CAD/CAM voor plaatbewerkers alsmaar belangrijker

Webportals verkorten vooral doorlooptijd

Digitalisering heeft de afgelopen jaren voor een tweedeling in de plaatwerkindustrie gezorgd. Aan de ene kant is er een handvol bedrijven die volop inzetten op het gebruik van webportals, waarachter hun digitale processen hangen. Veel plaatwerkbedrijven werken nog op de "ouderwetse" manier: ze calculeren eerst en wordt de aanvraag een order, dan programmeren ze zelf aan de hand van de tekeningen of 3D-modellen die klanten aanleveren. Wat brengt de toekomst?

AUTOMATISERING 

Automatisering van de werkvoorbereiding wordt om meerdere redenen steeds belangrijker. Allereerst om de simpele reden dat de metaalindustrie continu zoekt naar efficiencyverbeteringen. Niet alleen om de kostprijs te drukken; eveneens om de doorlooptijd naar beneden te brengen.

Daarna kan een order veel sneller in productie gaan als het maken van de programma's voor een deel geautomatiseerd verloopt.

De derde reden is een gebrek aan vakmensen. Digitalisering werkt hier in een dubbel voordeel: er wordt mankracht uitgespaard én als maakbedrijf word je aantrekkelijker als werkgever voor jongeren. Automatisering draagt bij aan een hightechuitstraling en sluit beter aan bij de wensen van de generatie Z als het om werk gaat.

Machinegebonden of onafhankelijk?

De eerste stap in het implementeren van CAD/CAM-software in een plaatwerkbedrijf is de keuze maken tussen software van de machinefabrikant of van een derde partij, een onafhankelijke CAD/CAM-ontwikkelaar. De eerste optie lijkt op het eerste gezicht de gemakkelijkste weg.

Zeker als de aanschaf samengaat met de aankoop van een nieuwe machine, bijvoorbeeld voor lasersnijden of een CNC-plooibank. Alles is dan in één hand. En de programma's die de software genereren zullen geoptimaliseerd zijn voor de machines.

Ook bij service en onderhoud biedt deze optie voordelen. De sector verschilt hiermee sterk van bijvoorbeeld de verspanende industrie. In plaatbewerking bieden machinebouwers al langer programmeer- en planningssoftware aan, iets wat in de verspaning nu pas mondjesmaat op gang komt.

Er kleven ook nadelen aan deze oplossing. Allereerst zullen weinig plaatwerkbedrijven slechts één merk machines in huis hebben. CAD/CAM-software met de juiste postprocessors voor de verschillende typen is dan een betere oplossing. Kan men bijvoorbeeld met de software ook oudere machines extern programmeren? Met sommige OEM-software kan dit wel.

Wisselen van CAD/CAM-software is niet eenvoudig. Maar wat als er in de toekomst een machine van een ander merk komt?

Bovendien kan men dan de werkvoorbereiding voor alle stappen in het proces standaardiseren omdat men voor alle machines met dezelfde software werkt. Men kan dan een consistente workflow ontwikkelen voor het hele proces. De meeste onafhankelijke softwareontwikkelaars bieden modules voor alle stappen in het plaatwerkproces.

Daarnaast is software de kerntaak van deze bedrijven: je mag dus aannemen dat ze qua vernieuwing telkens een stap voor willen blijven.

En tot slot moet men zichzelf de vraag stellen hoe de toekomst eruitziet: wisselen van CAD/CAM-software doet men niet gemakkelijk. Maar wat als er in de toekomst een machine van een ander merk komt? Of de relatie met de huidige leverancier loopt helemaal spaak? Dan is de overstap met software van een derde partij gemakkelijker te maken.

Belangrijk bij deze afweging blijft evenwel de features van de software, het gebruiksgemak, de trainingen en uiteraard het kostenplaatje.

Automatische offerte en programma

Webportals voor plaatbewerking zijn in opkomst. Zeker in Nederland neemt het aantal bedrijven dat het aanvraagtraject verregaand digitaliseert snel toe. Voor dergelijke toepassingen komen de bouwblokken van softwareontwikkelaars, zoals CAD/CAM, ERP en MES samen in een SQL-database. Niet alleen rolt de offerte quasi in real time uit het systeem, omdat alle data al in het ERP-systeem is opgeslagen kan men met enkele muisklikken de aanvraag omzetten in een klantorder.

Nieuwe tools van CAD/CAM-systemen berekenen automatisch kostprijzen op basis van een 3D-model, in native formaat of in STEP-formaat. Steeds meer aanbieders integreren deze module in hun software terwijl er ook partijen zijn die quasi kant-en-klare oplossingen voor een webportal bieden. Het 3D-model speelt hierin een cruciale rol. Model-Based Definition (MBD) is de toekomst voor hoe maakgegevens worden uitgewisseld.

LASROBOTS

Gegevens die van belang zijn voor de productie, worden aan het digitale 3D-model toegevoegd en automatisch ingelezen en vertaald naar programma's voor de machine. Dat bestaat al enige tijd voor lasersnijden en plooien, en inmiddels zijn er ook oplossingen om lasrobots automatisch te programmeren op basis van het 3D-model.

In dit geval worden de lasinstructies in een aparte XML-file geplaatst en de geometrie van de lasnaden komt uit de STEP-file. De software programmeert dusdanig dat zoveel mogelijk onder de hand wordt gelast. Een lasnaadvolgsysteem zorgt ervoor dat eventuele kleine afwijkingen automatisch gecorrigeerd worden.

Inmiddels zijn er ook oplossingen om lasrobots automatisch te programmeren op basis van het 3D-model

Deze werkwijze zorgt voor extra werk aan de voorkant, maar de tijdsbesparing bij het maken van het robotprogramma is een veelvoud hiervan. Een kritisch punt blijft wel dat conversie van een CAD-model uit een native formaat naar een STEP-formaat nog niet volledig vlekkeloos verloopt. Dat neemt niet weg dat de tijdsbesparing zowel in het offertestadium als bij de werkvoorbereiding groot is.

Momenteel stappen de ontwikkelaars van deze software volop in met kunstmatige intelligentie. Algoritmen leren aan de hand van gelaste producten bijvoorbeeld steeds beter te herkennen waar er te veel warmte in een onderdeel dreigt te komen en passen hun programma daar automatisch op aan.

Doorlooptijdverkorting

Een belangrijk voordeel dat CAD/CAM-software oplevert, is de doorlooptijdverkorting. De nieuwste versies kunnen een 3D-model geautomatiseerd uitvouwen en programmeren voor de lasersnijmachine en de CNC-plooibank. Snijprogramma's kan men eenvoudig optimaliseren voor kortere bewerkingstijden.

Vooral met het automatisch nesten kan men tijd en materiaal besparen. Het nesten gebeurt in de nieuwe softwarereleases veel efficiënter dan in het verleden. Gelet op de hoge materiaalprijzen en de druk op de maakindustrie om duurzamer te produceren – en dus minder materiaal te verspillen – zal het belang van nesten verder gaan toenemen. Zeker zo belangrijk is de koppeling van de CAD/CAM-software naar materiaaldatabanken.

Hierdoor kan men het gedrag van de plaat, bijvoorbeeld bij het kanten, virtueel voorspellen en het programma daarop aanpassen. De kennis die nu nog bij de meest ervaren operators zit, wordt zo via de software toegankelijk voor eenieder in de productie.

OPTIMALISATIETOOLS

Is het programma gereed, dan kan men met de optimalisatietools in de software de gereedschapsbanen en de snijparameters optimaliseren om daarmee een kortere cyclustijd en een betere snijkwaliteit te generen. In de plaatbewerking neemt het STEP-format, een universele standaard, steeds vaker de rol over van de vroegere 3DXF-file.

Maar het risico blijft bestaan dat bij het converteren informatie verloren gaat. Daarom laat veel CAM-software voor de plaatwerkindustrie toe om native CAD-bestanden in te lezen. Originele databestanden kunnen direct verwerkt worden.

Met de nieuwste simulatietools in de software kan het proces volledig digitaal doorlopen worden voordat er één plaat de machine op gaat. Zo controleert men op eventuele botsingen of afwijkingen. Ook is het eenvoudig om met enkele muisklikken te compenseren voor de verschillende productiestappen, in plaats van dat bij elke machine afzonderlijk te doen.

In de nieuwe CAD-software zit technologie om het gedrag van de plaat, bijvoorbeeld het terugveren na het plooien, te voorspellen. Dat betekent dat een product direct goed gemaakt kan worden en dat er minder insteltijd nodig is aan de machine.

Dat zijn allemaal zaken die in het voordeel van deze manier van werken spreken. Belangrijk bij de selectie van het pakket is wel te letten op de interface naar andere bedrijfssoftware, zoals het ERP-pakket of MES-software (Manufacturing Execution Software), waarmee men het hele proces op afstand digitaal kan volgen en de belangrijke KPI's kan bewaken.