GDO maakt met TOX persen productie manarm en verhoogt de kwaliteit

Kwaliteit, traceability van componenten en lage loonkosten per onderdeel. Met die mix kunnen West-Europese bedrijven concurreren met spelers uit lage lonen landen. Daartoe moeten toeleveranciers automatiseren en slimmer produceren. De Nederlandse machinebouwer GDO Precision Technology vat al deze drie aspecten samen in de nieuwe productielijn die het ontworpen en gebouwd heeft voor automotive toeleverancier THK in Krefeld. Op de lijn worden jaarlijks 120.000 draagarmen voor een Duitse sportwagen manarm geproduceerd.

GDO Precision Technology is als speciaal machinebouwer en systeemintegrator kind aan huis in de automobielindustrie. Vooral in de Duitse automobielindustrie, logisch gezien de ligging in het Nederlandse Eygelshoven op de grens met Nordrhein-Westfalen en een tweede vestiging in Zuid-Duitsland. Mede door de kennis van mechanische en elektrotechnische engineering, eigen software ontwikkeling en de know how van vision technologie, boekt men ook successen in andere sectoren, zoals de medische industrie, verpakkings- en voedingsmiddelenindustrie. De automotive industrie blijft voor de 80 medewerkers in de Nederlandse vestiging de grootste markt. In deze markt draait het om productiviteit en kwaliteit, precies zoals in de opdracht van THK. In Krefeld worden onder meer draagarmen voor een Duitse sportwagenfabrikant geassembleerd. De nieuwe robotcel van GDO zal worden bemand door 1 operator die tevens de logistieke activiteiten (bevoorraden van de lijn) uitvoert. Daarnaast zijn de productiedata van elk product traceerbaar.

Traceability essentieel

Projectleider Ger Zinken van GDO: “THK wilde niet alleen producthandling automatiseren, maar ook automatisch de product relevante data loggen voor de registratie van alle procesparameters. Traceability was een van de opdrachten die we mee kregen bij dit project.” De sportwagenfabrikant wil namelijk, als dat nodig is, na jaren nog kunnen traceren met welke settings de verschillende lagers in de draagarm zijn geperst. Hierin schuilt een van de redenen waarom de engineers van GDO voor de servo-persspindels ElectricDrive en het softwarepakket van TOX Pressotechnik hebben gekozen. “De software van TOX logt alle procesdata, die we direct doorsluizen naar onze eigen software voor de verdere opslag van alle procesgegevens,” verduidelijkt Ger Zinken.

Vier persen

In de robotcel voor THK zijn vier persspindels van TOX Pressotechnik geïntegreerd. De Staubli robot neemt de draagarm vanaf de transportband en plaatst deze eerst in een printerstation. Hier krijgt elk onderdeel een sticker met een unieke Datamatrix code (DMC). Hierin zit alle informatie over de draagarm opgeslagen, die gekoppeld wordt aan de digitale informatie over de procesparameters die de TOX besturing uitleest. Vervolgens zijn er 5 werkstations in de cel. In station 1 en 2 wordt getest of het kogelgewricht aan alle vereiste kwalificaties voldoet, zoals de toelaatbare trek- en drukkracht en draaimoment. In station 3 wordt de eerste TOX persspindel gebruikt. Hier wordt een zogenaamd ‘Federbein’-lager in de draagarm geperst. Het lager wordt net als de andere lagers via een transportband aan de achterzijde van de cel aangevoerd. Het inpersen gebeurt met een TOX Electric Power Module EPMK 100 (100 kN nominale kracht). Deze servo-mechanische aandrijving voor slag en kracht haalt een maximale snelheid van 200 mm/s en is daarmee zeer dynamisch. Een nauwkeurige sensor bewaakt de kracht waarmee het lager wordt ingeperst. De eindpositie wordt bewaakt met de encoder op de servomotor. Station 4a is eveneens voorzien van een TOX Electric Power Module EPMK 055 en perst het radiaallager in de draagarm. In station 4b perst een TOX Electric Power Module EPMK 200 het axiaallager in de draagarm waarna het samengestelde lager wordt gespannen. In het laatste station wordt het hydrolager geplaatst en perst de TOX persspindel het geheel samen met een maximale kracht van 55 kN. Dat gebeurt met een TOX Electric Power Module EPMK 55. Een schroefmodule monteert als laatste een schijf en bout om het hydrolager te fixeren. De robot pakt het product dan uit en legt het op een afvoerband. De totale cyclustijd bedraagt een minuut. “De cel produceert elke minuut een complete draagarm”, zegt Ger Zinken.

Twee productvarianten

De Duitse sportwagenbouwer brengt het model in meerdere uitvoeringen op de markt. Daarbij kan de klant kiezen tussen een standaard uitvoering en een extra sportieve versie. Voor deze laatste uitvoering zijn de draagarmen lichter, maar ook extra stijf uitgevoerd. Dat is dus een ander product, dat op dezelfde lijn wordt gemaakt. “Omstellen gaat relatief eenvoudig en snel”, legt Ger Zinken uit. Dat geldt eveneens voor het omstellen van een linker naar een rechter draagarm. De productielijn van GDO sluit daarmee goed aan op de trend in de industrie dat series kleiner worden en fabrikanten sneller en gemakkelijk willen omstellen op een ander product.

Data loggen

Alle vier de TOX persspindels zijn voorzien van het TOX softwarepakket, een eigen op Windows gebaseerd softwaresysteem van de persenbouwer waarmee een groot aantal functies beschikbaar komt. Zo kunnen persbewerkingen eenvoudig geconfigureerd worden, is er een geïntegreerde set up functie en kan het gewenste kracht-weg diagram vrij worden gedefinieerd. GDO gebruikt de TOX software zowel in de kwaliteitscontrole als om alle productiedata te loggen. Met de kracht-weg meting door TOX wordt in de cel al bepaald of de lagers goed zijn ingeperst. Als een van de onderdelen niet goed is ingeperst, plaatst de robot de draagarm op een aparte transportband en weet de medewerker dat deze handmatig nabewerkt moet worden. De procesparameters worden gelogd en doorgesluisd naar de door GDO ontwikkelde software waarin per product alle relevante data worden opgeslagen. Fred Brouwer, inkoopmanager bij GDO: “Elk van de 120.000 producten is dus individueel traceerbaar. De data worden bewaard en als er in de toekomst een reden voor is, kan men precies nagaan hoe de onderdelen zijn gemaakt.”

Hogere productiviteit en kwaliteit

GDO heeft om meerdere reden gekozen voor de technologie van TOX, nog afgezien van het feit dat THK hier al langer goede ervaringen mee heeft. “De reputatie van het merk is goed”, zegt Fred Brouwer. “TOX denkt bovendien mee in de ontwikkeling van zo’n montage-unit.” De mogelijkheid om de eigen software van GDO te koppelen aan de datalogging module van TOX is een derde reden geweest. GDO laat met deze cel zien dat kwaliteitsborging en manarm produceren goed samen gaan in één gerobotiseerd systeem. De automobieltoeleverancier verbetert niet alleen de productiviteit enorm, maar zet tegelijkertijd een flinke stap op het vlak van kwaliteitsborging in de productie. Smart en lean in één concept.