Teqram EasyMillDrill belaadt freesmachines met vision

De EasyMillDrill van Teqram is ontwikkeld voor het onbemand in- en uitladen van zware plaat- en snijbranddelen in een freesmachine. (foto’s: Teqram)

Teqram uit Zwolle heeft de ontwikkeling van nieuwe automatiseringsoplossingen het afgelopen jaar in sneltreinvaart gebracht. Waar de focus eerst vooral lag op het automatiseren van zware en repeterende werkzaamheden in de plaatbewerking, richt Teqram zich met de nieuwe EasyMillDrill nu ook op het in- en uitladen van freesmachines. Het systeem is met name ontwikkeld voor de automatische belading van zware plaat- en snijdelen die nagefreesd moeten worden. Daarmee mikt Teqram op een niche in de markt.

Een kenmerkende eigenschap van alle robotsystemen van Teqram is het gepatenteerde EasyEye 3D-visionsysteem voor het aansturen van de robot. Ook bij de nieuwe EasyMillDrill is het visionsysteem een essentieel onderdeel van de installatie. Het 3D-visionsysteem kan namelijk de geometrische eigenschappen en oriëntatie van het onderdeel herkennen en op basis van die informatie de robot aansturen. Daarmee kan de EasyMillDrill zonder menselijke tussenkomst flexibel omgaan met productvariaties en kunnen onderdelen simpelweg op een Europallet worden aangeleverd. Het nauwkeurig voorsorteren van onderdelen, bijvoorbeeld in bakken, komt daarmee te vervallen, evenals tijdrovende programmering. “Er zijn inmiddels veel goede automatiseringssystemen voor freesmachines op de markt, maar deze zijn vooral bedoeld voor pallet- en producthandling. Voor het in- en uitladen van zware plaat- en snijbranddelen was er nog geen perfecte oplossing op de markt. Met de EasyMillDrill brengen we daar nu verandering in”, zegt Frans Tollenaar, directeur van Teqram.

Autonoom produceren

Naast het visionsysteem bestaat de EasyMillDrill uit een industriële zesassige robot met een netto payload van 125 kg en optioneel zelfs

De EasyMillDrill bestaat uit een 3D-visionsysteem, een zesassige robot en een reinigingsstation.

tot 200kg. Zodra het visionsysteem het onderdeel heeft herkend, pakt de robot het onderdeel op en beweegt deze naar de bewerkingsruimte van de freesmachine. Vervolgens wordt het onderdeel opgespannen in de machine door middel van een magneetplaat of een vacuümoplossing. Om de exacte afmetingen en oriëntatie van het werkstuk in de machine te bepalen, wordt met behulp van een meettaster het onderdeel automatisch gemeten. Daarna kan de freesbewerking worden uitgevoerd. Na het frezen wordt het verspaande onderdeel in het reinigingsstation met luchtdruk vrijgemaakt van spanen en koelemulsies.

Hoge compatibiliteit

Met de EasyMillDrill richt Teqram zich op een niche in de markt. Het systeem is vooral interessant voor bedrijven die met regelmaat plaat- en brandsnijdelen in series van 1.000 stuks per jaar of meer moeten frezen. Dit kunnen bijvoorbeeld bedrijven zijn die zware hydraulische manifolds produceren, onderdelen voor vrachtwagens of landbouwmachines leveren of actief zijn in de trailerbouw, grondverzet en kranenbouw. De automatiseringsoplossing is compatibel met de meeste CNC-freesmachines en kan zowel op nieuwe, alsook op bestaande machines worden aangesloten. Voorwaarde is dat de fysieke toegang tot de machine groot genoeg is voor de robot, dat de deuren automatisch bediend kunnen worden en dat Teqram toegang heeft tot de besturing om een optimale communicatie tussen de robot en de machine in te regelen. Eventueel is het mogelijk om de EasyMillDrill twee freesmachines te beladen. De robot heeft namelijk voldoende overcapaciteit.

Modulair uit te breiden

Dankzij de modulaire systemen van Teqram, is de EasyMillDrill uit te breiden met allerlei oplossingen om het zware, onveilige en repeteerbare werk uit handen te nemen van werknemers. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om de functies van de gepatenteerde EasyGrinder te integreren, waardoor de robot ingezet kan worden om het onderdeel op voorhand te ontbramen, de slak te verwijderen, kanten te breken, een radius aan te brengen of de oxidehuid te verwijderen. Daarnaast is het van toegevoegde waarde om het systeem uit te breiden met een EasyFlipper. Deze gepatenteerde oplossing helpt om zware onderdelen om te draaien. Onderdelen die bijvoorbeeld ook aan de zesde zijde gefreesd moeten worden, kunnen op deze manier zonder hijskraan omgedraaid worden voor verdere bewerking. Tollenaar: “De EasyFlipper is in eerste instantie ontwikkeld om zware snijdelen in brandsnijbedrijven ergonomisch om te draaien. Dit neemt veel fysieke inspanning en gevaarlijke situaties weg bij de werknemer. Bovendien voorkomt de EasyFlipper beschadigingen aan het werkstuk. Door deze voordelen wordt de EasyFlipper inmiddels ook al bij verschillende machinefabrieken ingezet. In combinatie met de EasyMillDrill, waarbij de robot het onderdeel op de EasyFlipper legt, kan de automatiseringsgraad naar een hoger niveau gebracht worden.”

Manuren besparen

Het idee achter de EasyMillDrill is ontstaan nadat een gebruiker van de Teqram EasyDebur de plaat- en brandsnijdelen na het ontbramen ook automatisch wilde frezen. Om dit efficiënter en onbemand te doen, richtte het bedrijf zich tot Teqram die vervolgens de EasyMillDrill ontwikkelde. Inmiddels is het systeem enkele maanden bij de klant in gebruik en wordt ongeveer 80% van de oorspronkelijke manuren overgenomen door de robot. Tegelijkertijd is de klant in staat om ’s nachts door te produceren.

In combinatie met de EasyFlipper kan de EasyMillDrill onderdelen eenvoudig omdraaien voor een freesbewerking aan de zesde zijde.

Robotsysteem Hermle wisselt vinger automatisch

Het robotsysteem RS 05-2 kan uitgerust worden met de meest uiteenlopende vingergrijpers voor een optimale werkstukhandling. (foto: Hermle)

Het nieuwe robotsysteem RS 05-2 van Hermle vindt zijn gebruiksmogelijkheden in alle sectoren die volautomatisch werkstukken tot 5 kg willen produceren. Vooral in de fijnmechanische en medische techniek kan de RS 05-2 zijn voordelen, zoals compactheid, hoge variabiliteit in zowel opslag als spanmiddel en grijperinzet, ten volle benutten. Een nieuw ontwikkelde automatische vingerwissel bij de grijper maakt een flexibele productie mogelijk.

De combinatie van een NC-gestuurde langeslagspanner en de nieuwe automatische vingerwissel maakt een volautomatische werkstukwissel mogelijk. Samen met de individuele aanvoer van onderdelen via traploos instelbare Hermle universele matrijzen, verhoogt de RS 052 de productiviteit aanzienlijk. Het grootste voordeel is dat grijpers en instelbare spanmiddelen zich volautomatisch aanpassen aan de onbewerkte werkstukken, zodat handmatig ingrijpen vrijwel overbodig is.

Drie opslagvarianten

De RS 05-2 is leverbaar met drie opslagvarianten die zorgen voor de optimale paraatheid van onderdelen. De enkele opslag met twee universele matrijzen is voor veel toepassingen al een perfecte oplossing om een flexibele en voordelige automatisering mogelijk te maken. Voor bedrijven die een grote opbergruimte vereisen, heeft Hermle de ladeopslag ontwikkeld. Deze opslag neemt weinig vloeroppervlak in en is beschikbaar met vier, vijf of zes afzonderlijke laden. Een groot aantal standaard en eenvoudig verstelbare universele matrijzen past zich snel aan elke werkstukvorm aan. Ook overgrote werkstukken kunnen zonder problemen worden gewisseld en bewerkt. Tenslotte biedt Hermle een palletopslag aan voor, afhankelijk van het pallettype, maximaal 67 kleine pallets.

Variabele machinekeuze

Het robotsysteem RS 05-2 is compatibel met verschillende Hermlebewerkingscentra, zoals de C 12, C 22, C 32, C 250 of C 400. Met een opstellingsoppervlak van slechts 2 m2 biedt het robotsysteem RS 05-2 altijd vrije toegang tot de werkruimte van de machine, ongeacht of het systeem van voren (C 32, C 250 en C 400) of aan de zijkant (C 12 en C 22) is gepositioneerd. De RS 05-2 is volledig geïntegreerd in de Hermle-softwareomgeving en daardoor eenvoudig te bedienen via het touchscreen.

EMO Milano

Tijdens EMO Milano presenteert Hermle niet de RS 05-2, maar het robotsysteem RS 1 die gekoppeld is aan een C 250. De RS 1 is een volwaardige combinatiecel voor pallet- en werkstukautomatisering. De automatiseringsoplossing combineert flexibiliteit en productiviteit met een opslagsysteem voor een lange onbemande looptijd, waarbij het wisselen tussen grijper en pallet automatisch verloopt. Het laadstation maakt het mogelijk om pallets en werkstukken parallel aan de productie op te stellen. Dat maakt de RS 1 voor veel bedrijven een optimale automatiseringsoplossing. De RS 1 kan worden gekoppeld aan één of twee machines voor een maximale output. Tijdens de EMO zal Hermle de C 250, het bewerkingscentrum waar de RS 1 aan gekoppeld is, presenteren met een extra gereedschapsmagazijn met ruimte voor 88 gereedschappen.

GF Machining Solutions legt focus op medische technologie

Op het Duitse hoofdkantoor van GF Machining Solutions in Schorndorf, werd medio juli officieel het nieuwe Medical Solutions Center geopend. De machinebouwer legt met deze stap de focus op medische technologie. Het Medical Solutions Center herbergt alle machines (lasermachines, 3D-metaalprinters, bewerkingscentra en draad- en zinkvonkmachines) die nodig zijn voor de productie van medische hulpmiddelen, evenals de juiste software en een team van specialisten. Het Medical Center geeft zowel klanten als experts binnen GF Machining Solutions de mogelijkheid om productieprocessen te optimaliseren en om nieuwe applicaties te ontwikkelen en te testen.

De opening van het Medical Solutions Center weerspiegelt de strategische focus van GF Machining Solutions op de medische industrie. Met een demoruimte van 1.200 m2, volgepakt met bewerkingsmachines, software, digitaliseringsoplossingen en technische knowhow, heeft GF Machining Solutions de belangrijkste technologieën in huis die nodig zijn om medische hulpmiddelen en implantaten te produceren. Tijdens de corona-pandemie is de omzet vanuit de medische industrie met 20% gestegen. Tegelijkertijd is de omzet in de andere branches met 20% gezakt. Hoewel GF Machining Solutions positief is over de toekomst, zo verwacht de machinebouwer bijvoorbeeld dat de luchtvaartindustrie in 2023 weer op oude sterkte is, ziet het bedrijf een grote groeimarkt in de medische industrie. Daar zal het bedrijf dan ook de komende vijf jaar de meeste focus op leggen. Tijdens het openingsevenement gaven Christian Jung (Managing Director GF Machining Solutions GmbH), Joachim Seele (Technical Sales) en Benjamin Sendler, (Application Technology) een kijkje achter de beweegredenen van het project. “Elders in de wereld staat GF Machining Solutions al goed bekend om de medische productieexpertise. In Europa loopt die bekendheid nog wat achter. Om daar verandering in te brengen gaan we ons in Europa meer toespitsen op medische technologie. Het Medical Solutions Center is een eerste stap in de goede richting”, vertelt Jung.

Het Medical Solutions Center geeft klanten die werkzaam zijn voor de medische industrie de mogelijkheid om productieprocessen te optimaliseren en nieuwe applicaties te ontwikkelen en te testen

Blauwdruk voor de toekomst

Niet alleen heeft GF Machining Solutions geïnvesteerd in een demoruimte, maar ook in een compleet team van medische experts die samen met de klant oplossingen kunnen bedenken voor uitdagende vraagstukken. Daarnaast is er een samenwerking gestart met KSF uit Tuttlingen (D) om nieuwe productietechnologieën voor de medische industrie te ontwikkelen. Meer daarover in het kaderstuk. Volgens Ivan Filisetti, President van GF Machining Solutions, is het Medical Solutions Center in Schorndorf slechts het begin: “Met dit centrum leggen we de basis voor onze medische technologie. Het doel is om in korte tijd zoveel mogelijk kennis en medische productietechnologie te ontwikkelen die vervolgens vanuit Schorndorf gedeeld kan worden met al onze andere vestigingen wereldwijd.”

Christian Jung opent officieel het Medical Solutions Center in Schorndorf. Jung gebruikt een 3D-geprinte schaar om het lint door te knippen. Met de opening van het Medical Solutions Center weerspiegelt GF Machining Solutions de strategische focus van het bedrijf op de medische industrie. (foto’s: Tim Wentink)

Mike Onida, verantwoordelijk voor GF Machining Solutions Benelux, geeft aan dat het Medical Center ook interessant is voor klanten in de Benelux. “We hebben veel klanten die onderdelen produceren voor de medische industrie. Om die klanten te ondersteunen bij specifieke medische productievraagstukken, kunnen we nu terecht in het medisch centrum. Schorndorf is goed aan te reizen vanuit de Benelux en alle technologie en kennis is samengevoegd op één locatie. Zo kunnen klanten in korte tijd de benodigde kennis opdoen. Dat biedt een enorm voordeel.”

Alle technologieën in huis

In de medische industrie komt alles samen: een hoge oppervlaktekwaliteit, kleine maattoleranties, moeilijk te verspanen materialen, reproduceerbaarheid, traceerbaarheid en productiviteit. De productie van medische hulpmiddelen is daardoor vaak kostbaar en kwalitatief uitdagend. Gebruikelijk zijn er meerdere bewerkingstechnologieën nodig om een onderdeel te produceren, zoals verspanen, eroderen, oppervlaktebewerking en graveren. Dit vraagt om veel tussentijdse manuele handelingen die de kans op fouten vergroot. Het uitgebreide technologieportfolio van GF Machining Solutions met bewerkingsmachines, automatiserings- en softwareoplossingen, reduceert de hoeveelheid menselijke handelingen en sluit perfect aan bij de eisen die de medische industrie stelt. Tijdens de rondleiding door het medisch centrum presenteerde GF Machining Solutions als voorbeeld het productieproces van een geleidingsblok voor een botzaag. Het onderdeel kan volledig worden vervaardigd in het Medical Solutions Center. Zowel een vijfassige Mikron Mill S 600 U freesmachine, een P 400 U lasermachine en een Cut P 550 draadvonkmachine werden ingezet om het onderdeel te bewerken.

Vijfassig frezen

uitermate goed geschikt is voor de bewerking van werkstukken met complexe contouren. Dankzij de stabiele en hoogdynamische bouwwijze in combinatie met een hoge thermische stabiliteit, lineaire aandrijvingen en een krachtige Step-Tec spil, kunnen spuitgietmatrijzen, implantaten, chirurgische instrumenten en tandheelkundige onderdelen uit taaie, harde materialen efficiënt en nauwkeurig bewerkt worden. Met behulp van een palletautomatisering, zoals in het Medical Solutions Center wordt gepresenteerd, worden de doorlooptijden verkort.

Productief draadvonken

Een veelgebruikte productietechniek voor medische toepassingen is draadvonken. Met name voor onderdelen die moeten voldoen aan een hoge maat- en oppervlaktenauwkeurigheid, is draadvonken een ideale techniek. In het medisch centrum heeft GF Machining Solutions onder andere een Cut P 550 draadvonkmachine opgesteld. “Draadvonken wordt altijd gezien als een langzame productietechniek. Door meerdere producten gelijktijdig te produceren kan de output omhoog”, vertelt Sendler. Als voorbeeld noemt hij de productie van medische tangen. Met slechts twee snedes wist het team zestien onderdelen te produceren. Door het materiaal een kwartslag te draaien na de eerste vonkbewerking en vervolgens de tweede snede uit te voeren, kwamen de tangen nagenoeg kant en klaar uit de vonkmachine. Zo kan draadvonken heel productief worden ingezet. “Dankzij het medische centrum kunnen we in het vervolg samen met klanten dit soort slimme oplossingen ontwikkelen. Dat geeft enorm veel toegevoegde waarde.” GF Machining Solutions heeft het draadvonkproces over de jaren doorontwikkeld met allerlei nieuwe en slimme functies. Intelligent Spark Protection (ISPS) System is zo’n functie die de betrouwbaarheid van het proces en de productiviteit verbetert. ISPS bepaalt in real-time waar de vonkoverslag plaatsvindt. Dit komt vooral goed van pas bij onderbroken sneden. Omdat de vonk het liefst daar waar de elektrische weerstand het laagst is overslaat, zoals bij openingen in het werkstuk, kan er draadbreuk ontstaan. ISPS

Een kijkje in het nieuwe Medical Solutions Center.

controleert dit en kan de parameters automatisch bijstellen, zodat de vonk altijd op het juiste punt overslaat. Dit zorgt voor een hogere productiviteit en proceszekerheid.

Functionele oppervlakken laseren

Een technologie die steeds vaker wordt toegepast bij de productie van medische componenten is lasertexturering. Met behulp van een laser is het mogelijk om heel precies texturen, graveringen en markeringen aan te brengen. Met de Laser P 400 U heeft GF Machining Solutions de laser geïntegreerd in een vijfassige machine, waardoor niet alleen 2D-, maar ook complexe 3D-oppervlakken bewerkt kunnen worden. Zo kan de techniek worden ingezet om textuur aan te brengen op protheses voor een betere hechting met het menselijke bot of om chirurgische instrumenten van een micro- en sub microtextuur te voorzien voor het verkrijgen van functionele eigenschappen. Denk bij dat laatste bijvoorbeeld aan hydrofobe oppervlakken waar geen bloed aan blijft plakken, zodat de chirurg beter zicht houdt op de operatie. Daarnaast zijn er met lasertexturering antibacteriële, goed reinigbare of antireflex oppervlakken te maken. Als er bijvoorbeeld geen reflectie is, kan de chirurg bij endoscopie het beeld beter bekijken. Zo zijn er allerlei toepassing te bedenken waar laserbewerking van pas komt. De Laser P 400 U is onderdeel van het Medical Solutions Center. Opvallend is dat de machine is uitgerust met een alles-in-een laserkop die zowel een nanoseconde-laser als een femtoseconde-laser huisvest. De laserkop maakt het mogelijk om automatisch en binnen een seconde van de ene bron naar de andere over te schakelen. Op deze manier kan de productietijd verkort worden door twee laserbewerkingen op dezelfde machine te combineren.

Automatisering en traceerbaarheid

Zoals in elke branche staan ook in de medische industrie de kostprijzen en levertijden onder druk. Voeg daar het tekort aan technisch personeel aan toe en je kan als maakbedrijf niet meer om automatisering heen. GF Machining Solutions heeft een breed automatiseringsportfolio in huis, waarmee alle bewerkingsstappen met elkaar verknoopt kunnen worden. Naast dat de bewerkingsmachines zijn geoptimaliseerd voor automatisering met pallet- en nulpuntspansystemen, biedt de machinebouwer ook robotcellen, WorkshopManager Software en de integratie van meet- en controletechniek aan. Met het hele pakket is het mogelijk om vanaf seriegrootte 1 onbemand te produceren. De medische industrie stelt niet alleen hoge eisen aan de kwaliteit van onderdelen, maar ook aan de traceerbaarheid. Om te voldoen aan de medische voorschriften, moeten productiegegevens van elk onderdeel worden vastgelegd. Hoe het datamanagement in zijn werk

Additive Manufacturing is een ideale productietechnologie voor de medische industrie. Met 3D-printen zijn implantaten met sponsvormige structuren die goed hechten aan het menselijk lichaam te maken.

Met laserbewerking is het mogelijk om functionele (vloeistofafstotend, antibacterieel, antireflecterend, enz.) oppervlakken te verkrijgen.

gaat kan GF Machining Solutions live presenteren in het Medical Solutions Center. Elke machine in het centrum is aangesloten op de WorkshopManager software van GF Machining Solutions. Hiermee toont de fabrikant de voordelen van een geautomatiseerd gegevensbeheer. “Naleving van de voorschriften voor documentatie en gegevenstracering is een fundamenteel onderdeel van de productie van medische onderdelen. GF Machining Solutions heeft een uitgebreid portfolio met hardware- en softwareoplossingen om dit te bewerkstelligen. Met het rConnect Platform, dat een draadloze toegang tot alle bewerkingsmachines mogelijk maakt, in combinatie met real-time procesbewaking en gegevensregistratie, ontstaat er een compleet overzicht over het productieproces”, zegt Sendler tijdens de rondleiding door het medisch centrum.

Additive Manufacturing

Een productietechnologie die zich uitermate goed leent voor de medische industrie is Additive Manufacturing (AM). Implantaten en protheses zijn vaak unieke enkelstuks die zich economisch gunstig laten produceren door AM. Daarnaast biedt AM de mogelijkheid om bijzondere geometrieën te produceren, zoals sponsachtige structuren voor een betere hechting met het menselijke lichaam. Gezamenlijk met 3D Systems ontwikkelt GF Machining Solutions toepassingen voor 3D-printen. Die samenwerking gaat zover dat de poederbedmachines bij de machinebouwer in Losone (CH) worden gebouwd. Voor het 3D-printen wordt gebruik gemaakt van een nulpuntspansysteem. Zo behouden geprinte producten na het printen hun nulpunt voor een efficiënte nabehandeling. Tevens is het goed mogelijk om de 3D-metaalprinter dankzij het nulpuntspansysteem te automatiseren. De samenwerking tussen GF Machining Solutions en 3D Systems heeft ook geleid tot de ontwikkeling van de CUT AM 500. Deze metaalprinter is opgesteld in het nieuwe medische centrum en combineert 3D-printen met draadvonken. Na het printen kan de CUT AM 500 de bouwplaat 180o draaien en vervolgens met de draad de producten losvonken van de bouwplaat. Sendler: “Onze AM-oplossingen zijn ontwikkeld voor een hoge productiviteit en gebruiksvriendelijkheid. Dat maakt ze uitermate goed geschikt voor de medische industrie.”

Superkritische CO2-koeling

GF Machining Solutions heeft een samenwerkingsovereenkomst getekend met KSF (Kompetenzzentrum für Spanende Fertigung) voor de ontwikkeling van nieuwe productieprocessen voor de medische industrie. KSF is gevestigd in Tuttlingen en is onderdeel van Hochschule Furtwangen, een van Duitslands toonaangevende onderwijs- en onderzoeksuniversiteiten voor medische technologie. Jung: “Onze hele organisatie zet zich in om innovatieve en efficiënte technologieën te leveren om medische fabrikanten te ondersteunen bij hun uitdagingen. Met de expertise van KSF gaan we nieuwe, geavanceerde technologieën ontwikkelen voor de medische productie-industrie.” Momenteel onderzoeken de partners de mogelijkheden van superkritische CO2-koeling met minimaalsmering. Volgens Professor Bahman Azarhoushang van KSF zijn de eerste resultaten veelbelovend. Door de combinatie van CO2-koeling en minimaalsmering wordt de temperatuur aan de snijkant van het verspanende gereedschap gekoeld tot -50 oC, terwijl er een optimale smering wordt gerealiseerd. Uit testen blijkt dat de slijtage aan de snijkant na het verspanen van titanium veel minder was dan bij het gebruik van reguliere koelsmeermiddelen. “Niet alleen de standtijd van het gereedschap gaat omhoog, maar ook de kwaliteit van het werkstuk. Bij de bewerking van PEEK (polyetheretherketone) bijvoorbeeld, is de oppervlaktekwaliteit vele malen beter. Een bijkomend voordeel van superkritische CO2-koeling is dat werkstukken schoner uit de machine komen. Hierdoor kan het reinigingsproces sneller verlopen of kan in sommige gevallen zelfs helemaal komen te vervallen”, aldus Azarhoushang.