Cellro helpt klanten in overgang naar Industrie 4.0

In zijn ambitie om zijn automatiseringsoplossingen voor cnc-machines naar het niveau van Industrie 4.0 en verder te brengen, nam Cellro de hardware en software van zijn systemen nauwkeurig onder de loep. Er volgde een fikse transitie waarin een voorname rol is weggelegd voor de Motion Terminal van Festo.

Alexander Pil
30 november 2021

‘In de verspanende wereld denken bedrijven bij groei vooral aan meer handjes en meer machines.’ In de vergaderzaal van het Cellro-kantoorpand in Veenendaal vertelt directeur Arnoud de Kuijper dat het niet de standaard reactie van verspaningsbedrijven is om in te zetten op automatisering en digitalisering. ‘De adoptie van Industrie 4.0 is in die kringen nog relatief laag en daar liggen voor ons kansen. Onze missie is om die innovatie mogelijk te maken bij productiebedrijven en daarin een leidende rol te spelen.’

Cellro hanteert een configure-to-order-model met veel variabelen.

De Kuijper realiseert zich dat dat makkelijker is gezegd dan gedaan. De industrie beweegt steeds meer richting kleine batches en veel verschillende producten in allerlei groottes. ‘Hoe kun je dat goed ondersteunen? Je moet mee in de flexibiliteit die klanten nodig hebben, maar je wilt ook niet voor elke opdracht opnieuw het wiel uitvinden’, schetst hij de uitdaging. ‘We moeten dus naar standaarden en een configure-to-order-model met veel variabelen. Dat is de basis voor hoe we nu met robotica, grippers en de rest van onze technologie omgaan.’

Voor Cellro, dat al jaren is gespecialiseerd in automatiseringsoplossingen voor cnc-machines, luidde dat inzicht een belangrijke transitie in. ‘Inmiddels is software onze grootste differentiator’, aldus De Kuijper. ‘We zetten de hardware bij onze klanten neer en via steeds betere software bieden we ze nieuwe functionaliteiten.’ De focus ligt daarbij op groot-Europa. ‘Zeker in de Duitstalige landen zitten veel verspaningsbedrijven waar de automatiseringsgraad nog relatief laag is. Ook in de VS en Azië zien we kansen, maar laten we als Cellro eerst maar eens in de regio aan de weg timmeren.’

Zorgeloos draaien

In de werkplaats laat productmanager Bram de Koning Cellro’s Elevate zien, een imposant systeem dat volledig geautomatiseerd een of meerdere draai-, frees- of ander type machines kan beladen. ‘We zien de Elevate vooral als een sterke logistieke oplossing’, zegt De Koning en hij wijst naar de vier meter hoge toren. ‘Daarmee bieden we een hoge opslagcapaciteit waardoor gebruikers hem makkelijk een nacht of zelfs een weekend zorgeloos kunnen laten draaien.’

Bij de elektrakasten vertelt De Koning dat hij en zijn collega-engineers in de coronatijd niet op hun handen hebben gezeten. ‘Vroeger zat alles in één grote kast en draaide er één groot softwareproject. Dat maakte het allemaal lastig schaalbaar’, aldus De Koning. ‘Ook de communicatie naar de cnc-machines – altijd maatwerk – zat erin. We vonden dat het beter kon en moest.’

Fortunes of High Tech

Cellro heeft de hardware en software opnieuw opgebouwd en verdeeld over meerdere elektrakasten. ‘Links zit de basiskast met het overgrote deel van de intelligentie’, legt De Koning uit. ‘Daar draaien de coreprocessen zoals de jobmanager, de planning, et cetera. Voor elke machine en elke cel is die kast hetzelfde.’ Uiteraard blijven de Veenendaalse engineers wel aan de software sleutelen en kunnen ze systemen in het veld van op afstand updaten en zo verbeteringen doorvoeren.

De aansturing van de Elevate-lift heeft Cellro losgetrokken en ondergebracht in een aparte kast, met een eigen plc. Andere productfamilies in het Cellro-gamma hebben ook hun eigen besturingskast. De machinecommunicatie staat nu eveneens los van de basishardware. ‘Die interfacekast vertaalt de instructies van onze systemen naar het formaat waarin de cnc-machines het willen ontvangen, en omgekeerd’, vertelt De Koning. ‘Het voordeel van deze configuratie is dat we deze interface vooraf naar de machinebouwer of systeemintegrator kunnen sturen zodat die de handshake al in orde kan maken. Dat scheelt een hoop tijd. We zijn veel meer modulair geworden.’

Lange slag

Met de steeds grote variatie aan producten die de systemen van Cellro moeten verwerken, komt er meer en meer nadruk te liggen op de wisseltijden. De Kuijper: ‘Als je naar een ander product switcht, is er vaak een andere grijper nodig. Die wisselingen gaan niet altijd volledig automatisch en dus verlies je kostbare productietijd. Als we kunnen optimaliseren en tot een minimum beperken, brengt dat onze klanten veel voordeel.’

De lange-slaggrijper geeft Cellro de flexibiliteit om een hele productreeks met één kop af te werken.

Een groot deel van Cellro’s oplossing zit een lange-slaggrijper die over zijn hele bereik automatisch de gewenste grijpgrootte kan kiezen. ‘Je dekt daar wellicht niet het complete gamma bij een klant mee af’, geeft De Kuijper toe, ‘maar het geeft je wel de flexibiliteit om bijvoorbeeld een hele productreeks met één grijper af te werken. En zo hebben veel maakbedrijven hun productie toch ingericht.’

De aansturing van de lange-slaggrijper had wel wat voeten in aarde. ‘Kijk, voor een normale grijper is het geen hogere wiskunde’, zegt De Koning, terwijl hij een eenvoudige, pneumatische grijper laat zien. ‘In de ellenboog van de robotarm installeer je een simpel ventieleiland waarmee je het openen en sluiten van de bekken kunt regelen.’

De keuze voor de ellenboog als locatie voor het ventieleiland is overigens de gulden middenweg. In de pols, dicht bij de grijper, zit het in de weg en voegt het massa toe op de plek die het meest in beweging is. Als het eiland echter op de basis van de robotarm zou zitten, vormen alle kabels en leidingen een uitdaging omdat die helemaal door de bewegende en draaiende arm moeten worden getrokken.

Motion Terminal

De lange-slaggrijper zoals Cellro die voor ogen had, heeft veel meer functionaliteit. Hij moet niet alleen open en dicht kunnen maar bijvoorbeeld ook heel nauwkeurig zijn vingers kunnen positioneren. ‘We willen dat op de millimeter kunnen doen’, zegt De Koning. ‘Met standaard pneumatiek is dat super moeilijk.’ Cellro riep daarom de hulp in van motionpartner Festo.

Met de Festo Motion Terminal lukt het om de vingers van de grijper op de millimeter nauwkeurig te plaatsen.

Festo stelde voor om zijn normale ventieleiland te vervangen door de Motion Terminal. ‘Dat systeem werkt op basis van apps, voorgeprogrammeerde functies waarmee je allerlei bewegingen kunt definiëren’, vertelt De Koning. ‘De sensoren die in de grijperkop zitten geïntegreerd, geven terugkoppeling op de positie van de bekken waardoor de Motion Terminal de beweging heel precies kan regelen.’

Cellro heeft nu de mogelijkheid om de vingers van de grijper op de millimeter nauwkeurig te plaatsen. Zo kan de kop objecten oppakken die dicht op elkaar liggen. Dat klinkt wellicht triviaal, maar het betekent dat een klant de producten dichter op elkaar in de opslag kan leggen en dus productiecapaciteit wint.

‘Ook kunnen we de kracht en snelheid heel precies ingeven’, gaat De Koning verder. ‘Je hoeft maar een paar parameters in te stellen en de Motion Terminal zorgt voor de daadwerkelijke bewegingen. Op die manier kun je speciale bewegingsprofielen genereren die passen bij de objecten die je wilt oppakken.’

De Motion Terminal is in staat om zich aan te passen aan veranderende omstandigheden. Als er bijvoorbeeld een kleine lekkage optreedt tussen het ventiel en de grijper, kan dit worden opgemerkt door interne druksensoren. Daarop kwalificeert de Motion Terminal de lekkage en kan hij een compensatie uitvoeren. Datzelfde gebeurt als er in de loop der tijd meer of juist minder wrijving in de mechanica sluipt. Door de closed-loopregeling strijkt de Motion Terminal die rimpels glad.

‘De Motion Terminal geeft ons waardevolle informatie die we kunnen gebruiken voor voorspellend onderhoud’, zegt De Kuijper. ‘Dat past prima in de ambitie die we hebben om toe te werken naar volledige digitalisering. Daar heb je een hoeveelheid informatie en intelligentie nodig. Met de Motion Terminal zetten we een belangrijke stap in die richting en daarop kunnen we doorbouwen. Zo weet ik zeker dat we over een paar jaar nog steeds op het goede spoor zitten’, besluit De Kuijper.

Dit artikel is geschreven in nauwe samenwerking met Festo.