Valk Welding: Projecten in de media

Bij de keuze voor een nieuwe robotlasinstallatie gaven voor Zuidberg, fabrikant van fronthefsystemen, twee aspecten de doorslag: het programmeersysteem en het semi-automatische kalibratiesysteem.

Een configuratie met acht werkstations staat garant voor een hoge efficiëntiegraad bij het automatisch lassen van een grote variëteit aan producten uit dik plaatstaal.

Voor Zuidberg Techniek Holding is het lassen met robots geen nieuwe techniek die, zoals vaak, tot een grondige herbezinning op het productieproces noodzaakt. Al veertien jaar geleden verschenen de eerste lasrobots in de werkplaats van de succesvolle fabrikant van fronthefsystemen voor tractoren uit het in de Noordoostpolder gelegen Ens. Fronthefsystemen zijn hulpmiddelen voor landbouwmechanisatie. Ze worden aan de voorzijde van een landbouwtrekker gemonteerd waarmee de trekker geschikt is voor het heffen en laten zakken van machines voor grondbewerking. Het frame, waarmee het hefsysteem aan de trekker wordt gemonteerd, wordt als een geheel aan de dealers c.q. de fabrikanten geleverd in plaats van in onderdelen (twee schetsplaten en een losse topplaat). Dit vereenvoudigt en versnelt de montage. De hele fronthefinstallatie kan in één keer aan de trekker worden gemonteerd. Chef Lasserij Martin van Dijk spreekt van een klantgericht, logistiek voordeel: “we leveren de hef online aan. Nog voordat de trekker de fabriek verlaat, komt het systeem binnen en wordt dan snel gemonteerd. We passen deze werkwijze al een jaar of vijf toe, maar merkten wel dat de bestaande robotlasinstallatie niet meer optimaal voldeed. Die was namelijk gericht op halffabrikaten, niet voor 3D-samenstellingen, met langere doorlooptijden. Bovendien was de productie in enkele jaren verdubbeld van honderdvijftig naar driehonderd stuks per week. Ook vanwege de forse omsteltijden liep de productie af en toe vast. Het werd daarom tijd om het hele robotlasproces op de schop te nemen”.


Blik op de vier werkstations aan de ene zijde van de traverse, die zelf schuilgaat achter de rode gordijnen. Het werkstation waar wordt gelast, is geheel afgeschermd. Op het station daarnaast wordt een nieuw werkstuk opgespannen. Op de voorgrond zien we enkele gedeeltelijk afgelaste montage frames.

De nieuwe installatie, resultaat, van intensieve brainstormsessies met leverancier Valk Welding en medewerkers van Zuidberg, kenmerkt zich door een bijzondere configuratie. Twee identieke Panasonic TAWERS robots zijn geplaatst op een vijftien meter lange traverse met aan beide zijden vier werkstations. Zeven van de acht stations zijn voorzien van tot duizend kilo belastbare manipulatoren; twee daarvan zijn uitgevoerd met tegenlagers. De werkstations zijn uitgerust met Panasonic MIG/MAG-stroombronnen (350A). De robots verplaatsen zich van werkstation naar werkstation. Waar gelast wordt, schuift een gedeeltelijk transparant gordijn over de werkplek ter bescherming van de werknemers. Alle schadelijke lasrook wordt tijdens het lassen uit het werkstation afgevoerd. Met dit geheel kunnen niet alleen de inmiddels gedeeltelijk genormaliseerde hefunits in een gereduceerd, maar nog steeds respectabel aantal uitvoeringen compleet worden afgelast, evenals een aantal losse onderdelen van hefsystemen.


Een in de manipulator opgespannen werkstuk.

Voor het omwisselen van de mallen is aanzienlijk meer tijd beschikbaar dan bij het vorige systeem, terwijl de robots een theoretische inschakelduur van honderd procent hebben. In de praktijk zegt Van Dijk met tachtig procent al heel tevreden te zijn.


De nieuwe functies 'Lift Start' en 'End Start' staan garant voor een fraaie, strakke lasnaad, terwijl de druppelvorming aan begin en eind van de lasnaad sterk gereduceerd is.

Offline programmeren
“Er zijn meer aanbieders die deze componenten in een logisch samenwerkende constellatie kunnen leveren. Voor ons was beslissend voor de keuze voor Valk Welding het 3D offline programmeersysteem DTPS G2 waarmee je op een gebruikersvriendelijke manier lasprogramma’s kunt opstellen, testen, op botsingsgevaar bijvoorbeeld, en optimaliseren. Niet meer aan de robot zelf, wat veel te veel tijd zou kosten, maar offline. De robot kan dus doorproduceren.

Demonstraties van het systeem bij Valk Welding zelf en bij enkele van diens klanten trokken ons over de streep. Een ander groot voordeel is de mogelijkheid om zonder problemen programma’s van de ene naar de robot, van de ene manipulator naar de andere te sturen. Eenmalig gemaakte programma’s zijn dus universeel inzetbaar; bovendien is de programmeertijd zelf een stuk korter geworden. Vroeger waren we al gauw een halve dag kwijt, met DTPS G2 aanzienlijk minder.”


De TAWERS robot in actie.

Snelle herkalibratie
Een andere belangrijke voorziening die de keuze voor Valk Welding mede bepaalde is het semi-automatische kalibratiesysteem waarmee de TAWERS-robot is uitgerust. Bij een aanvaring of andere ongewenste onderbreking registreert de nieuwe servosoftware overmatige belasting op de lastoorts en robotarm. De besturing schakelt dan automatisch over op ‘soft-servo’, waardoor de robotarm als het ware slap valt en geen schade kan veroorzaken. Het nulpunt kan vervolgens weer opnieuw worden ingesteld en waarna het lassen kan worden voortgezet zonder dat het programma regel voor regel nagelopen dient te worden. “Toen de robots pas waren geïnstalleerd, hebben we geregeld van die mogelijkheid gebruik gemaakt”, zegt Van Dijk. “Nu is het wat minder.” Als pluspunten noemt hij daarnaast de geïntegreerde besturing voor stroombron, robot en externe assen. Een aparte voorziening vormt de compressorkoeling waarmee de temperatuur van de toortsen tussen zekere grenzen constant wordt gehouden, dit om spatvorming in de pascup te voorkomen. Wanneer de compressor niet loopt, of de beschermende gordijnen niets luiten, zorgt een aparte beveiligingsunit ervoor dat er niet gelast kan worden. Het plc-gestuurde veiligheidssysteem is door Henk Zuidberg in samenwerking met Spit Elektronica te Almelo ontwikkeld. Met de ingebruikname van de nieuwe installatie heeft Zuidberg niet alleen de productiviteit van het lasproces flink opgevoerd, voornamelijk door verhoging van de inschakelduur van de robots, maar ook de stap gezet naar manloze productie. Van Dijk: “Het lastechnisch gezien meest complexe product heeft een cyclustijd van circa 25 minuten. Als we zoveel mogelijk werkstations van producten voorzien, dan kan de installatie gedurende pauzes of het eerste deel van de avond een behoorlijke tijd onbemand doorwerken.”

Offline programmeren met behulp van het DTPS G2 programmeer- en simulatiesysteem.

TAWERS-robot: productiviteit in geautomatiseerd lassen
Zuidberg is een van de eerste bedrijven in ons land die TAWERS-robots inzet. De naam staat voor The Arc WElding Robot System, en de robot, ontwikkeld in nauwe samenwerking met Valk Welding, wordt door Panasonic op de markt gebracht als ‘nieuwe generatie’.

Opvallendste kenmerken zijn de hoge snelheid, een spatvrij lasproces, betrouwbare botsingdetectie en geïntegreerde lasdataregistratie. Van het uiterlijk van de robot valt vooral de gebogen robotarm op, naast de slanke constructie, de weggewerkte verbindingskabels, de geïntegreerde robot en stroombronbesturing en de meedraaiende draadaanvoermotor. De robot is onder andere ontwikkeld om de productiviteit van het geautomatiseerd lassen verder te verhogen. Uniek is de nieuwe SP-MAG lastechniek. De software biedt de mogelijkheid de boogkarakteristieken van conventioneel MAG-lassen en pulserend booglassen zodanig te combineren dat van beide technieken de voordelen worden benut. Via een geavanceerde ‘weld monitor’ kunnen de boogkarakteristieken nauwlettend worden gecontroleerd en geanalyseerd. Tevens beschikt de robot over een ‘weld data log’ voor opslag van alle lasparameters en –gegevens. Hiermee kan het lasproces nog beter worden geanalyseerd en waar nodig bijgestuurd. Bij de TAWERS-robot voorkomt de nieuwe servo-software overmatige belasting op de lastoorts, afschakeling en robotarm. Bij externe belasting schakelt de besturing daardoor automatisch over op ‘soft-servo’, waardoor de robotarm wordt uitgeschakeld en er geen schade kan ontstaan aan toorts en robotarm.

Specialisme: fronthefsystemen
Fronthefsystemen worden aan de voorzijde van een landbouwtrekker gemonteerd. Fabrikanten van trekkers brengen echter de koppelingsmogelijkheden voor dergelijke hulpmiddelen standaard aan de achterzijde aan. Een trekker voorzien van een fronthefsysteem kan dus met twee machines tegelijk worden uitgerust. De hefsystemen zijn leverbaar in allerlei uitvoeringen en hefvermogens. Ze worden, compleet met alle noodzakelijke bevestigingsmaterialen en hydraulische benodigdheden, door Zuidberg wereldwijd geleverd aan trekkerfabrikanten, dealers en importeurs. Zo’n 92 procent van de productie is bestemd voor export; op de internationale markt onderscheidt Zuidberg zich door kwaliteit, service en een breed leveringspakket. De systemen zijn leverbaar voor alle gerenommeerde trekkertypen en –uitvoeringen, compleet met accessoires. Het serviceaspect werd enkele jaren terug verder inhoud gegeven door het frame waarmee het hefsysteem aan de trekker gemonteerd wordt, voortaan als één geheel aan de dealers c.q. de fabrikanten te leveren in plaats van in onderdelen. De hele fronthefinstallatie kan in één keer aan de trekker worden gemonteerd.