Bij Geelen Counterflow in Haelen is onlangs een productiecel geïnstalleerd, die automatisch kan laden, bewerken en lossen. De cel is het antwoord op een vraagstuk dat al sinds eind jaren tachtig voor hoofdbrekens zorgt bij het Limburgse bedrijf: ‘Hoe bewerken we efficiënt ronde astappen aan de uiteinden van vier meter lange vierkantassen?’ In samenwerking met Promas uit Maasbree en TFT uit Asten, heeft Geelen nu een robuuste, geautomatiseerde cel in bedrijf.
“De lengte laat het vibreren en klapperen in de machine"
Vierkantassen draaien met robuuste productiecel
Geelen Counterflow produceert koelers en drogers voor de voedingsmiddelenindustrie. Voor de dosering maken deze machines gebruik van roosters of kleppen. De kleppen zitten vast op assen, waarbij vierkant het uitgangsmateriaal is. De uiteinden van deze vierkantassen moeten gedraaid worden; daar worden namelijk de lagers op bevestigd. “Het draaien van astappen op vierkantassen is echt een uitdaging. Omdat de assen zo lang zijn, tot wel vier meter, steekt de as ontzettend ver uit. Door deze lengte, en natuurlijk omdat gesmede profielen niet altijd even recht zijn, ontstaat er veel vibratie. Door deze vibratie schrijf je een machine binnen de kortste keren af. Verder mogen er geen grote lengtes vrij uitsteken, omdat hierdoor levensgevaarlijke situaties ontstaan; de as kan omklappen”, vertelt Frank van Akkeren, Manager
OPERATIONS BIJ GEELEN
In het verleden besteedde Geelen de bewerking van deze assen vaak uit. “Er waren niet veel bedrijven die in staat waren om deze assen te produceren en die het konden waren er niet blij mee door de zware belasting op hun machines, hetgeen ook terug te zien was in de prijs. We maken bij Geelen het liefst zoveel mogelijk zelf en dit was een reden om ook deze assen zelf te gaan produceren.”
TWEE MACHINES SAMENGEVOEGD
Sjra Smolenaars, inmiddels gepensioneerd, maar door zijn opgedane expertise rondom het bewerken van vierkantassen, wederom betrokken bij het project, vertelt: “Het product lijkt simpel, maar door de lengte ontstaat de uitdaging: waar blijf je met het stuk as dat je niet verspaand, zonder dat er vibratie en ‘klapperen’ ontstaat? Bij vierkant profielen kun je namelijk moeilijk een ondersteunende bril gebruiken. We hebben in de beginjaren veel geëxperimenteerd. Uiteindelijk hebben we twee oudere draaimachines samengevoegd tot één machine. Daarbij gebruikten we de klauwen van de draaibanken om het profiel in te klemmen en te ondersteunen.” Door groei moest Geelen de efficiëntie verhogen en de opslag in het magazijn verkleinen. Daarom is Geelen jaren later begonnen met klantspecifiek produceren. Dit vraagt meer flexibiliteit van de fabriek en omdat de oude draaibank nog altijd handmatig werd beladen, ontladen en ingesteld ontstond hier de bottleneck in de productie. “Naast de bottleneck speelde ergonomie ook een belangrijke rol. Werknemers hadden vaak aan het eind van de week lichamelijke klachten door het laden en het lossen van de assen. Dat wil je in een bedrijf uiteraard voorkomen. Genoeg redenen dus om wederom naar een andere oplossing te zoeken”, aldus Van Akkeren.
VEEL PROEVEN
Volgens Van Akkeren zijn er veel onderzoeken en proeven gedaan voordat de nieuwe bewerkingscel is aangeschaft. Zo heeft het bedrijf onderzocht of de vierkantassen niet op een andere manier gemaakt konden worden. Van Akkeren: “We hebben ronde profielen onderzocht, omdat dit veel eenvoudiger is om te bewerken. Echter, omdat de kleppen bovenop bevestigd worden, ontstaat er een kier tussen het ronde profiel en de klep. Hier kan vuil tussen gaan zitten en dat wil je niet in de voedingsmiddelenindustrie. Bovendien is vierkant stijver dan rond.” Ook is gekeken naar een kokerprofiel waar astappen later ingelast worden. Ook dit bleek niet geschikt in verband met bacterievorming in de holle ruimtes. Verder is gekeken naar verschillende bewerkingstechnieken, zoals circulair frezen of met een speciaal roterend gereedschap de stilstaande as als het ware schillen. Beide oplossingen duurden echter een stuk langer, dus is toch gekozen om de assen te draaien zoals het al jaren wordt gedaan. Alleen nu geautomatiseerd.
ROBUUST EN FLEXIBEL
In samenwerking met Promas en TFT heeft Geelen gekeken naar een oplossing met een draaibank die robuust genoeg is om bestand te zijn tegen vibraties en het klapperen en een automatisering waarmee de vierkantassen (vierkant 40 mm en 50 mm) flexibel gehandeld kunnen worden. De keuze is ten eerste gevallen op een CMZ TD35-800 draaicentrum. CMZ maakt gebruik van robuuste blokgeleidingen op zowel de X-, Y- als Z-as. Dit maakt de machine erg geschikt voor bewerkingen met hoge belastingen. “Bijzonder aan CMZ is dat de blokgeleidingen in eigen fabriek worden gemaakt. De geleidingen worden gehard en nauwkeurig nageslepen, terwijl de tegengedeeltes nog altijd handmatig geschraapt worden. Hierdoor zijn de machines robuust en goed bestand tegen zware bewerkingen”, vertelt Edwin Smeenk van Promas. De CMZ TD35-800 is uitgerust met een zestienvoudige turret, een zelfcentrerende hydraulische vierklauw van Inoflex en een CNC-gestuurd tegencenter.
AUTOMATISERING
De CMZ wordt door de spil beladen door een gerobotiseerd beladingssysteem van TFT. “De complexiteit van deze installatie zat in het bedenken van een concept om alle facetten bij elkaar te brengen, zonder de machine om te bouwen. Bovendien moest het systeem flexibel zijn, zodat er meerdere formaten assen gehandeld kunnen worden, zonder dat een operator iets handmatig hoeft in te stellen”, vertelt Jos van de Ven, directeur van TFT. Bob Bakker, Engineer bij TFT vult aan: “Al onze oplossingen zijn klantspecifiek. We maken zoveel mogelijk gebruik van bestaande onderdelen die al beproefd zijn. Specifieke onderdelen die niet in de handel te verkrijgen zijn, ontwikkelen we zelf. Onze taak is vervolgens om al deze verschillende onderdelen samen te brengen tot een vloeiend geheel.” Het beladingssysteem bestaat uit een pallet voor de vierkantassen, een handlingsrobot met een grijper die zowel vierkant 40 als 50 kan oppakken, en een beweegbare losse kop. Deze losse kop meet de vierkantas, spant deze in met een hydraulische vierklauw, voert de as aan in de machine en ondersteunt de as tijdens het bewerken.
TFT heeft de losse kop uitgevoerd met exact dezelfde componenten als die CMZ gebruikt in de bewerkingsmachine. “We hebben ingestoken op een betrouwbaar proces en dan gebruik je onderdelen die bewezen betrouwbaar zijn”, aldus Van de Ven. TFT heeft de complete productiecel in eigen huis opgebouwd, getest en geoptimaliseerd. Van de Ven: “Onze ervaring met CMZ was erg prettig. Omdat we onze automatisering moesten koppelen aan de draaimachine, moest CMZ wat aanpassingen doorvoeren. Dit was binnen de kortste keren geregeld.” Daarnaast heeft TFT ook een gebruiksvriendelijke interface gemaakt, zodat het personeel er eenvoudig mee overweg kan. Voordat de productiecel werd geplaats bij Geelen, heeft TFT eerst de cel uitvoerig getest met proefseries. Daarnaast heeft de operator ervaring opgedaan met het systeem. “Tijdens het hele automatiseringstraject hebben we de operator betrokken. Dat helpt bij de acceptatie, want werknemers zijn altijd bang dat ze hun baan verliezen door automatisering. Door ze te betrekken zien ze dat hun werkzaamheden juist veranderen en vaak ten goede”, aldus Van Akkeren. “Het is een genot om met deze nieuwe machine te werken”, vindt Dawid Gatczenia, operator bij Geelen.
De oude draaimachine bestaat uit twee samengebrachte draaimachines en staat nog in de productieruimte. Een creatieve oplossing uit begin 2000
“Er waren niet veel bedrijven die in staat waren om deze assen te produceren”
PRODUCTIE VERDUBBELD
Volgens Van de Ven is de productie met de nieuwe productiecel verdubbeld, van drie stuks per uur naar minimaal zes vierkantassen per uur. Uiteraard speelt de automatisering, met een buffervoorraad van veertien assen, daar een daar een grote rol in. Tijdens pauzes kan nu worden doorgedraaid en aan het einde van de dag wordt het magazijn nog eens gevuld, zodat na werktijd onbemand geproduceerd kan worden. Omdat alleen in dagdienst gewerkt wordt, kan de productietijd al met elke uren worden verlengd. Maar ook de nieuwe draaimachine zorgt voor een hogere productiviteit. Zo is de machine uitgerust met allerlei eigentijdse functies. Het houdt bijvoorbeeld een contante snijsnelheid aan, door het toerental automatisch te verhogen naarmate de diameter van het product kleiner wordt. Een andere functie zorgt ervoor dat onderdelen niet meer handmatig afgebraamd hoeven te worden. Dit kan simpelweg geprogrammeerd worden in de besturing. Daarnaast is de CMZ uitgerust met een CNC-gestuurd tegencenter. Hierdoor kunnen de toerentallen verder omhoog. Qua gereedschap wordt gebruik gemaakt van beitelplaatjes en expertise van Seco. “We zijn nog steeds aan het kijken of we hier en daar het proces kunnen optimaliseren, maar we zijn al erg tevreden over hoe het systeem nu draait”, aldus Van de Ven. “Het is mooi om te zien dat verschillende partijen samen tot zo’n eindresultaat kunnen komen. Voor Promas zijn dit leuke projecten om onderdeel van te zijn”, besluit Smeenk.
