AUTOMATISERING OP MAAT VAN VERTICALE emag dRAAIBANKEN

Bij Räder-Vogel zorgt een robotcel op maat van HALTER CNC Automation voor de continue belading van werkstukken op twee verticale draaibanken. Het project laat zien hoe een bijna gestandaardiseerde oplossing kan worden omgezet in automatisering op maat.

Räder-Vogel levert wielen en zwenkwielen voor industriële trucks, transport- en opslagtechniek, industrie, handel en commercie. Op een totale oppervlakte van bijna 20.000 vierkante meter produceert het bedrijf dagelijks meer dan 30.000 wielen met meer dan 25 verschillende wielbekledingsmaterialen.

“Onze productie is verdeeld in drie gebieden. Fabriek 3 is verantwoordelijk voor het spuitgieten en het maken van gereedschappen en matrijzen. Hier worden onder andere de kunststof onderdelen voor onze oplossingen geproduceerd. In fabriek 2 bevindt zich onze eigenlijke kernexpertise, want hier maken wij de bekledingen voor onze wielen. Fabriek 1, ten slotte, is de thuisbasis van de mechanische productie, waar we jaarlijks meer dan 8.000 ton gietijzer en staal verwerken voor de productie van onze wielkernen op meer dan 30 draai- en bewerkingscentra,” legt Jan Hoick, hoofd van de verspaningsafdeling bij Räder-Vogel, uit.

Korte doorlooptijden dankzij parallelle productie
Het machinepark in fabriek 1 omvat ook twee EMAG VL5i verticale draaibanken voor de productie van wielkernen in een tweezijdig bewerkingsproces, waarbij één zijde van een wielkern wordt geproduceerd op elk van de twee onafhankelijke machines. Volgens Jan Hoick heeft dit doorslaggevende voordelen: “Door beide zijden van de wielkern parallel te bewerken met een bewerkingstijd van ongeveer 1 minuut per zijde, hebben we korte spaan-tot-spaan tijden, omdat de hoofdspindels van de machines ook dienen als pick-up stations voor de onderdelen. Bovendien kunnen de machines gemakkelijk worden omgesteld, wat soms meerdere keren per dag het geval is.”

Gedeeltelijke automatisering met beperkte werkstukbuffer
De machines hebben elk een circulerende transportband voor het aanvoeren van materiaal en het afvoeren van half afgewerkte en afgewerkte stukken. In het verleden waren beide draaibanken met elkaar verbonden met een transfer- en draai-eenheid van EMAG voor de werkstukoverdracht van OP10 naar OP20.

Een doorslaggevende tekortkoming: de transportband als werkstukopslag voor de machines heeft slechts een beperkte capaciteit van maximaal acht onderdelen. Daarom moest er permanent een medewerker ter plaatse zijn om de band van de ene machine voor OP10 te laden en de afgewerkte stukken van de band van de tweede machine naar OP20 te brengen.

Toenemende focus op robotica
“We hebben enige tijd geleden ingezien dat niet alleen het tekort aan geschoold personeel, maar ook het tekort aan personeel in het algemeen een steeds relevanter probleem wordt en hebben daarom besloten om ons meer te richten op automatisering met robots. Om in deze context belangrijke ervaring op te doen, kozen we voor de twee verticale draaibanken van EMAG als een van de eerste automatiseringsprojecten,” zegt Jan Hoick.

Het doel van de beoogde oplossing was om de machines automatisch te voorzien van meer onderdelen dan voorheen voor tweezijdige bewerking, en tegelijkertijd de hoeveelheid arbeid die voorheen nodig was te verminderen. “Daarom hebben we verschillende offertes voor automatiseringsoplossingen ontvangen. Uiteindelijk trok de robotcel van HALTER CNC Automation ons over de streep, vooral vanwege de eenvoudige en intuïtieve besturingssoftware.”

Standaard cel aangepast aan de specificaties van de klant
Concreet gaat het om een HALTER Turnstacker Premium 25 voor het automatisch laden en ontladen van draaibanken. Het indrukwekkend eenvoudige automatiseringsconcept van de robotcel is duidelijk voor iedereen die hem ziet. Terwijl de robot de ruwe onderdelen voor het beladen van een machine uit de individueel configureerbare werkstukbuffer aan de voorkant haalt, in dit geval een draaitafel met stapelstations, kunnen de afgewerkte onderdelen die na de bewerking door de robot worden teruggestuurd, aan de achterkant van de cel worden verwijderd en kan de werkstukbuffer met nieuwe werkstukken worden geladen.

Voor gebruik op de EMAG-draaibanken werd standaard robot cell van HALTER CNC Automation aangepast aan de individuele eisen van Räder-Vogel, zoals wordt geïllustreerd door Jan Hoick's beschrijving van een typische productievolgorde: “De robot laadt de transportband van de eerste machine continu met werkstukken voor OP10.

Zodra één zijde van het wielcentrum bewerkt is, neemt hij het half afgewerkte werkstuk van de band, transporteert het naar een omkeerstation en plaatst het in de juiste positie voor OP20 op de band van de tweede machine. De werkstukruimte op de transportband van de eerste machine die hierdoor vrijkomt, wordt door de robot opnieuw beladen met een werkstuk uit het magazijn voor onbewerkte onderdelen. Tot slot gaan de afgewerkte onderdelen niet terug naar het de Halter robotcel, maar worden ze door de robot op een europallet gedeponeerd.”

Continu aanvullen voor productie
De draaitafel van de robotcel heeft in totaal 12 stapelstations, waarvan er vier toegankelijk zijn voorhandmatig laden aan de achterkant van de cel, die voorzien is van een scheidingswand. Jan Hoick legt uit: “10 stations zijn permanent beladen met in totaal ongeveer 50 werkstukken. Dit betekent dat er altijd twee stations vrij zijn voor nieuwe werkstukken, nadat ze door de robot zijn verwerkt.

Het eigenlijke productieproces kan dus volledig automatisch verlopen, want de robot zorgt continu voor de aanvoer van ruwe onderdelen voor OP10, zorgt voor de overdracht van onderdelen tussen de twee machines en neemt na OP20 ook de opslag van de afgewerkte onderdelen over.”

Onbemande productie in de derde shift
Waar vroeger een machineoperator en een extra productiemedewerker nodig waren om de draaibanken te beladen en te ontladen, kan de productiemedewerker zich nu wijden aan andere taken in de fabriek. Volgens Jan Hoick is een permanente aanwezigheid van medewerkers bij de machines sowieso niet meer nodig: “De machineoperator die nog verantwoordelijk is voor een ander systeem hoeft nu alleen nog maar af en toe de werkstukbuffer van de robotcel te laden met ruwe onderdelen, zodat de productie continu doorloopt. De productie vindt meestal plaats in drie ploegen. Vóór de derde ploeg bereiden we de werkstukbuffer ook zodanig voor dat de systemen tot diep in de nacht volledig onbemand kunnen produceren.”

Het systeem van HALTER CNC Automation werd in januari 2023 bij Räder-Vogel geïnstalleerd. Jan Hoick is zeer tevreden over het gehele verloop van het project, van planning tot realisatie en de resultaten: “Halter heeft al onze wensen snel en flexibel omgezet en ook direct gereageerd op verdere eisen van onze kant, bijvoorbeeld door de robotkinematica aan te passen vanwege de herpositionering van de pallet met afgewerkte werkstukken in de productieruimte of de opslag van de afgewerkte werkstukken op verschillende palletniveaus. Halter hield ook altijd een open oog op de veiligheid in alle projectfasen en liet niets te wensen over.”