Automatisering die zich heeft bewezen

Een hangbaan brengt de met onderdelen beladen frames naar de reinigingsinstallatie. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Na de reiniging rijden de rekken automatisch naar de juiste verwijplaats. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Acht Motoman GP12 robots halen de onderdelen op en plaatsen ze in KLT's. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Een camera-inspectie bij het verwijderen zorgt ervoor dat de onderdelen daarna correct in de KLT's worden geplaatst. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

De gevulde KLT's rijden over een FMS-transportbaan van MiniTec naar de magazijnstelling, lege dozen worden weer aan de robots ter beschikking gesteld. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Om beter te kunnen reageren op schommelende ordervolumes, heeft de specialist HMT een reinigingsinstallatie voor industriële onderdelen van MiniTec sterker geautomatiseerd – met duidelijk succes.

„Niet alleen schoon, maar rein“ luidde ooit de belofte uit een bekende wasmiddelenreclame. Een vergelijkbaar streven heeft ook HMT – Häseler Metalltechnik GmbH uit St. Georgen, als het gaat om het reinigen van technische onderdelen. Het in 1983 opgerichte bedrijf is gespecialiseerd in stans- en omvormtechniek en onderdelenreiniging bij zeer hoge technische reinheidseisen. De klanten bevinden zich vooral in de automobielsector. De werkstukken bestaan meestal uit stansdelen die in contact komen met elektrische componenten en printplaten.

Joachim Hölzl, technisch directeur van het bedrijf, spreekt van een all-in-one-oplossing die HMT hier aanbiedt: „We hebben het stansen en reinigen op 12.500 m² volledig onder één dak. Ons dienstenaanbod reikt van stansen, omvormen en dieptrekken tot onderdelenreiniging – inclusief restvuilanalyse in ons eigen laboratorium. We kunnen bijna elke klantwens vervullen. De basis hiervoor vormen onze eigen gereedschapsbouw, een moderne machinepark en toegewijde medewerkers met gedegen kennis van details. Onze processen en procedures voldoen aan de hoogste autofabrikant-standaarden.“

Schommelende ordervoorraad als uitdaging

Bij HMT worden twee reinigingsinstallaties gebruikt. Er wordt gewerkt bij normale belasting in tweeploegendienst, wat de doorvoer van ongeveer 40 miljoen onderdelen per jaar mogelijk maakt. Vroeger werden veel taken in het reinigingsproces door medewerkers uitgevoerd. Maar het algemene tekort aan arbeidskrachten werd steeds merkbaarder. Ook de samenwerking met uitzendbureaus bood geen bevredigende oplossing. De oorzaak waren de volatiele wekelijkse veranderingen in de ordervoorraad, aldus Joachim Hölzl: „Dat maakte een redelijke resourceplanning moeilijk – en ook het snel kunnen reageren op nieuwe omstandigheden. Een week gaan de behoeften omhoog, en voordat je de capaciteit via personeel hebt aangepast, is die week al bijna voorbij.“

Voor de toekomst wenste Hölzl dat er duidelijk betrouwbaarder gepland en aangestuurd kon worden, en dat er flexibeler gereageerd kon worden op capaciteitsverschillen. Dit doel moest worden bereikt door een sterkere automatisering – met de focus op het beladen van de transportrekken met de onderdelen voor het reinigingsproces en de latere afname.

Automatisering voor meer flexibiliteit

Allereerst werd er binnen het bedrijf overlegd met eigen specialisten – onder leiding van Tobias Seemann, teamleider van de automatiseringsafdeling bij HMT. Men ontwikkelde een ABC-analyse van de onderdelen en besprak mogelijke oplossingsrichtingen. Hölzl legt uit: „We bouwden een eigen intern laboratorium en begonnen met een trainingsrobot voor de eerste proeven. De resultaten waren zeer indrukwekkend. Vervolgens namen we contact op met Yaskawa, die ons voor de verdere stappen een van hun robots ter beschikking stelden. Toen we uiteindelijk zeker waren van de haalbaarheid, gingen we in gesprek met MiniTec als systeemintegrator. We hebben onze visies gepresenteerd aan de automatiseringsexpert Peter Müller en besproken hoe de installatie eruit zou kunnen zien, op basis van ons eisen- en lastenkader. Daarna ontwikkelde hij een concept voor de realisatie van de oplossing en ging het in de uitvoering.“

Uiteindelijk kwam er een zeer complexe installatie tot stand, waarbij het verwijderen van de gereinigde onderdelen en de opslag en uitname volledig automatisch verlopen. De opzet met twee identieke uitnameplaatsen zorgt voor voldoende capaciteit. In totaal acht Motoman GP12-robots zorgen voor het ontladen van de onderdelendragers. De robots uit de GP-serie kenmerken zich door hoge snelheden, acceleraties en herhaalnauwkeurigheid. Het geheel is gekoppeld aan een volledig automatisch magazijnsysteem. De installatie beslaat een oppervlakte van 20 m x 10 m en heeft indrukwekkende afmetingen.

Huidige proces

De te reinigen onderdelen van klanten komen in verschillende verpakkingsvormen bij HMT binnen (roosterbakken, houten kisten, kartonnen dozen, etc.). Bij het opnamepunt worden ze – nog steeds handmatig – uit de verpakkingen gehaald en op reinigingsrekken vastgezet.

Vervolgens haalt de installatie de rekken uit de bufferopslag. Ze doorlopen via een hangbaan in verschillende zones op een lengte van 60 m de reiniging. Daarna gaan ze naar de droogruimte, vervolgens naar de koelruimte en daarna naar de cleanroom. Afhankelijk van de technische specificaties van de onderdelen blijft het reinigingsrek daar staan voor de afname of gaat verder naar de schone ruimte, waar de afnameplaatsen met de robots zijn.

Omdat de onderdelen tijdens het reinigingsproces nog kunnen bewegen, kan er bij de afname door de robot een verschil ontstaan tussen de grijper en de positie van het onderdeel. Daarom wordt hier een camera-inspectie toegepast die de coördinaten vastlegt, zodat de onderdelen correct in de KLT’s kunnen worden geplaatst. Zo wordt gewaarborgd dat de orde van de onderdelen niet verloren gaat bij de overdracht naar andere afdelingen.

Doordachte besturing

Bij het beladen krijgen de reinigingsrekken via een barcode informatie over welke onderdelen het betreft en naar welk afnamepunt ze moeten. Bij het afnamepunt worden de artikel-specifieke gegevens via een interface tussen de reinigingsinstallatie en de robotcellen overgedragen. Joachim Hölzl legt uit: „Hierdoor weet de robot precies welk onderdeel komt, in welke hoeveelheid. En weet hij ook dat hij die hoeveelheid moet afnemen. En als er per ongeluk een onderdeel verloren is gegaan, rekent hij de gewenste hoeveelheid minus 1. Zo hebben we altijd het juiste aantal afgehaalde stukken.“

Automatische transporttechniek van MiniTec

Elke robot heeft een KLT voor zich staan. Hij haalt de onderdelen uit het reinigingsrek en plaatst ze vakkundig in de doos. Wanneer hij de voorgeschreven hoeveelheid heeft bereikt, rijdt de KLT automatisch weg en krijgt de robot weer een lege doos ter beschikking.

De gevulde KLT rijdt nu automatisch via een transportsysteem naar een magazijnrek. Het transportsysteem is een FMS-systeem van MiniTec. Dit is een transfersysteem waarbij de dozen via bochten of draaischijven verder worden getransporteerd. Een bijzonderheid bij de versie van HMT is dat hier geen gebruik wordt gemaakt van gebruikelijke werkstukdragers (pallets), maar dat de KLT’s rechtstreeks worden aangedreven door de rollenbanen.

In- en uitname via shuttle

Bij het magazijnrek bevindt zich een magazijnbedieningsapparaat (shuttle), eveneens ontwikkeld door MiniTec. Deze zorgt voor de automatische in- en uitname van de KLT’s en rijdt daarvoor heen en weer. Ook transporteert hij onderdelen naar de visuele inspectie. Dit gebied beschikt over een controlestation waar medewerkers kunnen zien welke onderdelen zich in het magazijnsysteem bevinden. De te inspecteren onderdelen kunnen ze via een bedieningspaneel opvragen. Vervolgens start de shuttle de uitname en stelt de KLT’s beschikbaar via een transportsysteem voor visuele inspectie. Daar worden de onderdelen beoordeeld volgens de foutencatalogi van de klanten. Als ze in orde zijn, worden ze in de klantspecifieke verpakking verpakt.

Flexibiliteit aanzienlijk verhoogd

Al na de eerste inbedrijfstelling merkt Joachim Hölzl de voordelen van de installatie: „Het grote voordeel is de flexibiliteit. Vandaag de dag kunnen we hier de capaciteit ook op korte termijn altijd verhogen.“

Ook over de projectuitvoering is Hölzl tevreden: „De samenwerking in dit trio MiniTec, Yaskawa en HMT werkte zeer goed en leidde uiteindelijk tot een uitstekend resultaat. Yaskawa heeft ons, zoals eerder vermeld, ondersteund door ons een robot ter beschikking te stellen. Maar ook MiniTec als systeemintegrator heeft ons intensief ondersteund. Simulaties, cyclustijden, dat soort zaken. Het was een absolute goede samenwerking, vooral ook met Peter Müller. Zijn ervaring in projectmanagement en zijn technische expertise waren van enorme meerwaarde, ook voor HMT. De combinatie van Tobias Seemann en Peter Müller was geweldig. De communicatie en de uitwerking van het project, evenals de ervaring van MiniTec, waardeer ik zeer. Tijdens het project zijn ook veel ideeën ontwikkeld. Er werden steeds kleine verbeteringen gevonden die we snel hebben doorgevoerd. Evenzo hebben Marcel Therre en Phillip von Ehr uitstekend meegewerkt, echte teamplayers.“

Verder uitbreiden van automatisering als doel

Over het algemeen staat de HMT-baas zeer open voor automatisering. Hij denkt er al over na om de belading van de reinigingsrekken van handmatig naar robot te veranderen. Een ander onderwerp is de afname van de onderdelen in de cleanroom. „We hebben hier veel ideeën, niet alleen in de productie. Ook in het management zijn er tal van automatiseringsmogelijkheden, waarvan we er al enkele hebben geïmplementeerd. We willen in de toekomst alle processen bekijken om te zien welke geautomatiseerd kunnen worden, om menselijke fouten zoveel mogelijk te minimaliseren.“ Volgens hem is de automatiseringsafdeling inmiddels uitgegroeid tot vier personen.

En ook Yaskawa en MiniTec zullen vanwege de positieve ervaringen ook in de toekomst weer betrokken zijn.