Productie automatisering en Technishow 2016

Automatiseerders tonen op TechniShow 2016 de volgende stap in productie automatisering

Productie automatisering – High mix low volume: dat is steeds meer de uitdaging waar de maakbedrijven in zowel verspaning, plaatbewerking als kunststof mee aan de slag moeten. Productie automatisering is dus onontkoombaar om de kostprijs in de hand te houden. De TechniShow toont de richting waarin productie-automatisering zich ontwikkelt. Daarin speelt de software een alsmaar grotere rol.

Robots ontbreken ook op de 2016 editie van de TechniShow niet. Exposanten zullen van 15-18 maart in de Jaarbeurs in Utrecht weer de nodige oplossingen tonen om de robot een machine te laten beladen. Robotisering is echter slechts een deel van de automatiseringsoplossing, zeggen systemintegrators en aanbieders van automatiseringsconcepten.

Laat de robot meer doen

Nederland loopt voorop als het gaat om de productie automatisering van kleine series. Maar, voegt Bram de Koning van Cellro er direct aan toe: de industrie laat nog altijd kansen liggen. Veel productie automatisering toepassingen gaan niet verder dan een CNC-machine beladen of een lasrobot het product te laten aflassen. Ontbramen, gereedschappen en klauwen wisselen, reiniging, zelfs montage, dat zijn de toepassingen die je nog niet vaak in de markt ziet.

“Door deze functies aan je robotcel toe te voegen, neemt de productiviteit toe maar vooral de flexibiliteit”, zegt Bram de Koning. Hij verwacht dat in de verspanende industrie, de kernmarkt voor Cellro, de robot de komende jaren meer taken erbij gaat krijgen. Afbramen, reinigen, meten, gietdelen in mallen plaatsen en vast schroeven: dat kan allemaal al gerobotiseerd worden. “Alles wat op dit moment de bediener achter de machine doet, zal op termijn worden overgenomen door de robot. Hierdoor zijn bedrijven nog beter in staat om kleine series 24/7 te gaan produceren in één ploeg.”

Rentabiliteit is bepalend

Paul Barendse van Rolan Robotics nuanceert het beeld dat één robot veel taken zal gaan uitvoeren. De fysieke eigenschappen van de robots voor de vele bewerkingsprocessen zijn daarvoor te verschillend. Voor lassen wil men een snelle en ranke robot, voor slijpen en polijsten heb je zwaardere robots nodig. Bovendien worden prijzen van robots dermate laag dat je een robot ook gerust stil mag zetten op het moment dat je er even geen werk voor hebt.

Bedrijven investeren in bewezen technologie met een overzienbare terugverdientijd. Het robotiseren van lassen en machines beladen verdient zich snel terug. De mate waarin de markt de andere zaken accepteert, hangt veel af van de technology readiness level (TRL) van een technologie. “Als de techniek nog niet ‘robuust’ genoeg is en bedrijven een investering niet snel genoeg terugverdienen, staat de markt er niet voor open.”

Daarnaast wijst hij erop dat het goed robotiseren van lassen en handling al uitdagend genoeg is. “Begin stap voor stap. Laat je niet gek maken door de hype in de media.” Paul Barendse adviseert bedrijven op de automatiseringstrein te stappen om ervaring op te doen en de kennis binnen te halen.

Verticale integratie in de productie

Barendse ziet wel een verticale integratie in het productieproces op gang komen. Voorbereiden, produceren, finishen en slimme logistieke oplossingen er tussenin, aangestuurd vanuit één softwarepakket. Ook dat is een vorm van automatisering. “We gaan veel meer toe naar een geautomatiseerde informatiestroom vanaf orderbinnenkomst richting de productievloer. In plaats van het automatiseren van het proces gaan we de hele keten bij de automatisering betrekken.”
Rolan Robotics gebruikt hiervoor de software van Delfoi. Op dit vlak worden er grote stappen gezet in de komende jaren. Er zal veel meer procesinformatie aan de 3D modellen worden toegevoegd, die vervolgens digitaal naar de verschillende bewerkingsstations zoals de lasersnijder, kantbank en assemblage gaan. “Nu nog is er veel kennis bij de mensen. Die kennis gaan we in bibliotheken plaatsen en voeg je met een enkele muisklik de lasparameters voor in de lascel toe aan je 3D model.”
Robotprogramma’s zullen dan automatisch gegenereerd worden. Fysiek op de werkvloer zullen bedrijven hierdoor minder mensen nodig hebben. De behoefte aan hoger opgeleide medewerkers neemt toe. “Deze ontwikkeling appelleert aan smart industry”, zegt Paul Barendse.

Single piece production

Bij System 3R spreken ze over single piece production. Om deze automatiseringsgraad te bereiken, moeten we heel anders leren denken, meent Rob Rebel van Ertec dat System 3R in de Benelux vertegenwoordigt. “We werken niet meer met batches, maar met enkelstuks.” Software wordt volgens hem het belangrijkste aspect van automatiseringsconcepten. Het Zweedse automatiseringsbedrijf, onderdeel van GF Machining Solutions, heeft wereldwijd al meer dan 70 lineaire cellen geplaatst waarin de complete procesketen, van frezen, vonken, slijpen, reinigen tot en meten, is geïntegreerd. Standaard kunnen 4 tot 6 machines in de cel geïntegreerd worden. Materiaal en product staan op pallets met geïntegreerde ID-chips, machines zijn voorzien van nulpunt spansystemen.

“Software is echter doorslaggevend in het automatiseren van kleine series. Hoe manage je al die data? Dat is de crux.” Ondanks de ver doorgevoerde automatisering biedt het one piece production concept van System 3R dankzij de software de gebruiker veel flexibiliteit, benadrukt Rob Rebel. De software controleert bijvoorbeeld automatisch of gereedschappen aanwezig zijn voordat de robot een pallet laadt door het lezen van de gereedschaptabel van de machine. De ID-chips op de pallets koppelen alle data waaronder NC-programma’s en nulpuntverschuivingen.
Het systeem beslist zelf een andere order op de machine te plaatsen als om welke reden dan ook een product nu niet gemaakt kan worden. De werkvoorbereider kan elk moment ingrijpen en de prioriteiten anders leggen via de Cellmanager, een van de modules van de Workshopmanager. “Er kunnen producten in en uit de cel worden genomen zonder dat het proces stopt”, zegt Rob Rebel. Zo blijft flexibiliteit in een volledig geautomatiseerde cel behouden.

Robot gaat CNC-machine aansturen

Flexibiliteit is ook voor Bram de Koning van Cellro het sleutelwoord in automatisering. “De key in deze ontwikkeling zit niet zozeer in de hardware maar vooral in de software”, vertelt hij. Vandaar dat bij Cellro inmiddels 15 engineers bezig zijn met softwareontwikkeling en zo’n 20 in de toepassing. Bram de Koning verwacht dat de robotcel de master in het hele productieproces wordt en zelfs de machine gaat aansturen. Niet omgekeerd, zoals bijvoorbeeld Siemens en Kuka doen door de robot vanuit de CNC-besturing zowel te programmeren als aan te sturen.

“In de kern is de CNC-besturing daarvoor niet ingericht. Daarbij zullen er in zo’n cel steeds meer database beslissingen genomen worden en dat is niet de basis van een CNC-besturing. De robot wordt de master in het productieproces en gaat het hele speelveld sturen en monitoren. De CNC besturing wordt in dit concept een slave.” De bedieningsinterface van de machinebesturing wordt daarom minder belangrijk, want dergelijke cellen worden extern geprogrammeerd.