De slimme lasfabriek is een puzzel

Het gehele proces van CAD model tot eindproduct zo slim, snel en flexibel mogelijk inrichten. Dat is de doelstelling van het project Smart Welding Factory, ofwel de slimme doordachte lasfabriek. De belangstelling van MKB-bedrijven om hieraan deel te nemen lijkt groot. De aftrapbijeenkomst eind mei voor ondernemers in Gelderland en Overijssel bij Aebi Schmidt in Holten trok maar liefst 60 deelnemers. Driekwart van hen gaf aan mee te willen doen dan wel mee te willen kijken. Het project is opnieuw gepresenteerd op 15 juni tijdens de Jaarconferentie Nationaal Techniekpact 2020, waarmee het ook landelijk is uitgerold.

Ard Hofmeijer, innovatiemanager bij het Nederlands Instituut voor Lastechniek (NIL), is verheugd over de vele positieve reacties. “Maar de ondernemers die onze eerste bijeenkomst bezochten zijn ook blij dat er eindelijk weer eens een gericht initiatief voor de lastechnologie is. Dat is er lange tijd niet geweest.”
Smart Welding Factory (SWF) is een initiatief van NIL, LAC en de bedrijven Gems in Vorden, producent van tanks en apparaten, en Aebi Schmidt in Holten, producent van strooi- en veegmachines. Zij willen een lasfabriek realiseren, die de flexibiliteit van een handlasser, de productiesnelheid van robotica en het gemak van een druk op de knop met elkaar combineert. In zo’n lasfabriek kunnen kleine series met een grote variatie efficiënt en rendabel worden gelast; daar gaat het om.
De initiatiefnemers willen hun doel bereiken door de krachten van vele bedrijven te bundelen. Dat gaat veel sneller en kost veel minder dan wanneer iedereen voor zichzelf aan de slag gaat. Uiteindelijk zullen alle deelnemers van de resultaten profiteren.

Programmeren kost veel tijd
De casus die technisch directeur Fred Harbers van Aebi Schmidt tijdens de aftrapbijeenkomst schetste, is illustratief voor de problematiek waar veel lassende MKB-bedrijven tegen aan lopen. Aebi Schmidt beschikt sinds 2013 over twee lasrobotinstallaties. Het probleem is niet de robot, die doet het wel als je hem goed aanstuurt. Het probleem is wel dat het opzetten van een programma veel tijd kost. Ondanks de software is het nog veel manueel (weliswaar offline) elk lasje leggen. Bij grote series kan dat wel, maar bij kleine series niet. “De verleiding om toch maar te gaan handlassen is dan groot”, aldus Harbers. “Maar dat wil je niet, want je wilt je productiekosten juist terugbrengen. Bovendien zullen er in de toekomst steeds minder lassers zijn. We moeten gewoon automatiseren.”
Aebi Schmidt probeert de programmeertijd te bekorten door een bibliotheek op te bouwen met een groot aantal configuraties die het bedrijf al heeft gemaakt. “We zeggen tegen onze ontwikkelafdeling: gebruik deze zo veel mogelijk. Door deze herhalende configuraties hebben we bij veel producten geen productspecifieke lasprogramma’s meer. Het is het begin van een oplossing; niet ideaal, maar het is een oplossing.”
Harbers’ ideaalbeeld is dat datgene wat de constructeur bedenkt (het CAD model) in een black box kan worden geduwd, waarna de robot onmiddellijk begint een foutloos product te lassen. “De programmeertijd moet korter worden. Gebeurt dat niet dan wordt het geautomatiseerd lassen van kleine series moeilijk. Daarom willen wij daarmee aan de slag.”

Drie fieldlabs
Dat gaat gebeuren in de SWF. Deze richt zich op het implementeren, delen en doorontwikkelen van kennis aangaande slimme las-automatiseringsoplossingen. “Heel toepassingsgericht”, zegt Ard Hofmeijer: “We werken aan technologieën die binnen afzienbare tijd op de werkvloer kunnen worden toegepast.”
De SWF start met drie fieldlabs: bij Gems, bij Aebi Schmidt en bij het LAC in Enschede. Gems en Aebi Schmidt doen allebei aan MG/MAG lassen met systemen van Valk Welding met Panasonic robots. Zij zullen zich vooral daar op richten. Het LAC gaat procesonafhankelijk te werk; met MIG, MAG, maar bijvoorbeeld ook met laserlassen. Ook gaat het LAC ‘robotprogrammeersoftware-onafhankelijk’ ontwikkelen.

Meekijken
Andere bedrijven kunnen hierbij aanhaken. Ze hebben de keuze mee te kijken of mee te doen. Meekijken betekent dat de fieldlabs kennis met hen gaan delen. Dat kan op verschillende manieren. Men kan meekijken in het productieproces in de fieldlabs of binnen deze faciliteiten een proefproductie opzetten om concreet te ervaren wat de mogelijkheden in het eigen bedrijf zijn. Ook kan een fieldlab zorgen voor ondersteuning bij offline robotprogrammeren met behulp van verschillende softwarepakketen en bij het bereiken van processtabiliteit met het oog op automatisering. In de toekomst zal ook worden aangeboden ondersteuning bij automatisch offline robot programmeren, integratie van een WPS database, het realtime monitoren en/of geautomatiseerd bijsturen van het lasproces en geautomatiseerd dataloggen ten behoeve van certificering (bijvoorbeeld EN1090). Hofmeijer: “We willen bij SWF ook laaghangend fruit plukken. Er is tegenwoordig technisch veel meer mogelijk dan dat er op de werkvloer wordt uitgevoerd. Door bijvoorbeeld het integreren van een lasnaadvolgsysteem of een lasersensor kan al snel progressie worden geboekt. Dat willen we zeker stimuleren.”

Meedoen
Bedrijven kunnen ook actief meedoen en partner worden van SWF. Ze treden dan toe tot een innoverende club bedrijven en ontwikkelen zelf een puzzelstukje van de lasfabriek van morgen. Deze kennis wordt dan gedeeld met de andere projectpartners, die in ruil daarvoor ook hun puzzelstukjes delen. Daarbij blijft iedereen eigenaar van de door hem zelf ontwikkelde kennis.
In de Ronde Tafel gesprekken tijdens de startbijeenkomst bij Aebi Schmidt bleek dat er meer dan voldoende interessante puzzelstukjes zijn, die opgelost moeten worden om de puzzel van de slimme lasfabriek te leggen. Elk bedrijf dat geautomatiseerd kleine series last heeft wel een prangend probleem. Bijvoorbeeld het tijdrovende wisselen van de mallen, het gebrek aan flexibiliteit om een robot voor verschillende taken in te kunnen richten, de tolerantieverschillen van basismaterialen, maatafwijkingen of het herontwerpen van producten. “Uitgangspunt is dat iedere deelnemer aan de slag gaat met iets dat voor hem zelf waardevol is”, aldus Hofmeijer. “Het is ook mogelijk in samenwerking met ons tot een plan komen. Misschien is het waardevol om een methode te ontwikkelen waardoor lasmallen en/of hechtlassen overbodig worden gemaakt. Een ander idee is om een systeem te ontwikkelen dat automatisch een CAD-model genereert aan de hand van ingegeven variabelen.”
Wie mee doet, wordt geacht een intern budget van 20.000 tot 40.000 euro in 2 jaar tijd voor ontwikkelingskosten vrij te maken. Om aan te sluiten bij de samenwerking dient men een plan in te dienen dat beschrijft wat men gaat ontwikkelen en welke toegevoegde waarde dat heeft. Op basis van onder andere dit plan word de toetreding van nieuwe partners geaccepteerd.

Fabrikanten triggeren
De SWF-partners hopen dat de samenwerking van meerdere bedrijven fabrikanten van lasrobots en software ook zal aansporen tot het ontwikkelen van oplossingen, die MKB bedrijven met kleine series verder helpen. Hofmeijer: “Wij hebben voor Gems en Aebi Schmidt over de hele wereld gezocht naar mogelijkheden om hun productie te versnellen. We hebben echt gekeken hoe goed de bestaande programmeersoftware is en daarbij vastgesteld dat het offline programmeren redelijk goed werkt. Maar software voor het automatisch programmeren vanuit een CAD model is er nog niet. Daar zijn wel verschillende leveranciers mee bezig en we verwachten dat er binnen 1 à 2 jaar wel iets op de markt komt.”
Er worden bewust geen robot- en softwareleveranciers bij de SWF betrokken. Hofmeijer: “We willen de keus echt aan de gebruikers geven en voorkomen dat leveranciers een te groot stempel drukken op het project. Wel willen we hen triggeren om hier op in te spelen.”