Automatisering van schuurprocessen: constante kwaliteit met force compliance

Het automatiseren van schuren en afbramen vormde lange tijd een uitdaging. Moderne force-compliance-systemen bieden hiervoor een effectieve oplossing.

De metaalindustrie zet steeds meer in op de automatisering van nabewerkingsprocessen. Het automatiseren van schuurprocessen blijkt daarbij een complexe opgave. Een cruciale, maar vaak onderschatte, oorzaak hiervan ligt in het voorproces: het lassen. In de praktijk blijkt dat geautomatiseerd schuren en slijpen alleen rendabel en betrouwbaar is wanneer lasnaden ook robotisch zijn aangebracht. Handmatig lassen leidt namelijk tot een onregelmatige lasopbouw, een wisselende hoogte en breedte van de las en afwijkende contouren. Voor een geautomatiseerd nabewerkingsproces is er geen stabiele uitgangssituatie. Hierdoor neemt het programmeerwerk toe, het proces wordt minder voorspelbaar en er is een hoger risico op afkeur. Ook kleine maatverschillen in werkstukken, slijtage van het schuurmiddel en variaties in de opspanning beïnvloeden de kwaliteit van het nabewerkingsproces. Moderne force-compliance-systemen bieden hiervoor tegenwoordig een effectieve oplossing.

Constante druk, constant resultaat

Een bekend voorbeeld is de Suhner Force Compliance Unit. Dit systeem maakt het mogelijk om schuur- en afbraamprocessen met een industriële robot uit te voeren, waarbij er een constante contactdruk blijft gewaarborgd tussen gereedschap en werkstuk. In de Z-richting wordt een elektronisch gecontroleerde beweging toegevoegd. De ingestelde kracht blijft gedurende het hele proces constant, waardoor de schuurband, slijpschijf of lamellenschijf steeds onder dezelfde omstandigheden werkt. Hierdoor kan de robot kleine geometrische afwijkingen in productgeometrie compenseren zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit. Voor de gebruiker resulteert dit in reproduceerbare processen en een oppervlaktekwaliteit die nauwelijks varieert tussen individuele werkstukken.Voor bedrijven die actief zijn in de machinebouw, transportmiddelenindustrie, plaatwerkproductie of de productie van constructiedelen is deze reproduceerbaarheid van groot belang. Niet alleen wordt de kwaliteit consistenter, ook de afhankelijkheid van handmatig vakmanschap neemt af.

Zeer strakke resultaten

Een belangrijk voordeel van force-compliance-technologie is de hoge nauwkeurigheid van het eindresultaat. Doordat de contactdruk constant blijft, evenals de beweging van de robotarm, ontstaat een homogeen schuurbeeld over het volledige product. Bovendien neemt de kans op menselijke fouten aanzienlijk af. Een robot herhaalt immers exact dezelfde bewegingen, terwijl de force-compliance-unit ervoor zorgt dat kleine maatvariaties worden opgevangen. Hierdoor kan een geautomatiseerde schuurcel vaak een kwaliteit realiseren die niet alleen consistenter is dan handmatig werk, maar ook eenvoudiger aantoonbaar is binnen kwaliteitsborgingssystemen.

Langere standtijd van schuurmiddelen

Dankzij de gecontroleerde proceskracht wordt het schuurmiddel veel gelijkmatiger gebruikt. Overbelasting wordt voorkomen en de warmteontwikkeling blijft beter beheersbaar. In de praktijk leidt dit vaak tot een aanzienlijk langere standtijd van schuurbanden, lamellenschijven en andere verbruiksmaterialen. De langere levensduur van het schuurmiddel verlaagt niet alleen de directe gereedschapskosten, maar vermindert ook ongeplande stilstand door wissels van verbruiksmateriaal. Daarnaast wordt het proces beter voorspelbaar, wat een positieve invloed heeft op de planning en de totale productiviteit.

Vooral interessant voor grotere series

Tegenover deze voordelen staat echter een relatief hoge investeringsdrempel. Een complete robotcel met force-compliance-systeem, schuurmachine, toolwisselstations, schijvenwisselaars, magazijnen, veiligheidsvoorzieningen en programmering vereist een substantiële investering. Daarnaast vraagt de implementatie om proceskennis en een zorgvuldige optimalisatie van parameters zoals contactkracht, baansnelheid en gereedschapskeuze. Deze technologie is daarom vooral aantrekkelijk voor bedrijven die werken met grotere seriegroottes of een continu aanbod van vergelijkbare producten. In dergelijke situaties leiden een hogere productiviteit, constante kwaliteit en lagere gereedschapskosten tot een aanvaardbare terugverdientijd. Voor kleine series of sterk wisselende producten blijft handmatig schuren vaak economisch interessanter. Toch verschuift deze grens steeds verder door verbeterde offline-programmering en de toenemende flexibiliteit van moderne robotsystemen.

Volledig geautomatiseerde metaalbewerking

Met systemen zoals de Suhner Force Compliance Unit wordt de automatisering van schuurprocessen in de metaalindustrie steeds beter haalbaar. De oplossing is een belangrijke stap in de richting van volledig geautomatiseerde metaalbewerking