Kleine investering in referentiesysteem geeft grote tijdwinst

Begin dit jaar kocht Machinefabriek Heerbaart vijf pallets voor het kort daarvoor in gebruik genomen Mazak bewerkingscentrum. De pallets zijn van het type Delphin van automatiseerder System 3R. In overleg met leverancier Ertec zijn ze voorzien van verschillende opspansystemen, zoals drieklauwen en centrumspanners, die ze geschikt maken voor uiteenlopend gevormde producten. Omdat de machine bijna uitsluitend voor enkelstuks- en kleinseriebewerking wordt ingezet, worden volgens Han Lohuis, hoofd Technical Department, “bij het instellen per dag uren teruggebracht tot minuten.”

Machinefabriek Heerbaart in Hengelo, gespecialiseerd in frees- en draaicomponenten, levert vooral aan de (petro-)chemische, hydraulische en filterindustrie. Met een up-to-date machinepark worden klantspecifieke producten van uiteenlopende materialen in doorgaans kleine series vervaardigd: flenzen, orifice-flenzen, fittingen, o-lets en andere producten. De onderneming beschikt over moderne engineering- en testfaciliteiten. Met het oog op korte levertijden houdt men veel producten op voorraad. De werkplaats beschikt onder andere over 3- en 5-assige bewerkingscentra geschikt voor grotere producten, een draaifreesmachine en draaimachines (maximale capaciteit 1800 mm).
Voor de Mazak machine, een 3-assig verticaal bewerkingscentrum (type 530 C), was het direct duidelijk dat de toepassing van een nulpuntspansysteem een grote efficiëntieverbetering zou brengen. Lohuis: “Dit is geen machine die 24/7 wordt ingezet, voor grote series productiewerk. De seriegrootte varieert van één tot enkele stuks, soms enkele tientallen producten die met een hoge precisie worden bewerkt. Dat vereist nauwkeurig instelwerk, in combinatie met andere werkzaamheden zoals reinigen. Je bent gauw een half uur kwijt, zo niet meer, en omdat er per dag meerdere productwisselingen zijn, is inzet van een palletsysteem een aantrekkelijke optie.”

Vaste referentie
Gekozen werd voor het Delphin nulpuntspansysteem van System 3R. De wereldwijde leverancier van gereedschapsystemen en software voor palletisering en automatisering van precisieproductie ontwikkelde de Delphin-serie voor het vastklemmen van kleinere componenten. Net als bij de grotere broer, Delphin Big, wordt de machinetafel voorzien van kegelvormige opnamen (‘chucks’) die dienen als vaste referentiepunten, met een positioneringsnauwkeurigheid binnen 5 µm. Het systeem stelt een limiet van 3 ton aan het werkstukgewicht (10 ton bij Delphin Big). Het is in een hydraulische (zoals bij Heerbaart) en pneumatische uitvoering te verkrijgen.

Opspansystemen
Het grote voordeel van een nulpuntspansysteem, ook wel referentie- of palletsysteem genoemd, ligt in de verkorting van de omsteltijden. Werkstukken worden buiten de machine opgespannen. Vanwege de uiteenlopende afmetingen en vormen worden daarvoor opspansystemen gebruikt, zoals drieklauwen (voor ronde werkstukken) en centrumspanners. Deze laatste zijn voorzien van aluminium bekken, die gemakkelijk door de gebruiker door frezen een bepaalde vorm kunnen krijgen. Lohuis: “We gebruiken bijvoorbeeld bekken die aan de ene kant recht zijn en aan de andere geprofileerd, zodat ze redelijk universeel zijn in te zetten. Ook hebben we zelf opspanblokken gemaakt met twee rijen van vier draadgaten waarin kleine asvormige producten kunnen worden gedraaid. Met deze vorm van meervoudige opspanning kunnen we op vier pallets op de werkstuktafel in één keer tot 32 producten bewerken.”

Voordelen
Eenmaal op een pallet gefixeerd, kan het product op één machine diverse bewerkingen ondergaan, zoals bij Heerbaart, maar ook – de situatie bij veel andere bedrijven – achtereenvolgens op verschillende machines worden bewerkt. Zou het product steeds opnieuw in de machine moeten worden opgespannen, dan kost dat niet alleen veel insteltijd, maar gaat dit ook ten koste van de nauwkeurigheid. Niet toevallig worden dergelijke referentiesystemen dan ook vooral toegepast bij bedrijven die hoge precisie-eisen stellen. De voordelen van een nulpuntspansysteem zijn, samenvattend, drieërlei: korte insteltijden, betere machinebezetting, hogere precisie.
Een voordeel van de hydraulische systemen tegenover de pneumatische is het ‘beheerste dalen’ van het werkstuk bij de opspanning. Tussen werkstuk en pallet wordt een speling van 2 mm in acht genomen, waarna het werkstuk langzaam ‘landt’ op de pallet. Vooral bij zware werkstukken komt deze bescherming van de steunvlakjes (‘Z-supports’) van de chuck tot haar recht. De Z-supports worden tijdens de opspanning gereinigd wat de nauwkeurigheid op lange termijn ten goede komt.
Han Lohuis: “Het is ondoenlijk om exact te berekenen welk financieel voordeel dit nulpunt-spansysteem ons heeft gebracht. Ik durf wel te zeggen dat deze investering zich dubbel en dwars terugverdient en dus alleszins verantwoord is geweest.”