Valk Welding: Nieuws

Door toepassing van het PTAW procedé en inzet van eenvoudig te programmeren handlingrobots, heeft de Belgische leverancier van matrijzen voor de glasindustrie, Omco International, een aanzienlijke besparing kunnen realiseren.

Door toepassing van het PTAW procedé en inzet van eenvoudig te programmeren handlingrobots, heeft de Belgische leverancier van matrijzen voor de glasindustrie, Omco International, een aanzienlijke besparing kunnen realiseren op materiaal-, loon- en energiekosten bij het oplassen van een nikkellaag op glasvormen. Daarbij is de laskwaliteit ook nog eens constant en kan snel op een nieuwe serie worden overgestapt. Het concept met Fanuc handlingrobot, stationaire PTAW toorst, bijbehorende programmering en periferie is door Valk Welding ontwikkeld en op torsievaste frames gebouwd en vervolgens verscheept naar de Omco International vestigingen in België, Oostenrijk, Engeland, Roemenië, Turkije en Ohio (VS).

  
Glasmal met opgelaste slijtvaste laag.

Omco International behoort tot de op één na grootste glasmoulding manufacturers ter wereld. Met vestigingen in Europa en Amerika produceert Omco matrijzen (glasvormen) voor glasfabrikanten (flessen). De glasvormen, die uit twee helften bestaan, worden tijdens het glasvormproces aan zeer hoge temperaturen (vloeibaar glas is ca 1200º) blootgesteld. De glasvormen zijn daardoor sterk aan slijtage onderhevig en moeten door de glasfabrikanten daarom wekelijks worden gerepareerd. De gietijzeren glasvormen laten zich echter met een standaard lasproces niet eenvoudig repareren. Daarom worden de glasvormen door Omco International eerst voorzien van een nikkellaag, die naderhand wel eenvoudig kan worden gerepareerd. De glasvormen kunnen tot zes keer gerepareerd worden, waarmee de standtijd kan worden verlengd tot 7 weken. Met de glasvormen is dan ruim 1 miljoen flessen geproduceerd, waarna ze door nieuwe moeten worden vervangen.

Grondstofkosten verzesvoudigd
Dat oplassen van die slijtvaste laag werd door Omco International voorheen met behulp van het fusewelding-procedé gedaan. Daarbij wordt nikkelpoeder met een autogeen gasvlam opgespoten. Bij dat procedé gaat veel materiaal verloren. Tot het moment waarop de grondstofkosten stegen, waren de kosten voor het materiaalverlies nog te overzien. De afgelopen jaren zijn die grondstofkosten echter met een factor zes gestegen en werd het noodzakelijk het hele proces te upgraden. Omco International wist daarbij precies wat ze wilde. Danny Buré, plantmanager bij Omco International in Aalter: “We hadden de handling van de glasvormen al gerobotiseerd, zij het met oude systemen, die alleen online geprogrammeerd konden worden. We wilden deze dan ook vervangen door moderne handlingrobots die je off-line kon programmeren, bij voorkeur met gestandaardiseerde programma’s. Daarnaast wilde we het fuse-welding procedé vervangen door het PTAW procedé en zochten we een ander systeem voor het voorverwarmen van de glasmallen. Dat zijn nogal wat zaken die je tegelijk en in nauwe samenwerking met een leverancier aan moet pakken. We hebben het nieuwe verwarmingsproces met een inductiesysteem, de grijper en de PTAW-apparatuur zelf geregeld en zijn met Valk Welding in zee gegaan voor het handling- en lasgedeelte. Die samenwerking is vlot verlopen, te meer omdat Valk Welding zowel expertise bezit op handling, als op las- en programmeergebied. De complete cel is bij de hoofdvestiging van Valk Welding in Alblasserdam opgebouwd, getest en vervolgens op transport naar Aalter is gezet. Omdat de complete cel op een torsievrij frame is gebouwd, kon de cel direct in gebruik genomen worden. Uiteindelijk heeft Valk Welding zes van dergelijke cellen geleverd en besparen we nu in alle vestigingen op materiaal (minder nikkel), energie (inductiesysteem is goedkoper dan inzet van tunneloven) en programmeertijd.

PTAW prodedé
Voor het oplassen van een slijtvaste laag op de glasmallen wordt nu het Plasma Transferred Arc Welding (PTAW) procedé toegepast. PTAW is een plasmapoeder-lasproces waarbij een nikkellegering in poedervorm wordt opgelast. Daarvoor heeft Valk Welding een stationaire lastoorts in de cel opgenomen, waarbij het nikkelpoeder door spuitopeningen naast de gasopening (er wordt met Argon gelast) wordt gedoseerd. De voorverwarmde glasmal wordt door de grijper van de handlingrobot opgepakt en onder de stationaire lastoorts gepositioneerd, waarbij het poeder op het materiaal smelt.
Naast de aanzienlijke materiaal besparing door toepassing van dit procedé, spelen efficiencyverbetering en een hogere constante kwaliteit een belangrijke rol. Beweging van het werkstukdoor de handlingrobot onder de stationaire toorts is immers volledig digitaal beheersbaar en kan stap voor stap worden geoptimaliseerd. Ten opzichte van manuele processen levert dat de hoogste en meest constante laskwaliteit op.

Fanuc handlingrobot
Valk Welding heeft voor de handling van de glasmallen een Fanuc R-2000iA/165F robot met een handlingcapaciteit van 165 kg ingezet, die de voorverwarmde mallen van een draaitafel opneemt, vervolgens onder de PTAW-toorts beweegt en na het oplassen, het werkstuk aflegt op een afvoerband. Omco International heeft zelf het aanvoerdeel ontwikkeld, dat bestaat uit een draaitafel waarop zes malhelften passen. Steeds wanneer één vorm wordt gelast, wordt de volgende met inductieverwarmd.

Vereenvoudigde programmering
De programmering gebeurt via een CMRS-applicatie. CMRS is Custom Made Robot Software; door Valk Welding specifiek voor de klant geschreven software-applicaties, waarmee de programmering verder vereenvoudigd kan worden. CMRS is geschikt voor producten, die binnen dezelfde familie alleen qua afmetingen van elkaar verschillen, maar verder volgens dezelfde parameterinstelling gelast kunnen worden. CMRS zorgt er bij Omco International voor dat de programma's automatisch gegenereerd worden op basis van coördinatenfiles, aangeleverd door Omco. Deze files worden ook gebruikt voor de verspaningsmachines binnen Omco. Op basis van de éénmaal opgestelde randparameters vraagt het programmeren van een nieuwe serie daarmee veel minder tijd.

Korte terugverdientijd
Per vestiging beschikt Omco International nu over één cel, die ieder geschikt is voor een productie van 100 mallen per dag. Door het besparen van mankracht in de nieuwe opstelling, de lagere energiekosten en 40% besapring op de materiaalkosten door inzet van hte PTAW-procedé, wordt de terugverdientijd per installatie op ca 1 jaar geschat. “Steeds meer automatisering van productieprocessen in de metaal vragen om integratie van las- als handlingautomatisering. Het combineren van las- en handlingprocessen in één project biedt vooral mogelijkheden voor jig-less welding, wat dan ook wordt gezien als één van de belangrijkste groei-items voor de nabije toekomst. Op dit moment is een aantal projecten opgestart waarbijeen pick-and-place robot losse componenten tegen een frame positioneert, terwijl de lasrobot deze direct aflast. De noodzaak van kostbare mallen komt hiermee te vervallen, hetgeen ook nog eens veel engineeringtijd voor de ontwikkeling van mallen uitspaart, aldus Remco Valk, Valk Welding.