Maximale kwaliteit en duurzaam succes met automatisering en digitalisering

Deze ontwikkeling heeft zijn weg gevonden naar de eigen productie van de Duitse fabrikant en is daarom ook terug te zien in het productassortiment: in i4.0-compatibele apparaten tot de Haimer Automation Cube-robotcel, die geschikt is voor geautomatiseerd krimpen, voorinstellen en balanceren.

 “Efficiënte bewerking vereist naast krachtige machines en gereedschappen nauwkeurige gereedschapspantechnologie die ervoor zorgt dat precisie wordt overgebracht van de spil naar de snijkant”, zegt Andreas Haimer. Zo’n verklaring mag men verwachten van de directeur van Haimer, een toonaangevende fabrikant van klemtechnologie. Maar het is niet alleen om marketingredenen – het is gebaseerd op jarenlange ervaring. Haimer begon 45 jaar geleden als verspanende toeleverancier voor de luchtvaartindustrie en ontwikkelde al snel precisie klauwplaten vanuit zijn eigen eisen.

Ervaring in automatisering

Haimer heeft ook jarenlange ervaring in automatisering. Meer dan 20 jaar geleden besloot het familiebedrijf de eerste werktuigmachines uit te rusten met het laden en lossen van robots. Sindsdien is de automatisering goed verlopen, zo is te zien in de productiehallen op het hoofdkantoor in Igenhausen en het nabijgelegen Motzenhofen. In Motzenhofen vindt de zachte bewerking van de gereedschapshouders en alle precisiecomponenten voor krimp- en balanceermachines inclusief accessoires plaats. Tot 4.000 roterende gereedschapshouders kunnen daar per dag worden gedraaid en gefreesd voordat de warmtebehandeling plaatsvindt en ze vervolgens μm-nauwkeurig worden geslepen in Igenhausen. Daar vindt ook de uiteindelijke fijn balancering plaats.

Niet alle automatisering is complex

In Motzenhofen exploiteert Haimer onder andere een volledig geautomatiseerd productie-eiland met verschillende vijfassige DMG Mori Milltap 700 machines. Deze dynamische verticale bewerkingscentra zijn geschikt voor het boor- en freeswerk aan kleine componenten zoals de BT30- of SK30 steile kegelhouders. Productiemanager Manfred Mayr, verantwoordelijk voor ongeveer 100 werktuigmachines, legt uit: “We gebruiken een eenvoudige plug &play-totaaloplossing die automatisch laden en lossen door een Kuka-robot omvat. Onbewerkte onderdelen en geproduceerde componenten worden opgeslagen in drie laden, elk met ongeveer 78 plaatsen. Dit zorgt voor een onbemande productie gedurende 8 tot 20 uur.”

De automatisering van vier identieke DMG Mori NHX4000 bewerkingscentra, uitgerust met palletmagazijnen, is veel veeleisender. Mayr: “Twaalf pallets met verschillende componenten zijn beschikbaar voor verwerking. Dit maakt ons flexibel, zelfs bij kleine seriegroottes en snelle veranderingen in het productieproces.”

In de regel draaien de machines productief en probleemloos in 3-ploegendienst, onder toezicht van een enkele medewerker. Om de machines zo zelfstandig mogelijk te bedienen met een breed scala aan producten, liet Haimer de machines voorzien van een gereedschapsmagazijn met 183 plaatsen. Mayr beschouwt het als een belangrijke succesfactor dat alle gereedschappen voor deze machines zijn uitgerust met een RFID-chip op de gereedschapshouder, die op een apart station wordt ingelezen bij het wisselen in het magazijn. Zo ontvangt de controller de juiste gereedschapsgegevens van het voorinstellen digitaal van het Haimer Microset VIO lineaire voorinstelapparaat. Invoerfouten of verwisselingen zijn dus uitgesloten.

Topfunctionerende gereedschapsruimte

Een belangrijke voorwaarde voor de economische werking van de werktuigmachines is volgens de productiemanager de topfunctionerende en georganiseerde gereedschapsruimte: “De technologie die erin zit, is een kerncompetentie in ons bedrijf. Uiteraard gebruiken we hier onze eigen producten, van de krimp-, balanceer- en voorinstelmachines tot de gereedschapshouders en gereedschappen. Ze maken end-to-end digitalisering tot aan de machine mogelijk, wat een essentiële bouwsteen is voor geautomatiseerde, economische productie.”

Dit betekent dat alle gereedschappen voor alle frees- en draaimachines centraal worden voorbereid en beheerd in de gereedschapsruimte. Ze worden geassembleerd, gekrompen, gemeten, gebalanceerd – en alle gegevens worden digitaal vastgelegd. Dit gebeurt op de genoemde RFID-chips, via digitale interfaces zoals postprocessors of via QR-codes. Pas dan worden ze naar behoefte op speciale gereedschapswagens verpakt, die de machinebedieners vervolgens naar hun machine brengen.

Tool moet passen

De digitalisering van productieprocessen is niet alleen een succesfactor voor Haimer, maar voor elk bedrijf. “Omdat het gereedschap met zijn specifieke gegevens een essentieel onderdeel is van de procesketen bij machinale bewerking, moet het passen in de digitale productieomgeving”, legt Andreas Haimer uit. Dit betekent dat alle digitale mogelijkheden consequent worden geïmplementeerd – van het gereedschap zelf, de gereedschapshouder inclusief het klemproces, balanceren tot het voorinstellen en gebruiken van het gereedschap op de machine.

Vooral bij het doen van nieuwe investeringen moeten gebruikers ervoor zorgen dat elk element in de gereedschapsomgeving geschikt is voor Industrie 4.0 en kan worden geïntegreerd in de digitale workflow, adviseert Haimer: “Onze producten zijn volledig voorbereid op digitale productie. We hebben zelfs onze eigen tool management software ontwikkeld, de Haimer Data Analyzer and Controller (DAC), die de uitwisseling van doel- en werkelijke waarden en andere gereedschapsgegevens tussen de afzonderlijke stations in de gereedschapsruimte en het bedrijfsnetwerk vaststelt en beheert. Onze apparaten uit de Industrie 4.0-serie kunnen worden geautomatiseerd via digitale functies en interfaces. Ze zijn ook ontworpen voor maximale procesbetrouwbaarheid – een beslissende factor voor succesvolle automatisering.”

Haimer ondersteunt met zijn producten een scala aan automatiseringsmodellen. Het aanbod begint met individuele apparaten die verschillende werkstappen combineren, zoals het voorinstelapparaat Microset VIO lineaire toolshrink. Dit kan gereedschappen met μm nauwkeurigheid op lengte verkleinen en tegelijk de gereedschapsmeting overnemen. Dit is onder andere ideaal voor zustergereedschappen die altijd tot dezelfde grootte moeten worden verkleind. Hun gebruik in serieproductie of multi-spindel machines verhoogt de procesbetrouwbaarheid en minimaliseert de insteltijden.

Robotcel

Vorig jaar nog presenteerde Haimer op EMO Milano een veel verdergaande oplossing: de Shrink Automation Cube. Dit geautomatiseerde krimpstation bevat een cobot die het krimpen van gereedschappen ondersteunt met een hoge lengte herhaalbaarheid. De schaalbare cel wordt aangestuurd door het Haimer DAC Tool Management, terwijl de Haimer voorinstel- en balanceringstechnologie erin kan worden geïntegreerd.

Er is ook een scanner voor het uitlezen van duidelijke gereedschapscombinaties en een transportband die varieert in lengte.
Met dergelijke apparatuur kan bijvoorbeeld het volgende proces worden gerealiseerd: De gebruiker plaatst een versleten gereedschapssamenstelling (bestaande uit gereedschapshouder en gereedschap) op de transportband en zorgt voor een nieuw gereedschap. De cobot pakt het samengestelde gereedschap op en identificeert dit via een unieke datamatrixcode (optionele RFID). Dan pakt hij het nieuwe gereedschap en meet de gereedschapspunt. Ondertussen beweegt de spoel zich op de versleten gereedschapssamenstelling, krimpt het oude gereedschap en vervolgens het nieuwe tot de opgeslagen vrijdragende lengte. Na luchtkoeling is dit klaar voor gebruik. Het oude gereedschap wordt verwijderd.