‘Made in Belgium’: unieke innovatie in hoekpersen

Kruisbestuiving. Dat ontstaat er als twee creatieve machinebouwers de krachten bundelen. Om meer automatisering te injecteren in de productie van aluminium ramen en deuren wilde Calvet een eigen seriemachine ontwikkelen. CNC Solutions hielp het concept uitwerken en uitvoeren. De technologie van Beckhoff bleek doorslaggevend om de machine het juiste gevoel te geven.

Calvet met vestigingen in Zellik en Werkendam (Nederland) gelooft dat industriële processen slimmer en efficiënter kunnen door te automatiseren. Het doet dat al meer dan vijftig jaar door met gerenommeerde merken te werken, maar deze machines wel aan te passen aan wat de klant specifiek nodig heeft. Deze keer reiken de ambities verder. “We leveren vooral machines om ramen en deuren te produceren. “We willen een machine bouwen die verschillende bewerkingen en handelingen kan combineren zoals assemblage, lijmen, persen, controle”, legt zaakvoeder Stefan Nees uit.

Daarvoor ging Calvet aankloppen in het West-Vlaamse Menen bij CNC Solutions, zelf ook specialist in machines op maat. Zaakvoerder Lander Debruyne: “We zijn gespecialiseerd in CNC-(robot)toepassingen. We bouwen machines om processen als frezen, schuren en stralen aan te sturen en dat in verschillende materialen. We zijn een groeiend bedrijf, met vernieuwende oplossingen.” Het beste bewijs daarvoor? De nieuwbouw waar ze 3,5 jaar geleden hun intrek in namen in Menen is al te klein geworden. Eind dit jaar wordt er bijgebouwd. “We gaan meer dan verdubbelen. We voegen 930 m² productieatelier toe, om ruimte te creëren om meer machines tegelijk te kunnen bouwen. Dat zal nodig zijn als er een seriemachine bijkomt”, vertelt hij met een knipoog.

Calvet wil hiermee namelijk potten breken in de markt. “Het wordt een unicum in onze branche”, belooft Nees. “Om een raam samen te bouwen wordt vandaag een hoekenpers ingezet. Een proces waar nog heel wat manuele stappen aan voorafgaan. Vooral de voorbereiding van het raam moet minutieus gebeuren, zodat de hoekenpers zijn werk kan doen. Wij gaan al deze stappen – assembleren, verlijmen, persen, controleren, poetsen –  samenbrengen op één centrale werkpost waar slechts één operator voor nodig is. Een concept dat niet alleen de efficiëntie zal opdrijven, maar ook de kwaliteit van afwerking.” Een project waar Calvet en CNCSolutions nu samen vier jaar aan werken. Voor Nees was de inbreng van Debruyne en zijn team cruciaal. “We zaten vast in ons eigen concept. Hun klare technische kijk heeft er een andere draai aan gegeven. Door hun vernieuwende ideeën in combinatie met onze ervaring in hoe een hoekenpers moet werken, zijn we geslaagd in ons opzet”, aldus Nees.

Flexibiliteit stond bovenaan het lijstje met eigenschappen voor de machine. Ze moest aan de slag kunnen met verschillende types profielen, formaten, persposities en lijmtechnieken. Twee zesassige robots vormen daarom het hart van de installatie. De robots passen hun positie aan in functie van het formaat, gaande van 300 tot 4500 mm. Ze kunnen ook automatisch wisselen van grijper in functie van de stap in het productieproces. “Het unieke is de speciaal ontwikkelde grijper om de hoeken te persen. Daar zit echt de stielkennis van Calvet in vervat”, legt Debruyne uit. Maar daar kwam ook slimme technologie aan te pas, van Beckhoff Automation. “Dankzij de nieuwe elektrische cilinders AA3000 zijn we erin geslaagd om ‘gevoel’ in de machine te steken. De operator legt het frame klaar op een van de karretjes. Een sensor die de actuator voedt, meet of alle stukken goed samen passen alvorens te klemmen en te persen. Vergelijk het gerust met een ei: grijpen zonder te breken. Mede door die ingebouwde intuïtie ligt de lat voor kwaliteit zoveel hoger.”  

Dat er technologie van Beckhoff opduikt in deze machine – het is overigens niet bij de elektrische cilinders alleen gebleven, de machine telt al bijna 300 I/O-modules alleen – is niet toevallig. Debruyne: “Twee jaar geleden zijn we overgeschakeld op het Beckhoff-platform met de embedded pc CX2043 als standaard voor sturing, omdat we met onze toenmalige leverancier voortdurend tegen beschikbaarheden aanbotsten. Dat we voor Staübli-robots opteren, maakte de keuze voor Beckhoff logisch. Beide werken met EtherCAT en zitten op vlak van technologie en mentaliteit op dezelfde golflengte. Zomaar veranderen van sturingstechnologie is immers geen evidentie. Daarvoor kunnen we gelukkig een beroep doen op application engineer Maarten Knevels. Mede dankzij zijn ondersteuning hebben we intussen al een zevental machines met sturing van Beckhoff in the field staan.” Met application engineers breidt Beckhoff zijn serviceaanbod uit. Zij helpen nieuwe klanten vlot op weg of helpen nieuwe technologie te implementeren bij bestaande.

De uitdaging in dit project zat hem net ook in al dat programmeerwerk. “De machine beschikt naast de robots over vijftien CNC-assen. Alle input van controller, robot, sensoren en motoren hebben we perfect gesynchroniseerd. We maken hier gebruik van een multiservodrivesysteem. Dat maakt een heel compacte bouw mogelijk: één voedingsmodule volstaat om communicatie, vermogen en elektronica aan te sturen. Je kunt de motormodules (AX8000-servotechnologie en AM8000-motoren) er gewoon inklikken. Voeg daar nog de one-cabletechnologie van Beckhoff aan toe en je hebt ook weinig bekabeling en een kleine schakelkast”, geeft Debruyne aan. Daarnaast was veiligheid een prioriteit. Door de integratie van safe-motiontechnologie is het niet nodig om een hekwerk rond de robots te bouwen. “Veiligheidsscanners vertellen de sturing wanneer iemand de zone betreedt. De machine zal dan vertragen en zelfs helemaal tot stilstand komen afhankelijk van welke zone betreden wordt.”

Al dat programmeerwerk zit er intussen op. Het eerste prototype staat klaar om naar een klant in het Brusselse te vertrekken. Opvallend daarbij is het grote scherm dat ernaast prijkt. “Daarop kan de operator alles volgen. Voor ons betekent Industrie 4.0 complexe technologie zo simpel en intuïtief mogelijk maken. De operator scant de barcode en krijgt de stappen te zien die hij dient te voltooien. Hij beschikt slechts over twee knoppen waarmee hij naar de volgende of de vorige stap kan navigeren. Eenvoudiger kan het niet.” De bedoeling is om de machine nu uitvoerig uit te testen in de praktijk. “Die ervaring zal ons helpen om tot een echte standaardmachine te komen. Dat er een markt voor is, daar zijn we van overtuigd. Overal waar de loonkost hoog ligt, is automatisering het antwoord”, besluit Nees.