Insert machine weefriethouders: hogere output en constantere kwaliteit

Uitdaging

Fabrikant van weefmachines Picanol wilde het proces voor het aanbrengen en vastzetten van inserts in riethouders automatiseren.

De doelstellingen van deze automatisering:

Eén enkele operator de mogelijkheid bieden om zowel deze insert machine als de freesmachine gelijktijdig te bedienen;
De cyclustijden verkorten;
De totale output verhogen;
De productkwaliteit standaardiseren.

Bij de engineering van deze machine kregen we te maken met verschillende uitdagingen:

Variabiliteit

Het aantal inserts per riethouder is variabel en varieert van 16 tot 61 stuks.

De machine moet bovendien geschikt zijn voor drie verschillende types riethouders, met lengtes tussen 1900 en 5400 mm. De klemunit moest bijvoorbeeld specifiek ontworpen worden om deze verschillende mechanische ontwerpen te kunnen accommoderen.

Specificaties voor de operator

De operator moet in staat zijn om twee riethouders gelijktijdig te laden. Wanneer de lengtes korter zijn dan 2,5 m, stijgt de capaciteit naar vier houders.

Nauwkeurigheid en snelheid

De positioneringsnauwkeurigheid bedraagt ongeveer 0,1 mm. Inserts moeten worden vastgeschroefd met een exact koppel van 25 Nm.

Er werd uitgegaan van een verwachte cyclustijd van 20 seconden per insert.

Footprint van de machine

Hoewel de eindproducten tot 5,4 meter lang kunnen zijn, moesten we de footprint van de machine zo compact mogelijk houden.

Kwaliteitscontrole

Geïntegreerde automatische kwaliteitscontrole was essentieel om de nauwkeurigheid van zowel de positie als het koppel te garanderen.

Oplossing

We zoomen in op de drie belangrijkste onderdelen van deze machine:

Het machineframe
De schroefunit
De geïntegreerde vision

1. Machineframe

We ontwierpen en produceerden een perfect gefreesd, massief frame van 6,6 m, voorzien van perfect uitgelijnde lineaire geleidingen voor de slede van de schroefunit.

Ongeacht het type riethouder blijft de laadprocedure voor de operator altijd hetzelfde. Hij positioneert de houders handmatig tegen de mechanische aanslagen van de machine, waarna ze bij de start van de cyclus pneumatisch worden vastgeklemd.

2. Slede van de schroefunit

Voor de automatische schroefunit ontwikkelden we een oplossing in samenwerking met de Weber Group, een specialist in gereedschappen en automatiseringsoplossingen voor de metaalindustrie.

De oplossing bestaat uit een automatische schroefkop met:

Geïntegreerde dieptemeting;
Koppelregeling;
Receptbeheer;
Een step feeder.

Omdat de inserts over de volledige lengte van de riethouder moeten worden gemonteerd, hebben we de schroefunit en de toevoereenheid op een tandlatgestuurde slede gemonteerd. Dit geheel beweegt over de volledige lengte van de riethouders.

Om beide rijen te kunnen bereiken, integreerden we een servospindel voor de horizontale beweging. Omdat de verschillende varianten riethouders bovendien verschillende benaderingshoeken vereisen, voegden we een servogestuurde kantelbeweging toe.

3. Geïntegreerde vision

Op de bewegende slede integreerden we een smart camera-systeem van Keyence. Dit vision-systeem heeft twee doelen:

1. Garantie van positioneringsnauwkeurigheid vóór het schroeven

Aangezien de riethouders handmatig worden geladen, verifieert de camera of de positioneringsnauwkeurigheid van 0,1 mm wordt behaald. De absolute schroefcoördinaten worden hierop aangepast.

2. Verificatie van het type riethouder

De operator geeft aan welk type riethouder hij in de machine heeft geladen.

Dit type bepaalt

het aantal inserts,
de insert-posities,
en de rotatie van de schroefunit.

Op basis van AI-teaching controleert het vision-systeem of het juiste type is geladen door unieke visuele kenmerken aan de randen te scannen.

Indien een onjuist type wordt gedetecteerd, start het proces niet en ontvangt de operator een melding.

Resultaat

Een robuust en aanpasbaar systeem, ontworpen om toekomstige productupdates en modificaties moeiteloos op te vangen. Deze machine stelt één enkele operator in staat om zowel de freesmachine als het assemblageproces gelijktijdig te beheren.

Het resultaat is een machine die: