naar top
Menu
Logo Print
13/12/2018 - PETER WEBER

DE VOORDELEN VAN GANTRY LOADERS NADERBIJ BEKEKEN

Snelle opmars robotbelading aan CNC-machines

De snelle opmars van robotbelading aan CNC-machines heeft de klassieke gantry loader naar de achtergrond verdrongen. Terwijl deze automatiseringsoplossing begin deze eeuw best populair was, lijkt het automatiseringsconcept anno 2018 uit de gratie omdat velen denken dat het een star systeem is, minder flexibel dan de 6-assige robot. Past een gantry loader inderdaad minder bij de high-mix low-volumeproductie van vandaag?

gantry
Toepassing van een gantry loader bij een Doosan CNC-draaimachine

ENKEL VOOR GROTE SERIES?

'Gantry loader' is net als 'robot' een begrip waarmee je veel kanten op kunt. Ze zijn er met twee of drie gestuurde assen, of zelfs met vier tot acht assen of meer. Ze hebben één of twee armen waaraan de grijpers bevestigd zijn en kunnen worden ingezet voor het automatiseren van één machine of twee, of nog meer. Men kan deze laadsystemen precies zo configureren dat ze optimaal passen bij het productportfolio dat op een lijn geproduceerd wordt. Dit is misschien wel het beeld dat veel maakbedrijven van deze automatiseringssystemen hebben. De gantry loader is er voor de grote series. Continu hetzelfde product. Dat idee is ondertussen achterhaald, want ook de gantry loader is tot op zekere hoogte flexibel.

VEEL OPTIES PRODUCT PLAATSEN

Dat laatste komt doordat de grijper van een gantry loader niet meer alle producten op een transportband of op dezelfde pallet hoeft af te leggen. Er zijn tegenwoordig net als voor de standaardrobotcellen rasterlades beschikbaar, 'verpakt' in handige trolleys zodat ze gemakkelijk verplaatst kunnen worden. Hierin kunnen dus ook kleinere series producten na de bewerking worden teruggeplaatst. De ontwikkelingen aan de besturingskant zorgen ervoor dat het programmeren van zo'n opstelling niet ingewikkeld hoeft te zijn. Daarnaast blijven natuurlijk de klassieke buffersystemen beschikbaar, zoals een roterende stocker die eveneens plaatsbiedt aan meerdere verschillende series door elkaar.

Op sommige punten speelt de gantry loader leentjebuur bij de robotsystemen, zoals het omkeerstation. Door dit in een gantry loader te integreren, kan ook de zesde kant van het product onbemand worden bewerkt. De producten zijn daarna compleet afgewerkt. In zo'n opstelling kan zelfs relatief gemakkelijk een afbraakunit of een ander extra bewerkingsstation geïntegreerd worden.

gantryGANTRY LOADER VERSUS ROBOT

Voordelig

Wat zijn dan de voordelen van een gantry-systeem ten opzichte van een 6-assige industrierobot? Allereerst is dat de lagere investering. Dit voordeel vergt wel enige uitleg. Wat men goed moet laten meewegen in de afweging is het gewicht dat getild moet worden, inclusief grijper. Hoe zwaarder het werkstuk en de grijper zijn, des te zwaarder zal de robot moeten zijn. Ook de reikwijdte van de robot speelt een belangrijke rol. Op dit punt is het belangrijk dus om appels met appels te vergelijken en niet met peren. Afhankelijk van de toepassing is een gantry loader vaak een veel goedkopere oplossing dan een 6-assige robot.

Minder ruimte

Nog belangrijker is dat het systeem minder ruimte in beslag neemt dan een robot. Dat heeft meerdere redenen. De eerste is dat de gantry loader boven de machines wordt gebouwd, in loze ruimte. Als men dit doet en dus ergens in zo'n cel operators onder de bewegende grijper van de gantry loader door kunnen lopen, hoeft men geen grote gebieden die een robot bereikt afschermen met lichtschermen of radars. Het feit dat de productgrijper van een gantry loader over de machine heen beweegt, betekent ook dat de CNC-machine aan de voorzijde maximaal toegankelijk blijft. Dit is een wezenlijk verschil met een robot als laadsysteem. Afhankelijk van het type machine, product en de reikwijdte van de robot, wordt de machine voor de operator minder goed toegankelijk. Ook een robot die bijvoorbeeld omgekeerd aan het plafond of een bovenloopkraan wordt bevestigd kan de toegankelijkheid van de CNC-machine inperken.

Stabiele opbouw

Doorgaans kan een gantry loader zwaardere werkstukken behandelen dan een robot omdat de opbouw stabieler is. Gewichten tot 100 kilogram of meer hoeven doorgaans geen probleem te zijn. Dat steekt schril af tegen de maximale laadcapaciteit van een compacte 6-assige robot, die meestal niet veel verder reikt dan enkele tientallen kilo's. Bovendien nemen zowel het tilgewicht als de afmetingen praktisch gelijktijdig toe bij een robot. Hoe zwaarder het productgewicht, des te groter moet de robot zijn.

Meerdere cnc-machines

Een gantry loader kan daarnaast gemakkelijker meerdere CNC-machines beladen, bijvoorbeeld door de machines parallel aan elkaar te plaatsen en de gantry loader alle machines te laten beladen. Een dergelijk concept spaart niet alleen een robot voor elk bewerkingscentrum uit, maar zorgt eveneens voor een sterke afname van het vloeroppervlak dat zo'n opstelling in combinatie met een robot bij elke machine zou vragen. Het belangrijkste is echter misschien wel dat de gantry loader veel sneller is dan een industrierobot.

gantry

Het wisselen van het werkstuk vraagt met een gantry loader
minder tijd dan met een robot. Dat maakt deze automatisering
zeker aantrekkelijk voor de bewerkingen met korte cyclustijden

FLEXIBEL INZETBAAR

Vergeleken met stafaanvoer biedt de gantry loader meer flexibiliteit bij een CNC-draaimachine of een multitaskingmachine. Met de grijper kan de gantry het werkstuk in de klauwplaat spannen, waarbij de omspantijd tot een absoluut minimum wordt beperkt als men een dubbele grijper inzet, die in de ene klauw het ruwe materiaal heeft en in de andere het afgewerkte product. Moet de CNC-machine altijd klaar zijn voor volledige automatisatie als men voor de gantry loader kiest? Vanzelfsprekend is het een voordeel als machinedeuren automatisch open en dicht gaan. Strikt noodzakelijk is dit niet omdat de arm van de gantry loader de deur eventueel kan openen. Ook zijn er tegenwoordig oplossingen om een al wat oudere machine te voorzien van de technologie om de deuren automatisch te openen of te sluiten. Het programmeren van een gantry loader maakt dezelfde ontwikkeling door als bij de software voor de robotcellen. De user interface wordt alsmaar gebruiksvriendelijker zodat weinig extra programmeerkennis nodig is voor het in- of omstellen van zo'n laadsysteem.

CARBON TOEPASSING

Een van de vernieuwingen aan de gantry loaders is het gebruik van lichtere materialen. Het aluminium van weleer maakt bijvoorbeeld plaats voor koolstofvezelversterkte kunststoffen. Deze zijn stijf, sterk maar wegen doorgaans 35 procent minder dan een aluminium equivalent. Hierdoor hoeft er minder massa te worden verplaatst wat de snelheid van de unit ten goede komt. Afhankelijk van de toepassing kan de snelheid tot wel 50% hoger uitvallen. Zo'n innovatie heeft met name zin als de cyclustijden op de machine heel kort zijn en er dus vaak gewisseld moet worden van product.