Automatiseren op een draaibank Cellro
Klant, markt en proces

Waar u op moet letten bij het automatiseren van een draaimachine

Automatiseren van een draaimachine en meer productieve uren maken? Dat kan. Xcelerate van Cellro laat zich eenvoudig inzetten voor de automatisering van zowel bestaande als nieuwe draaimachines. In dit artikel leest u hoe automatisering werkt voor verschillende typen draaimachines, ook bekend als draaibanken. Na het lezen van dit artikel heeft u meer inzicht in wat er nodig is als u uw draaimachine gaat automatiseren.

Inhoudsopgave

  1. Wanneer loont automatisering van draaimachines de moeite?
  2. Typen en opspanningen
  3. Wat is nodig voor het automatiseren van mijn draaimachine?
  4. Wanneer automatiseer ik mijn draaimachine?
  5. Een draaimachine automatiseren met Xcelerate

 

 

1.    Wanneer loont automatisering van draaimachines de moeite?

Automatiseren van een draaibank is al gauw de moeite waard. Een veel gehoorde vuistregel is: wanneer de serie groot genoeg is om een uur onbemand te draaien, loont het al de moeite om een beladingsrobot in te zetten. Dus ook met kleine series is automatisering zeker het investeren waard. Door Xcelerate in te zetten stijgt de productieoutput per dag met 20%. Het geheim hiervan? Niet zo zeer snelheid, maar continuïteit. Een robot is in staat om uren achter elkaar hetzelfde werk te doen in hetzelfde tempo. Hij wordt niet afgeleid, heeft geen pauze, telefoontjes of vergaderingen en levert een constante kwaliteit.

 

2.    Typen en opspanningen

Draaimachines kennen we in meerdere uitvoeringen en maken gebruik van verschillende opspanningen. Zo is er de enkel spindel waarbij het materiaal aan één zijde bewerkt kan worden. Daarnaast is er een dubbel spindel waarbij het product in één bewerkingsgang aan beide zijden bewerkt wordt. Veel gebruikte opspanningen in draaimachines zijn de klauwplaat waarbij het product in de drie bekken van de klauwplaat opgenomen wordt of de spantang die het product geheel omsluit in een stevige opspanning. Op draaimachines worden veelal schijfvormige en/of asvormige producten gemaakt, soms gecombineerd met eenvoudige boor- en freesbewerkingen.

 

2.1  Draaimachine met enkel spindel en klauwplaat

In dit type draaimachines worden schijfvormige producten bewerkt, het zogenaamde inzetwerk. Dit zijn relatief eenvoudige delen met een relatief korte looptijd. Producten worden vaak in twee stappen gemaakt: eerst de serieproducten voor de eerste bewerking en daarna de serieproducten voor de tweede bewerking.

Door inzet van een beladingsrobot kan een product na de eerste bewerking uitgenomen worden, omgekeerd worden op het omkeerstation en weer teruggeplaatst worden in de machine. De robot maakt het zo mogelijk dat het product compleet geautomatiseerd bewerkt kan worden, ervan uitgaande dat dezelfde opspanning gebruikt kan worden. Dit houdt in dat de buitendiameter van het product nauwelijks wijzigt of dat er met getrapte bekken gewerkt wordt. Producten worden na de laatste bewerking door de robot weer ontladen.

Bij inzet van een beladingsrobot voor productontlading en -belading wordt veelal gebruik gemaakt van een dubbele robotgripper. Deze is in staat om het bewerkte deel in een handling te wisselen voor een nieuw ruw deel of deels bewerkt product.

 

2.2  Draaimachine met enkel spindel en spantang

Het gebruik van een spantang, ook wel een collet, in een draaimachine wordt vaak toegepast als er een hogere klemkracht nodig is dan met een klauwplaat bereikt kan worden en als producten niet mogen beschadigen. In dit type draaimachine worden veelal asvormige producten bewerkt. Een asbewerking kent twee hoofdtypen: kortere producten maken uit een lange as of een as aan twee zijden bewerken.

Door het proces te automatiseren kan een product na de eerste bewerking worden uitgenomen, omgekeerd worden en zelfs weer teruggeplaatst worden in de machine. Dit zorgt ervoor dat het product in één keer compleet bewerkt kan worden. Hierdoor kan een draaibank met een spindel een compleet product bewerken, wat gelijk staat aan de output van een machine met twee spindels.

Voor het handelen van langere assen wordt een tweepuntsgripper gebruikt, maar voor het handelen van korte assen kan een driepuntsgripper al voldoende zijn. Ook is de robot in staat om een as ‘door te schuiven en over te pakken’.

 

2.3  Draaimachine met dubbel spindel

In dit type draaimachine wordt de tweede bewerking overgenomen binnen de machine zonder een tussentijdse externe handeling. De machine is in staat om een compleet bewerkt product in een cyclus af te leveren.

Zowel schijfvormige als asachtige materialen worden bewerkt in dit type machine. Er is veel winst te halen met de inzet van een robot wanneer deze uitgerust is met een dubbelgripper. Deze is in staat om het bewerkte deel in één handling te wisselen voor een nieuw (ruw) deel. Deze methode is sneller dan een bediener, omdat de bediener op hetzelfde tempo wisselt als een enkele robotgripper. Hierdoor heeft u minder stilstand en een hogere output.  Met de software die Cellro gebruikt, kan er gekozen worden of er binnen of buiten de machine gedraaid wordt. Als de ruimte in de machine groot genoeg is, is draaien binnen de machine een optie. Dit bespaart tijd, waardoor de machine sneller weer door kan met de productie.

Een ander voordeel van het gebruik van een dubbelgripper is dat de vingers aan beide kanten van de robotgripper kunnen verschillen. Zo kunnen producten die veranderen van vorm, of kleiner worden, met andere vingers opgepakt worden dan het ruwe materiaal.

 

3.    Wat is nodig voor het automatiseren van mijn draaimachine?

Voor het automatiseren van uw draaimachine zijn de volgende elementen nodig.

  • Machinekoppeling
    • De robotcelbesturing moet kunnen communiceren met de machine. Hiervoor is een machinekoppeling nodig. De beladingsrobots van Cellro kunnen vrijwel moeiteloos worden aangesloten op relatief nieuwe cnc-machines. Ook bij oudere cnc-machines is deze koppeling nodig, hoewel daar in sommige gevallen nog wat aanpassingen aan de machinezijde gedaan moeten worden. Cellro heeft hier ruime ervaring mee en denkt graag met u mee. Al met al kunnen vrijwel alle draaimachines worden gekoppeld aan een automatiseringsoplossing.
  • Automatische deur en opspanning
  • Een stabiel en beheersbaar proces komt het productieproces altijd ten goede. Als dit voorafgaand aan het automatiseringstraject al geldt voor uw productieproces, is dat een pre. Indien dat nog niet het geval is, hoeft dat echter ook geen probleem te zijn. Automatisering helpt immers bij het stabiliseren en het beheersbaar maken van uw productieproces. Kennis van het productieproces draagt bij aan optimalisatie en een hoger rendement van de machines. Waar moet u aan denken bij een stabiel en beheersbaar proces?
    • Kort spanig bewerken en lint spanen vermijden.
    • Goed spoelen/afblazen, bij voorkeur in de machine met een gesloten deur zodat de rommel binnen de deur blijft. Dit kan met koelmiddel of lucht. Afblazen met de robot is ook een optie.
  • Gereedschaps- en materiaalbeheersing
    • Draaimachines hebben veelal een beperkt aantal gereedschappen ter beschikking. Met 8 tot 16 plaatsen houdt het meestal wel op. Optimalisatie van inzet van gereedschappen in het productieproces levert veel op als dit goed onder controle is. Als u veel onbemande uren wil draaien, is het nodig om te weten hoe het gereedschap binnen zijn toleranties blijft en wanneer deze aan vervanging toe is.

Materialen die zich goed lenen voor onbemande productie gedurende langere tijd zijn goed verspaanbare materialen zoals aluminium, messing, automaten staal, automatenroestvrijstaal, kunststof etc. Ook materialen die lastiger te verspanen zijn gaan over het algemeen goed, zolang deze een voorspelbaar gedrag hebben.

Producten die opgespannen zijn in twee of vier klauwen hebben vaak een wat complexere vorm. Door gebruik te maken van de grippertechnologie, zoals door Cellro wordt toegepast, kunnen stangen, vierkanten en ongedefinieerde producten gehandeld worden door de robot. Het geheim hiervan zit hem in de vrijheid van configuratie van zowel de vingers als de inlays.

 

4.    Wanneer automatiseer ik mijn draaimachine?

  • Bij kleine tot middelgrote series
    • Een vuistregel voor het automatiseren van kleine series is: wanneer de serie groot genoeg is om één uur onbemand te draaien, dan loont het al om een robot in te zetten.
    • Een positief bijkomend effect van het automatiseren van terugkerende producten is dat je meer gefocust bent op het productieproces. Dit wordt steeds stabieler en sneller, wat weer winst betekent bij de volgende productierun.
  • Bij een draaimachine met één productcyclus. Bij het omstellen naar een nieuw product moeten ook de opspanning en vaak de gereedschappen in de machine aangepast worden. Daarbij is de aanwezigheid van mensen nodig, maar tijdens een geautomatiseerde productcyclus kan de bediener van de machine ook andere werkzaamheden uitvoeren. Het bedienen van de machine hoeft immers niet meer handmatig te gebeuren.
  • Zonder (kleine) series of terugkerend werk is automatisering meestal niet lonend. De combinatie van enkele stuks of unieke delen die overdag gemaakt worden en de meer seriematige productie die ’s avonds en ’s nachts loopt, is een goed renderende combinatie. De kosten van de machine worden er tijdens de dagproductie al uitgehaald. Ieder extra uur aan productie betekent dus winst.
    • Met de inzet van een beladingsrobot neemt de productiecapaciteit in de dagelijkse productie met 20% toe, uitgaande van één machinebediener per machine. Als een machinebediener twee machines bijhoudt, stijgt de output naar 40%.
  • Bij producten met een looptijd van 2 tot 4 minuten is het rendement het hoogst.

 

 

5.    Een draaimachine automatiseren met Xcelerate

Xcelerate kan gekoppeld worden aan verschillende soorten draaimachines, zoals draaimachine met enkel spindel en klauwplaat, een draaimachine met enkel spindel en spantang of draaimachine met dubbel spindel. De machinekoppeling en een automatische deur zijn twee belangrijke voorwaarden voor een stabiele en betrouwbare automatisering. Cellro heeft jarenlange ervaring met het koppelen van automatiseringsrobots aan allerlei machinemerken. Zo nemen wij zorgen weg bij onze klanten.

Door gebruik te maken van de standaardinlays die bij Xcelerate geleverd worden, kan er vaak met dezelfde inlay een nieuw product beladen worden. Dit bespaart tijd in het omstellen naar een volgend product en uw machine loopt sneller door met het volgende programma. De bediening van Xcelerate is eenvoudig en de automatisering laat zich makkelijk plaatsen in uw bestaande productie omgeving.