschrijf Thomas Besch de eisen die worden gesteld aan de medewerkers die de lascellen bedienen. "Doorslaggevend in de dagelijkse praktijk zijn echter precisie bij het vullen van de lasinrichtingen en bij de optische controle van de werkstukken".
Duidelijk strenger zijn de eisen die worden gesteld aan de installatieprogrammeurs. Behalve fundamentele programmeerervaring is hierbij gefundeerde kennis van de lastechniek vereist. "De programmeur moet de bewegingen van de robot namelijk "aangepast aan de lasnaad" vastleggen", aldus Besch. "Dat betekent dat behalve de richting en de snelheid ook nauwkeurig rekening moet worden gehouden met de stand van het lasapparaat".
Daarmee passen de vier nieuwe lascellen precies in de filosofie van Touratech, om door het samenspel van de modernste techniek en uitstekend opgeleide medewerkers hoogwaardige producten rendabel in het moederbedrijf in Niedereschach te maken.
Programmering van de lasrobots: geleerd is geleerd
Om de robots hun werkstukspecifieke taken "te leren", staan er twee methoden ter beschikking.
Bij de intuïtieve methode "ready2_pilot" beweegt de technicus de robot met de hand. Daarbij worden met behulp van een 6D-muis baan- en procespunten ingesteld. Dat betekent dat de robot tijdens de procedure leert welke baan hij moet volgen. Als aanvulling moeten de uit te voeren werkzaamheden voor de procespunten worden opgeslagen.
Bij het aanleren met de "smartPAD", een bedieningspaneel met programmeerinterface, doorloopt de technicus de afzonderlijke punten van het arbeidsproces en programmeert voor elke positie de vereiste commando's zoals bijv. lassen AAN/UIT, snelheid of het wisselen van gereedschap.
Deze methode is niet alleen nauwkeuriger, maar elk punt hoeft ook slechts één keer te worden aangelopen om posities en acties op te slaan. Om die reden vindt het aanleren van de lasrobot bij Touratech ook plaats via "smartPAD".
Moldes Epila Industrial Machinery (MEI): sterke partner
Het in het Spaanse Zaragoza gevestigde bedrijf Moldes Epila Industrial Machinery (MEI) behoort evenals Touratech tot de Happich-groep. MEI is gespecialiseerd in de vervaardiging van machines en de ontwikkeling van oplossingen voor geautomatiseerde productie en industriële processen.
Als technologiepartner combineert MEI kernproces-knowhow met innovatieve engineering en levert gespecialiseerde en geïntegreerde complete oplossingen.
