De staal- en de machinebouw vragen om meer automatisering en eenvoudig te bedienen machines – ook deze sectoren kampen wereldwijd met personeelsgebrek. Tegelijk staan meer flexibiliteit en productiviteit hoog op het verlanglijstje. Machinebouwer Voortman Steel Machinery speelt hierop in met nieuwe machines die een kleine footprint hebben, meerdere bewerkingen combineren, zo veel mogelijk onbemand kunnen werken en eenvoudig zijn te integreren in complete lijnen. Dit maakt de ontwikkelopgave wel complexer, reden waarom Voortman die samen met partners aangaat. ‘Aan intensieve samenwerking ontkom je niet bij de ontwikkeling van complexe machines.’
• ‘Geautomatiseerde systemen gebruikersvriendelijk houden blijft ons streven.’
• ‘Aan die intensieve samenwerking met toeleveranciers ontkom je niet bij de ontwikkeling van complexe machines.’
• ‘Onze snijmachines openden de deuren voor marktdiversificatie.’
• ‘Veel bedrijven in de VS willen een compacte all-in-one machine hebben.’
Eenvoudiger is complexer
‘Meer automatisering beperkt het aantal benodigde operators, maar leidt niet altijd automatisch tot een eenvoudigere en efficiëntere bediening van systemen. In onze ogen zou dat wel hand in hand moeten gaan.’ Dat stelt Henk-Jan Voortman, productmanager voor onder meer de gerobotiseerde machines van Voortman Steel Machinery. ‘Doordat we onder meer de softwareontwikkeling bijna volledig in eigen huis doen, kunnen we de manier waarop onze machines en compleet gekoppelde productielijnen met de operator communiceren zó vormgeven dat in één oogopslag duidelijk is wanneer, waar en waarvoor een operator nodig is in het productieproces. Geautomatiseerde systemen gebruikersvriendelijk houden blijft ons streven.’
Goed geschoold personeel wordt steeds schaarser, verklaart marketingcoördinator Gideon Ebbers. ‘Daarom zorgen we bijvoorbeeld dat onze machines een eenvoudig bedieningspaneel hebben en in een systeem zo met elkaar communiceren dat productiedata die over meerdere machines heen worden verwerkt maar één keer ingevoerd hoeven te worden. Bij machines waar nog manuele interventie nodig is, wordt overzichtelijk alleen die informatie getoond die op dat moment van belang is. Zo kunnen we productielijnen ontwikkelen die met een minimale operatorinzet een maximale output garanderen.’
De robot controleert geheel zelfstandig of uitgesneden gedeelten ook daadwerkelijk zijn weggevallen en geen opvolgende bewegingen van de machine blokkeren.’
Nieuwe snijmachine
Voortman Steel Machinery biedt machines voor alle bewerkingen in de staalbouw. Ze zijn te combineren tot complete productielijnen met een geïntegreerde automatisering. Henk-Jan Voortman: ‘Wij onderscheiden ons met dat complete portfolio en met de flexibiliteit en productiviteit van onze oplossingen.’ Nieuwste toevoeging is de V807 voor thermisch snijden (plasma en autogeen) met behulp van een robot die de snijkop op alle mogelijke manieren kan manipuleren. Daarmee kan één machine onder meer boutgaten, sleuven, inkepingen, afschuiningen en lasnaadvoorbereidingen produceren. ‘Twee jaar geleden zijn we met de ontwikkeling gestart, waarbij we eerst voldoende tijd hebben genomen om alle requirements absoluut duidelijk te krijgen en alle stakeholders hun input te laten leveren. Zo ontstond na meerdere iteraties een helder ingekaderd pakket van eisen. Daarna hebben we de ontwikkeling zelf met een vrij korte doorlooptijd kunnen afronden, terwijl er toch een nieuw concept met een roterende as en een nieuwe robot in de machine lag waarmee we nog geen ervaring hadden. Wat natuurlijk meehielp, was de druk vanuit de markt om met een nieuwe machine te komen.’ De V807 heeft vergeleken met z’n voorganger nieuwe softwarefuncties die de benodigde interacties van de operator met de machine verder verminderen. ‘We proberen richting onbemand produceren te gaan. Daarvoor heeft de software een autopilot-functie: de robot controleert geheel zelfstandig of uitgesneden gedeelten ook daadwerkelijk zijn weggevallen en geen opvolgende bewegingen van de machine blokkeren.’
V807
Kritisch maar fair
De V807 is de eerste Voortman-machine met een robot van het Zwitserse merk Stäubli. ‘Met de nieuwe robot en het bijbehorende open-softwareplatform hebben we weer genoeg speelruimte voor toekomstige doorontwikkelingen’, meldt Voortman. ‘Uit een open vergelijking tussen drie robotleveranciers kwam Stäubli er als beste uit voor onze applicatie.’ Jan Buit, salesmanager bij Stäubli Benelux, was uiteraard niet verrast. ‘Engineering van Voortman was uitermate kritisch, maar wel fair. Wij hebben laten zien dat onze robot door z’n ontwerp al iets nauwkeuriger is dan die van concullega’s en dat absolute kalibratie die nauwkeurigheid op een nog hoger niveau kan brengen. De mechanische componenten voor een robot zijn allemaal net even verschillend. Voor nauwkeurig werken ontkom je er niet aan om elke robot individueel te kalibreren voordat die de fabriek verlaat. Mijn collega heeft hier een robot helemaal uit elkaar gehaald. Dat was voor de mensen van Voortman even schrikken, maar na het weer in elkaar zetten had hij exact dezelfde waarden.’ Henk-Jan Voortman: ‘Dat gaf ons wel vertrouwen. Daar komt nog bij dat hun robotcontroller ontzettend compact is; die past in een 19-inch rack in de elektrokast.’
‘We proberen richting onbemand produceren te gaan’
Amerika
Afgelopen november lanceerde Voortman de V807-snijmachine op de FabTech in Chicago. ‘We hebben er intussen al tientallen van verkocht, de meeste in de VS. Daar werkt de staalbouw veel met specifieke verbindingen waarvoor de gaten, zoals sleufgaten, alleen met een snijrobot efficiënt kunnen worden gemaakt. Ook is de regelgeving voor thermisch snijden er wat minder strikt dan in Europa, waar men vaker kiest voor boren.’ Een verdere onderscheidende factor voor de Amerikaanse markt is het formaat, lees de footprint, van de machine. ‘Veel bedrijven daar willen een compacte all-in-one machine hebben.’ Een belangrijke eis van Voortman was dat de machine compleet in een zeecontainer moest passen. Het kostte de engineers de nodige hoofdbrekens, maar het volume van de V807 is uiteindelijk minder dan 30 procent van dat van zijn voorganger. ‘Die grote machine moest in delen worden vervoerd en ter plekke geïnstalleerd; daarmee zaten we voor Amerika op twaalf weken levertijd. De uitdaging was om dit significant terug te brengen. Door het compacte formaat kunnen we de machine inmiddels in de VS ook op voorraad houden en daarmee de levertijd minimaal halveren. De nieuwe V807 halen we bij de klant uit de container en in no-time draait hij, plug & play.’
Inmiddels werkt engineering aan de doorontwikkeling. Samen met onder meer Stäubli, zo meldt Jan Buit. ‘Bij ons gaan de ontwikkelingen ook door, onder meer voor de besturingssoftware.’ Voortman: ‘Aan die intensieve samenwerking met toeleveranciers ontkom je niet bij de ontwikkeling van complexe machines.’ 3D CAD bijvoorbeeld zorgt telkens voor nieuwe uitdagingen. ‘Daarmee kun je tegenwoordig alles bedenken en krijg je steeds complexere vormen. Voor de bewerking daarvan op onze machine moeten wij dan weer een oplossing bedenken.’
Joey Schreur
Richting machinebouwmarkt
Die beweging naar de (zware) machinebouw maakt machinebouwer Voortman, van oudsher gericht op de staalbouw, onder meer met het oog op diversificatie. ‘Onze snijmachines openden de deuren voor marktdiversificatie, want ze zijn uitermate geschikt voor de maakindustrie’, verklaart senior productmanager Joey Schreur. ‘Dat, gezamenlijk met een internationale afzetmarkt, stabiliseert onze omzet.’ Naast de hogere eisen aan kwaliteit en nauwkeurigheid kenmerkt de machinebouw zich ook door complexere producten die vaak meer bewerkingen vergen. Tegelijk willen machinebouwers minder logistieke stromen van halffabrikaten door hun fabriek heen. ‘Om die logistiek te vereenvoudigen, combineren we meerdere plaatbewerkingen in één machine.’ Voorbeelden zijn de twee jaar geleden geïntroduceerde V310, die boren, markeren en thermisch snijden combineert, en de V325, die ook nog kan frezen. ‘Door de combinatie van bewerkingen kunnen klanten meer just-in-time werken en producten kant-en-klaar van de machine afhalen.’
V310
Softwarepartner
Dit alles vergt veel fabrieksautomatisering, reden waarom Voortman samenwerkt met SigmaNEST, de Amerikaanse leverancier van software voor efficiënte plaatbewerking. Schreur: ‘Als machinebouwer willen wij een totaaloplossing leveren. Die bevat elementen waarin andere partijen gespecialiseerd zijn. Zo levert SigmaNEST de software voor het importeren van CAD-modellen, het opstellen van offertes, het berekenen van productietijden, het maken van bewerkingsprogramma’s en het plannen van de verdere logistiek in de fabriek. De calculatiemodellen die zorgen voor een nauwkeurige productietijd en offerte, zijn samen met Voortman ontwikkeld. Dat automatiseren van al die informatiestromen is in plaatwerk een steeds grotere waardedrijver. Als strategisch partner van SigmaNEST leveren wij hun software en verzorgen wij bij onze klanten de installatie en support, maar alleen als onderdeel van onze totaaloplossing. Met hun ontwikkelafdeling in de VS hebben wij contact over onze wensen voor aanpassingen en aanvullingen in hun software die moeten helpen onze technologische voorsprong uit te bouwen. Voordeel is dat zij een onafhankelijke softwareleverancier zijn die meerdere technologieën ondersteunt. Vaak zie je dat software voor werkvoorbereiding heel technologiespecifiek is en dat daardoor meerdere pakketten naast elkaar worden gevoerd. Dat is met SigmaNEST niet nodig.’
V325
Meer multi-processing
Intussen werkt Voortman aan het toevoegen van nog meer bewerkingen aan machines, vervolgt Schreur. ‘Die trend van multiprocessing zal zich doorzetten. De klant wil meer dan ooit flexibiliteit en bijvoorbeeld in een boorstraat ook kunnen frezen.’ Of Voortman al eens gedacht heeft aan het frezen met een robotarm, wil Jan Buit van Stäubli weten. ‘Dat zal niet voor het nauwkeurigste werk zijn, maar met toleranties tot een honderdste millimeter kan een robot goed uit de voeten.’ Het past allemaal in het streven naar flexibilisering. Schreur: ‘We verkopen nog steeds snijmachines, maar we zien dat klanten het werk beter willen kunnen verdelen. Als de belading van de snijrobot te groot is, wil men snijbewerkingen ook op andere machines kunnen uitvoeren. Dat gebeurt misschien net iets minder gunstig, maar als die machines op dat moment toch maar stilstaan, kan het werk zo wel efficiënt worden verschoven.’
All-in-one bedrijf
Voortman Steel Group (500 medewerkers, ruim 100 miljoen euro omzet) in Rijssen legt zich toe op staalbouw en machinebouw vanuit Voortman Steel Construction en Voortman Steel Machinery. De staalbouwtak werkt met de machines van de machinebouwer, die zo uit eerste hand leert over praktijkuitdagingen en marktwensen. Sinds kort staat bij Voortman Steel Construction een compleet nieuwe, geïntegreerde productielijn voor stralen, boren, zagen, thermisch snijden en markeren; daarin is ook de nieuwe V807-snijrobot opgenomen. Daarnaast staat in een aparte hal de Fabricator, die drie lasrobots en één handlingrobot omvat. Samen met een eerste externe klant werken de twee zusterbedrijven aan de uitontwikkeling. Voor Voortman is het de volgende stap in de smart industry, om ook het meest tijdrovende deel van de productie van staalconstructies te automatiseren. De machinebouwtak besteedde tot voor kort de onderdelenproductie voor zijn machines grotendeels uit. Voor een betere beheersing van kosten en doorlooptijd heeft het die productie weer in eigen huis gehaald en onder de naam Voortman Parts Manufacturing (VPM) fungeert deze nu als een interne toeleverancier.
