Valk Welding: 2002

De Vermolen Groep is producent van onder meer grote aantallen verkeersborden. In 2000 nam deze fabrikant de productiefaciliteit van Nederland-Haarlem in Haarlem over, met de bedoeling hier een groot deel van alle kleine tot middelgrote verkeersborden als halffabrikaat voor de gehele groep te gaan verzorgen. Met het bestaande productieproces bleek de vereiste productieverhoging niet mogelijk te zijn. In nauwe samenwerking met robotintegrator Valk Welding en andere partijen werkte de Vermolen Groep aan een vernieuwde productiecel, die niet alleen flexibel en gebruiksvriendelijk is maar vooral een storingsvrije en onbemande productie moet waarborgen.

Hoewel de productie van verkeersborden binnen de metaalbewerking natuurlijk geen high-tech werk is, blijkt het toch niet eenvoudig de productielogistiek daarbij te automatiseren. Hoe integreer je de afzonderlijke metaalbewerkingen, hoe vang je de bewerkingskrachten op in onder meer de robots, hoe zorg je voor een nauwkeurige en constante positionering en het belangrijkste, hoe behoud je de flexibiliteit om verschillende producten door elkaar te produceren? Dat zijn vragen waarvoor de Vermolen Groep zich gesteld zag.

Onbetrouwbaar
De productiefaciliteit van Nederland-Haarlem, die medio 2000 door De Vermolen Groep werd overgenomen, had met de inzet van een robot al een behoorlijke automatiseringsgraad bereikt. De robot pakte een plaat op en bracht deze achtereenvolgens onder een uithoekstempel, een rolkantbank en een stempel om de hoeken dicht te drukken. Het product kon vervolgens aan de haak worden gehangen voor het voorbehandelingproces. Concept en robot waren afgestemd op de seriegroottes van de vorige eigenaar van deze verkeersbordenfabriek. De Vermolen Groep had met de overname van deze Haarlemse productiefaciliteit veel ambitieuzere plannen. Hier zou een groot deel van de productie van de aluminium halffabrikaten van álle vestigingen van de Vermolen Groep worden geconcentreerd. Niet alleen de kwaliteitseisen moesten daartoe omhoog, maar zeker ook de inschakelduur van de aanwezige robotcel. Manager Productie & Logistiek Ir. Bram Bruinsma: "Toen we de output van de cel gingen opvoeren, kwamen de problemen met de betrouwbaarheid en veiligheid aan het licht, waardoor het noodzakelijk werd de bestaande automatisering geheel te herzien."

Massatraagheid
Bram Bruinsma hield de ontwikkeling van een nieuwe gerobotiseerde productiecel en daarbij behorende logistiek en systeemintegratie in eigen hand, besteedde de bouw van de besturingen van de randapparatuur uit aan een engineeringbureau en ging voor een nieuwe robot in zee met Valk Welding. Deze lasspecialist uit Alblasserdam is zover met de integratie van robots in het lasproces, dat hij zich als robotintegrator ook richt op productielogistiek in andere sectoren in de metaalbewerking. Zo werd bij de Vermolen Groep een Nachi handlingrobot in de productie geïntegreerd. Deze bleek geschikt om het relatief slappe product, met een grote massatraagheid, exact onder de bestaande bewerkingsstations te positioneren. De bewegingssnelheid van de robot past zich aan de massatraagheid van het product aan. Uniek is daarbij dat het product wordt gezet in de rolkantbank, zonder aanslagen te gebruiken. De rol-kantbank (de radius waarmee verkeersborden worden gekant is groot) is een speciaal voor dit proces gebouwde machine. De vereiste nauwkeurigheid wordt in zijn geheel bereikt door de hoge positioneringnauwkeurigheid van de robot. De stijfheid van de toegepaste zuignappen speelt daarbij ook een belangrijke rol.

Flexibel
Aan de besturingsunit wordt op een touch screen (aanraakscherm) aangegeven hoeveel borden van welke maat en welke vorm moeten worden gemaakt. In totaal zijn ongeveer 90 verschillende vormen en afmetingen, dus 90 x 90 = 8100 verschillende producten mogelijk. Alle afmetingen kunnen zonder enige programmeerhandeling worden geproduceerd. De productiecel kan dan ook door ongeschoolde werknemers worden bediend. De productie kan bovendien voor een andere vorm en afmeting worden onderbroken en zet daarna de lopende productie voort.

De gehele productiecel wordt omsloten door een hekwerk, dat niet geopend kan worden zonder de hydraulische en pneumatische druk van het geheel af te halen. Tijdens een demonstratie werd de productie van rechthoekige borden stopgezet en een driehoekige plaat op de stapel gelegd. In de besturing werden alleen afmeting en vorm aangegeven, waarbij de gereedschapopstelling van de rolkantbank automatisch werd gewijzigd en het product kon worden gemaakt. Vervolgens werd de lopende productie van de rechthoekige borden weer voortgezet. Bram Bruinsma: "Juist deze mogelijkheid van 'inbreken' en automatisch omschakelen maakt de cel zeer flexibel."

50% productieverhoging
Zoals bij veel gerobotiseerde productiesystemen ligt de productiesnelheid niet hoger, maar wordt de verhoging van de productiecapaciteit bereikt door een continue inzet. Doordat de cel ook na werktijd door kan draaien wordt de continuïteit sterk verhoogd, waardoor de productiviteit met de helft is gestegen. De hele productielijn wordt over steeds langere periodes onbemand ingezet en zal uiteindelijk 24 uur per etmaal draaien. De betrouwbaarheid van de robot is hiervoor niet langer meer een beperking. Bram Bruinsma: "Nee, bottleneck daarbij is de capaciteit van de materiaalaan- en afvoer, die moet worden opgevoerd. Inmiddels produceren wij ook verkeersborden als halffabrikaat voor derden, waardoor de totale capaciteit nog verder moet worden opgevoerd. Door de grote massatraagheid van de producten is het niet mogelijk bijvoorbeeld de ijlgangsnelheid van de robot te verhogen. Daarom wordt als mogelijke oplossing een tweede robot binnen de productiecel overwogen."

Speciale kantrobot
De bij Vermolen opgedane ervaring met de inzet van een Nachi robot die veel verder gaat dan alleen 'handling', maakt volgens Valk Welding de weg vrij naar een bredere toepassing in de plaatbewerking. Denk daarbij aan de aanslagvrije positionering op de kantpers. Valk Welding introduceert binnenkort een speciale kantrobot die aan bestaande en nieuw te leveren kantbanken kan worden gekoppeld. Deze kantrobot kenmerkt zich door minimale programmering en volgt de producten tijdens de kantbeweging met minimale cyclustijden en maximale nauwkeurigheid als resultaat.