Druk

Wij draaien druk door. En onder druk gaan dingen stuk. Zo is onze eerste CNC langdraaier onder de druk bezweken. Dat is niet zo vreemd, het brave machientje was 20 jaar oud. Ik vermoed dat het de machine met de meeste draaiuren in onze automatendraaierij is. En het is altijd één van onze meest nauwkeurige draaiautomaten geweest.

Wij zijn nu dus een nieuwe langdraaiautomaat aan het uitzoeken. Er is in die 20 jaar is best veel veranderd aan langdraaiautomaten. En toch ook weer niet. Meer van het zelfde, maar dan sneller. Een langdraai automaat is natuurlijk een merkwaardig stukje techniek. Dat was al zo in de tijd van de curven gestuurde draai automaten, en nu de CN machines de markt beheersen is een CNC langdraai automaat nog steeds een uitzonderlijke draaibank.

Nog even als snelle opfris les: bij een langdraaier (zoals een langdraaiautomaat in de volksmond genoemd wordt) onderscheidt zich van een gewonde draaibank door de geleidebus. Die ondersteunt het product direct bij de snijdende gereedschappen. Bij een langdraaier beweegt het product langs de gereedschappen. In een heel enkel geval bewegen de gereedschappen en de geleidbus samen langs het produkt. Maar omdat de geleidebus en de gereedschappen niet ten opzichte van elkaar bewegen is dit ‘draaitechnisch’ gezien eigenlijk het zelfde.

Dat is bij alle langdraai automaten het zelfde, en daarna beginnen gelijk de verschillen.
20 Jaar geleden hadden wij de primeur om de eerste kleine langdraaier met overname spindel en aangedreven gereedschap (jawel : één aangedreven gereedschap) als toeleverancier neer te zetten.
Bij een curvengestuurde langdraaier was aangedreven gereedschap een stuk lastiger. Bij ons beperkte zich dat tot een zaagfreesje om schroeven van een gleuf in de kop te voorzien. En een overname spil was ook best lastig in het gebruik. De curvengestuurde langdraai automaat was dus bij uitstel geschikt voor grote tot zeer groet series. Zeker als de producten wat bewerkelijker waren

Tegenwoordig is een overname spil en aangedreven de norm bij een kleine langdraai automaat. EN niet één , aangedreven gereedschap, welnee, ik heb ze al met ongeveer een dozijn aangedreven gereedschappen gezien. En instellen is nog steeds bewerkelijk, maar heel veel simpeler dan in de goede oude tijd dat alleen het curven bereken en maken al een dag in beslag nam (als het meezat).

Leve de vooruitgang, op naar een nieuwe kleien langdraaier. Er moet binnenkort besloten worden, en voordat he zo ver is moeten nog heel wat zaken beoordeeld worden. Wat willen we, wat mag het kosten, en wat krijgen we voor dat geld (betrouwbaarheid, duurzaamheid, nauwkeurigheid). Kortom, er is weer een spannende tijd aangebroken. We staan weer onder druk.

draderige uitloop

Ik had het dus over schroefdraad. Ik heb al verteld dat je schroefdraad op verschillende manier kunt maken. Je kunt schroefdraad met een beitel snijden, maar ook met een tap of snijplaat. Deze omschrijving is natuurlijk vragen om verwarring, want de meeste beitels hebben tegenwoordig verwisselbare snijkanten, die wisselplaatjes, of door sommigen ook wel snijplaatjes genoemd worden. En je kunt schroefdraad ook rollen. Er zijn nog meer productiemethoden voor schroefdraad, maar dit zijn bij het automatendraaiwerk wel de meest gebruikelijke methoden.

Al deze methoden hebben één ding gemeen: De schroefdraad heeft een uitloop, en dat wordt nog wel eens vergeten.
Bij zowel draadrollen als draadsnijden met een snijplaat wordt de draad niet in één omwenteling gemaakt. De eerste gangen van de nieuw gemaakte draad zijn dus niet helemaal volledig. Afhankelijk van materiaal en gereedschap kan dat tot 4 omwentelingen (gangen) op de gemaakte lengte schelen. Een tap (voor binnendraad) of een snijplaat (voor buitendraad) heeft over het algemeen meerdere snijkanten, maar dan nog lukt het niet om in één omwenteling alle materiaal weg te snijden om een volledige schroefdraad te maken.
En bij het draadsnijden met een beitel geldt dat de beitelslede op de draaimachine tijd nodig heeft om te accelereren en weer te stoppen.

Dat is allemaal niet erg, als er bij het ontwerp van het betreffende onderdeel maar rekening mee gehouden is. Het betekent gewoon dat er een stukje onvolledige draad voor de gewenste schroefdraad uitgaat. Voor een binnendraad moet het gat (of gaatje) dus gewoon wat dieper geboord worden, en bij een buitendraad betekent het een zichtbaar stukje schroefdraad waar de bijbehorende binnenschroefdraad niet overheen past. Helaas is daar niet altijd rekening mee gehouden. Het komt voor dat, bijvoorbeeld om een onderdeel gas of vloeistof dicht te houden, het gat niet doorgeboord mag worden, en de schroef die er in moet bijna net zo lang is als het onderdeeltje dik.

En het kan ook gewoon zijn dat het er niet netjes uitziet als er een stukje schroefdraad uitsteekt. Voor een buitendraad is dit vrij simpel op te lossen. We maken dan gewoon een draaduitloopgroef. Dat is een groef op de plaats van de laatste gang (of gangen) van de schroefdraad . Zeker bij draadsnijden met een beitel, waarbij de uitloop vaak tot 1 omwenteling beperkt kan blijven is dit een probate oplossing om een nette aansluiting tussen de beide onderdelen te krijgen. En zo heeft ieder probleem bij draaiwerk een oplossing, ook bij automatendraaiwerk.

Draaiwerk draaien

Draaiwerk

Wij draaien, en ons werk is draaiwerk. En wij draaien niet zo maar, wij draaien op automatische draaimachines. Ons werk is dus automatendraaiwerk Ik heb er al eerder over geschreven, sterker nog, dit hele weblog gaat over automatendraaiwerk.
Mar waarin verschilt automatendraaiwerk nu van gewoon draaiwerk? Want al heeft de CNC draaimachine een enorme opmars gemaakt, dan wil dat nog niet zeggen dat iedere geautomatiseerde draaimachine een draaiautomaat is.

Om te beginnen is er de werkstuk aan en afvoer. Als er almaar een vent bij de machine moet staan om de te draaien werkstukken in en uit de machine te verplaatsen is dat een enorme verspilling van talent, want mensen kunnen zoveel meer (nou ja, de meesten dan).

Werkstuk aan- en afvoer kan op verschillende manieren gebeuren. Eén manier is met een robot, die gewoon doet of hij die vent is die hij net heeft vervangen is. Er zijn ook machines waarbij een grijpinrichting in het ontwerp geïntegreerd is.
In beide gevallen kan de machine gevoed worden met gietstukken, gezaagde materiaal, of halffabrikaten van een andere machine.
Voor kleinere producten is de simpelste oplossing om het materiaal ongedeeld aan de machine aan te voeren. Voor hele kleine producten bestaan er machines waar klossen ‘draad’ (tot een mm of vier diameter, maar soms ook groter) de materiaal aanvoer vormen. Voor ieder produkt wordt er een stukje materiaal aangevoerd, gestrekt (zodat het recht is) en gedraaid. Omdat een opgerolde klos materiaal nogal een rommeltje geeft als je die snel laat draaien bewegen de gereedschappen om het product heen.

Voor minder kleine producten is de eenvoudigste manier om de draaiautomaat met hele staven materiaal te voeden. De staven zijn al recht, en er is geen aparte zaagbewerking nodig.
Wij hebben ons gespecialiseerd in serie draaiwerk met een diameter bereik van ca. 3 tot 60 mm, en al onze draaiautomaten zijn van een automatische stafaanvoer voorzien.
Als het product klaar is schuift de staf op, en kan de draaiautomaat aan het volgende product gaan draaien. En als de staf opgebruikt is voert de automatische stafaanvoer een nieuwe staf in, zodat de machine lang onbemand door kan draaien.

Cursus

En gisteren heb ik weer een dag Blog overgeslagen. Want ik was naar cursus. Ik probeer voldoende van foto’s en pagina opmaak enzovoorts te leren om de eigen website en drukwerk een beter aanzicht te geven. En toen viel mij weer eens op hoe vanzelfsprekend een vakman met zijn gereedschap omgaat. In dit geval de cursusleider met zijn PC. Alles lijkt vanzelfsprekend, alles gaat vanzelf, en alles valt direct op zijn plek. Tot je zelf aan de beurt bent om het te proberen.

En zo zal het met draaiwerk ook gaan denk ik. Voor ons is het (bijna) vanzelfsprekend dat het goed gaat. We kiezen een draaiautomaat die bij het draaiwerk past. We weten welk gereedschap we daarbij moeten kiezen, en hoe we het in moeten zetten. Voor een buitenstaander zal het er uitzien of het simpel is. En draaiwerk is ook simpel. Tot je het zelf probeert. Want een serie draaiwerk is toch wat anders dan enkele stuks. Als de snijsnelheid en voeding voor enkele stuks optimaal zijn (snel, want dan heb is er minder wachttijd bij de machine) kunnen de gereedschappen wel eens zo hard slijten dat men er uiteindelijk langer over doet, en met hogere gereedschapskosten, dan wanneer je langzamer begonnen was.

Eén van de lessen die voor mij uit deze cursus volgt is dat ik simpele dingen nu zelf kan doen, maar voor vakwerk vraag ik een vakman.

Uit het hart

Ik heb al een paar keer geschreven over snede opdeling, voeding en snijsnelheid bij de verschillende materialen. Maar daarmee ben je er nog niet. Eén van de meest voorkomende problemen is dat de beitel niet ‘op het hart’ staat..

En wat bedoel ik daar dan mee?

Twee dingen maken het mogelijk dat de beitel snijdt: Snelheid en een goede geometrie (de vorm van de beitel, en alle hoeken). Als de hoogte van beitelpunt niet het zelfde is als de hoogte van het midden van het product veranderen de snij eigenschappen van de beitel. Nu klinkt het een beetje dom: want als de beitelpunt de buitenzijde van het product staat is er altijd wel een lijn vanaf de beitelpunt die door het hart van het product gaat.

En bij kleine producten kan een verkeerde hoogte instelling een (on) behoorlijke invloed op het resultaat hebben. Want hoe kleiner de afstand tot het hart, hoe groter de invloed van een harthoogte verschil van, bijvoorbeeld, een paar tiende mm.
Daarom hebben onze kleine langdraaiers (waarmee we tot 2 mm stafdiameter kunnen draaien) de mogelijkheid om de harthoogte op een honderdste van een millimeter in te stellen. Want een fout van 0,1 mm op 1 mm (straal) is al een fouthoek van bijna 6 graden. Dat is in de zelfde ordegrootte als de snijhoek of vrijloophoek van sommige snijdgereedschappen.

Bij alle draaiwerk, dus ook bij automatendraaiwerk is, naast de keuze van het juiste gereedschap ook de juiste toepassing en opstelling van het gereedschap gewoon heel erg belangrijk. Op sommige machines is helaas de mogelijkheid om de beitel op de jusite hoogte te zetten beperkt tot geknutsel met onderlegplaatjes of latoenkoper. En dat kan een goed resultaat in de weg zitten (of staan), zeker bij kleine productjes, waarbij fouten relatief groeter zijn.

Draaiwerk, zelf doen of uitbesteden ?

Ik trap een open deur in als ik beweer dat specialistisch werk het beste uitbesteed kan worden. Automatendraaiwerk is immers ook een specialisme, en het is zelfs ons eigen specialisme. Ik zou een beetje als advocaat van de duivel optreden als ik iets anders ging beweren.

Maar er zijn ook meer objectieve argumenten aan te dragen. Zeker nu we allemaal te horen krijgen dat het crisis is, en we onze plannen daar op aan moeten passen. Iedere afdeling, iedere werkplek, die niet de volledige tijd bezet is, is een (deels) overbodige kostenpost.
En met de huidige prijzen van verspanende machines, en het tekort aan vakbekwame bedieners (en ook instellers en programmeurs) is een verspanende afdeling nou niet de goedkoopste afdeling om uren op over te houden. En dat komt niet in de laatste plaats door de milieu en arbo eisen die aan een draaierij of frees afdeling gesteld worden.
En als je dan een goede programmeur / machine insteller hebt, zal deze niet altijd dankbaar zijn als hij tussen de instel klussen door mag afbramen, spoelen, vegen en dergelijke. Als een te duur iemand dat met lichte tot groeiende tegenzin doet kun je al weer snel op zoek naar een andere vakman gaan om zijn openvallende plaats in te nemen.

De beslissing zelf maken of uitbesteden wordt, als je hier aan denkt, dus steeds simpeler.
De steeds grotere investeringen in draaimachines, werkomgeving, milieu en medewerkers kunnen makkelijk afgeschoven worden naar een toeleverancier. Het resultaat is een ‘slanker’ en slagvaardiger bedrijf dat de uitdagingen van de komende tijd beter aankan.

Moderne draaiautomaten

 

De klassieke draaiautomaat (zie foto) is een vernuftige constructie van handels, palletjes, stuurnokken en bewerkelijkheid. Deze machines waren (en zijn nog steeds) onverslaanbaar op grotere series van producten. Vooral als daarbij meerdere gereedschappen tegelijk aan het werk kunnen zijn. De meest gangbare, mechanische, typen hebben een complexe besturingsschijf, die langs allerlei moeizaam berekende en vervaardigde boogdelen (curven, vandaar de naam curveschijf en curven automaat) een aftastrol omhoog en omlaag geleidt, die op zijn beurt weer een gereedschap heen en weer laat bewegen.

In sommige uitvoeringen zijn de klassieke schijven vervangen door cilindrische bussen. Deze zijn ook lastig om te maken, maar bieden de mogelijkheid om de totale stuurcurve uit meerdere segmenten op te bouwen. Hierdoor is niet voor ieder nieuw product een complete set curven nodig, maar helaas zijn niet alle stuurcurven herbruikbaar.
Het was dus, aanvankelijk, een hele verbetering dat de machines hydraulisch gestuurd gingen worden. Helaas had de hydrauliek ook wat probleempjes, en het aantal machines met een hydraulische besturing is beperkt gebleven.

De echte grote sprong naar lagere aanloopkosten per serie kwam pas met de CNC machines. In minder tijd dan je een curvenset berekent schrijf je een CNC programma, en het laden in de machine gaat in een fractie van de tijd die nodig is om de stuurcurven te monteren. En het wijzigen van één of twee programmaregels gaat heel veel makkelijker dan het aanpassen van een geharde stalen curvenschijf. Dus iedere universele CNC draaibank met automatische materiaal aanvoer is als draaiautomaat te gebruiken.

Dat klinkt mooi, en is bijna waar.
De ‘normale’ CNC draaimachine kan meestal met één gereedschap tegelijk werken. Nou is dat niet zo erg als het lijkt, want om met meerdere gereedschappen tegelijk te werken moeten vaak grote concessies gedaan worden ten opzichte van de optimale verspanings condities.

Verder is een gemiddelde draaimachine berekend op de meest voorkomende klussen. En daardoor veel te groot gebouwd voor het vaak kleine automaten draaiwerk. De huidige techniek stelt de constructeurs in staat om hele hoge verplaatsing snelheden te halen met de, vaak zware, revolver koppen. Dat houdt, ook bij een grote machine, de neventijden kort. Als er iets mis gaat is de klap echter ook veel groter. Impuls is snelheid x bewegende massa.
Bij een kleine machine is de bewegende massa kleiner, en omdat de af te leggen weg minder lang is hoeven ook de snelheden niet zo hoog te zijn om korte cyclus tijden te halen.
Het is dus logisch om de machine niet groter te bouwen dan nodig is.
En zo is de moderne draai-automaat een specialistische machine geworden.
Klein, en om de producten in één arbeidsgang te kunnen maken vaak complex. Met, bijvoorbeeld, de mogelijkheid om het product aan twee kanten te bewerken. Of extra bewerkingen als dwarsgaten boren, spiebanen frezen, excentrische bewerkingen enzovoorts.
De insteltijden zijn wat langer dan bij een universele machine, maar daarna kan de machine ‘dun’bemand, of zelfs onbemand draaien.

De compacte draaiautomaten nemen weinig plek in, en zo kan een automatendraaierij op een klein oppervlak met weinig mensen veel machines tegelijk onderdelen laten produceren.
Dat deze voordelen de kostprijs verlagen is evident.