naar top
Menu
Logo Print

Industrie 4.0 bij verschillende bewerkingen

Lasersnijden, omvormen, ponsen & lassen

De trend naar Industrie 4.0 in de maakindustrie dendert verder als een trein, en dit in zowat alle disciplines die de maakindustrie rijk is. Een virtuele, papierloze 24/7-fabriek is helemaal geen verre droom meer. Van alle technieken binnen de plaatbewerking staat lasersnijden wat dat betreft al het verst, al valt ook bij de andere bewerkingen een en ander op te tekenen wat Industrie 4.0 betreft.

LASERSNIJDEN STAAT AL HET DICHTST BIJ EEN PAPIERLOZE SMART FACTORY

Dikkere platen

Fabrikanten zich wat het universeel inzetbare 2D/3D-laseren betreft de laatste jaren in toenemende mate technologisch gefocust op het verhogen van de vermogens en de straalkwaliteit, zodat ook dikkere platines sneller en met net wat minder braamvorming gesneden kunnen worden. Met name de fibertechnologie had daar een achterstand tegenover de CO2, maar met bronnen tot 8 kW is die intussen al bijna ingehaald.

De CO2-laser krijgt steeds meer concurrentie van de snellere fiber die ook aan vermogen wint

Slimme software

Op bedrijfskundig niveau evolueert de software razendsnel. Steeds slimmere versies van vrijwel 100% offline beschikbare software vaak ook op maat volgen elkaar in sneltempo op en stellen de plaatbewerker in staat om elke willekeurige vorm volkomen beheerst en snel uit te snijden met het behoud van een maximale flexibiliteit. Een dergelijke geperfectioneerde programmatuur kan zorgen voor een snelle, foutloze import (middels standaardformats als DXF) en de verwerking van de doorgaande stroom van digitale bedrijfsgegevens.

Het opstellen van offertes, de nacalculatie, de werkvoorbereiding en de materiaalhandling ... de software leidt alles in goede banen en neemt daarbovenop ook nog eens de voortschrijdende automatisering voor haar rekening. Door middel van RFID-chips, cassettes voor het zelfstandig wisselen van lenzen en nozzles (inclusief robotisering), tot aan de berekening van het ideale snijplan toe rekening houdend met de actuele snijparameters, een virtuele, papierloze 24/7-fabriek is helemaal geen verre droom meer. Van alle plaatbewerkingstechnieken staat lasersnijden wat dat betreft al het verst, op bepaalde aspecten zelfs onmiskenbaar verder dan de verspaning.

Een voorbeeld om dit punt te illustreren. Kort geleden werd de ByOptimizer uitgebracht, een onlineservice die dankzij het gebruik van een externe supercomputer op een efficiënte wijze intern opgestelde snijplannen uitkient en optimaliseert zonder extra programma of technologie. Daarbij wordt er gestreefd naar het opvoeren van de snijsnelheid en het braamvrij houden van snijkanten. Op termijn zal deze service uitgroeien tot een goed beveiligd 'cloud'-platform.

OMVORMEN STAAT AAN HET BEGIN

In tegenstelling tot het lasersnijden heeft het buigen als 3D-proces echter nog een lange weg af te leggen als het aankomt op een volledige ketenintegratie binnen de toekomstige 'Smart Factory'.

Analoge kennis blijft cruciaal

De inbreng van kennis en bekwaamheid van voor dit specifieke werk opgeleide vaklui uitstervend zonder bijdetijdse opleiding aan de kantbank of de buigmachine blijft onverminderd van cruciaal belang. Die hoogwaardige, bedrijfsspecifieke expertise is moeilijk in keiharde numerieke waardes vast te leggen of op te slaan. Bijgevolg wordt deze 'analoge' knowhow offline niet altijd efficiënt gebruikt. Het resultaat van het buigen met name de buighoek en de maatvoering wordt beïnvloed door een enorm aantal niet altijd eenduidig gedefinieerde parameters, zoals de materiaalkwaliteit, -dikte en -tolerantie, buigvolgorde, gereedschapsuitvoering, de machineconfiguratie en de sterkte van de simulatie.

Om het geheel te beheersen, inclusief de automatische gereedschapsset-up en de bibliotheek op de bank, moet er meer gemeten worden aan de machine, zo wordt er gesteld. Na het selectief filteren en analyseren dienen relevante, praktisch bruikbare digidata snel teruggekoppeld te worden naar zowel de achinebesturings- als de universele processoftware. Deze verbetering in de engineeringfase biedt de mogelijkheid samenwerkend met de nu beschikbare technologie om na enkele product- en procesiteraties een beter eindresultaat te realiseren met een verkorte doorlooptijd.

Automatische ToolCell gereedschapswisselaar met magazijn op de kantbank

Connectivity

Wat betreft de volledig transparante 'connectivity'-trend, zo typerend voor Industrie 4.0, wordt er een concrete voortgang gemaakt, zodat het bedrijfsproces soepeler aan te sturen is. Het enorme pakket van digitale transfergegevens maakt de optimalisatie en simulatie van verschillende oplossingen in de werkvoorbereiding (de CAM-Engineeringafdeling in de toekomst) mogelijk. Handige multitouchbeeldschermen, tablets en apps voor de aansturing en bewaking op locatie en op afstand worden intussen door de meeste fabrikanten al standaard meegeleverd. In de praktijk blijkt dat alleen al het nadenken over die mogelijkheden en over de terugkoppeling van de resultaten, tot nu toe ongekende oplossingen oplevert. Bovendien komt op die manier boven dat de kantbank meer kan dan de specs aangeven.

Materiaal verhoogt complexiteit kanten nog meer

Hoe moet er met nieuwe materialen met een hoge sterkte en een hybride samenstelling worden omgegaan? Deze problematiek werd wel vernoemd, maar niet verder uitgewerkt. Intussen is er wel een standaardplaat op de markt beschikbaar met nauwere toleranties en meer homogene eigenschappen in staal, aluminium en rvs. De nieuwste plaatmaterialen komen echter vooral naar buiten in de vorm van hogesterkte- en hybride soorten, met telkens heel specifieke kenmerken. Deze nieuwe materialen verhogen de complexiteit van het kanten nog meer. Toch begint ook de automatisering van het zetten vorm te krijgen. Ingebouwde sensoren spelen hierbij een centrale rol. ACB-meetsystemen voor een automatische controle en het autonoom in proces bijregelen van de buighoek vanaf stap 1 zijn intussen bij de meeste merken gangbaar.

Maar er is ook de mogelijkheid tot een alternatieve aanpak, namelijk het gebruik van nieuwe soorten, speciaal voor MKB ontwikkelde robots als de tweearmige Baxter. Dit type van mensvriendelijke, flexibele robot is makkelijk in simpele stappen te programmeren. Verder conventiedoorbrekend is dat ze voor korte tijd te huren zijn, waarbij er zelfs kan worden teruggevallen op de kennis en ervaring die binnen het Eindhovense instituut beschikbaar zijn.

PONSEN EN LASSEN ONZICHTBAAR

Ponsen en stansen zet men industrieel nog vaak in om series standaardvormen met een maximale plaatdikte van 8 mm mechanisch uit te snijden of (plaatselijk) te perforeren. Eventueel laat een hybride ponslasermachine in beperkte mate de combinatie toe met het productiviteits- en kwaliteitsverhogend om- en rolvormen van functionele elementen als de schroefdraad, verstevigingsranden en markeringen. Ook het doorzetten is een optie om gleuven, noppen en lippen aan te brengen voor de ontluchting en positioneringen, en zelfs voor complete scharnierdelen. Beide veelgebruikte processen zijn bovendien in technisch opzicht uitstekend te automatiseren. Ook hiervoor werkt het nesten
om plaatdelen optimaal te groeperen binnen een bepaalde plaatafmeting
op zich foutloos.

In de plaatbewerking puzzelt men steeds beter. Enerzijds via nestingsoftware om materiaal uit te sparen, anderzijds in het design van de onderdelen, zodat een stuk bijvoorbeeld in plaats van uit vier delen nu uit één stuk gemaakt kan worden