30-08-2021

Student ontwikkelt dockingstation voor nabewerking

Tom Bartczak is student ontwerp en productietechnologie. Als eindwerk ontwikkelde hij een dockingstation voor de automatische belading van nabewerkingsmachines.

Dit dockingstation zal deel uitmaken van een modulaire robotcel en is een nieuwe stap in het flexibel automatiseringsproces waarmee Pedeo al jaren het hogedrukgietproces innoveert.

 

Nabewerking van hogedrukgietstukken automatiseren is geen sinecure

Na het hogedrukgieten ondergaan de gegoten onderdelen vaak nog een korte nabewerking. Dit kan onder andere gaan over ponsen, tappen, boren of ruimen. Pedeo maakt regelmatig onderdelen in relatief kleine en middelgrote series. Die hogedrukgietstukken en bijhorende processen worden per project op maat geconstrueerd.

De klantgerichte totaalaanpak leidt tot verschillende seriegroottes, verschillende afwerkingen, wisselende planningen in de productie, enzovoort. Daardoor kan een automatisatie in de hogedrukgieterij nooit op één product of project economisch rendabel zijn en moet er flexibel geautomatiseerd worden.

 

Flexibele automatisering van nabewerking: de randvoorwaarden

Tom gaat dus op zoek naar een flexibele oplossing: “Er kan niet geautomatiseerd worden voor één product of productfamilie in de nabewerking. De automatisatie moest toepasbaar zijn op verschillende producten en processen, gekoppeld worden aan de verschillende bestaande nabewerkingstoestellen, om zo een automatisch beladingssysteem te realiseren, een dockingstation”.

“Omdat het ontwerp van dit dockingstation aan een groot aantal eisen moet voldoen, ben ik begonnen met het oplijsten van de verschillende randvoorwaarden. Om te beginnen moet het dockingstation gebruik maken van de bestaande bewerkingstoestellen waarbij die ook nog manueel gebruikt kunnen worden. Daarnaast moet een koppeling aan een zesassige robot mogelijk zijn, worden er best gestandaardiseerde koppelingen gebruikt die toepasbaar zijn op alle beschikbare toestellen, moet die koppeling snel en eenvoudig zijn zonder veel insteltijd, maar toch met een hoge nauwkeurigheid. Bovendien moeten de afmetingen ook compact zijn om het flexibele karakter van de automatisering te kunnen waarmaken. Dat was een hele uitdaging”.

Co-design met de student in de cockpit

“Ik heb telkens meerdere opties afgewogen, meerdere voor- en nadelen bij iedere optie geïdentificeerd en deze stap voor stap afgetoetst bij Pedeo. De ervaring van Steven Sansen heeft me hierbij enorm geholpen. Samen onderzochten we welke van mijn voorstellen de beste oplossing was. De theorie vanuit de opleiding is een goede basis, maar de stage bij Pedeo en de ontwikkeling van dit eindwerk hebben mijn kennis een boost gegeven. Dat zit vaak in kleine, maar cruciale zaken. Deze stage heeft me productkennis, bijvoorbeeld over de verschillende verbindingsstukjes, en zeker ook ervaring bijgebracht. Het waren stuk voor stuk inzichten die je enkel in de praktijk kan leren”.

Gestandaardiseerd en toch op maat

Tom licht het ontwerp toe: “Het ontwerp van het dockingstation bestaat uit twee delen. Deel één is een tooltafel. Hierop kunnen de bestaande bewerkingstoestellen gemonteerd worden. Het tweede deel is de werkstuktafel en die is permanent aan de robotcel gekoppeld. Hierop kan zowel het werkstuk als de tooltafel geplaatst worden. Het koppelen en positioneren van deze twee delen gebeurt met behulp van een nulpunt positioneringssystemen. Dit laat een snelle en eenvoudige montage door de werkvoorbereider toe. Door gebruik te maken van een nulpuntsysteem is de koppelnauwkeurigheid gewaarborgd.”

“De persluchtvoorziening voor het aansturen van de persen wordt tot stand gebracht door een automatische connectie, deze moet dus niet meer manueel worden aangesloten na het plaatsen van de tooltafel. Zowel de elektrische sturing voor de robotcommunicatie als de koelvloeistofleidingen worden via snelkoppelsystemen aangesloten. Dit alles maakt een heel vlotte docking mogelijk.”

Ik voorzag ook een gestandaardiseerdemontage van de unieke stukkalibers. Dit door het ontwerpen van een standaard kaliberplaat, die door middel van een nulpuntsysteem geklemd en gepositioneerd wordt.”

“Ik ben vooral trots op het hele ontwerp. Trots ook dat het gebruikt zal worden in de productie. De mensen bij Pedeo vonden het goed, en stonden hier en daar verbaasd over mijn aanpak. Ik leerde ook dat het in een bedrijf niet enkel gaat over mooie technische oplossingen. De oplossingen moeten vooral passen in het groter geheel en in de filosofie van het bedrijf.”