Méca-Précis optimaliseert controleprocessen met robotische meetcellen
Méca-Précis implementeert een robotische meetcel om zijn inspectieprocessen te stroomlijnen. Deze oplossing combineert een coördinatenmeetmachine van Mitutoyo met roboticaoplossingen van Engineering Data, waardoor knelpunten in het inspectieproces van onderdelen effectief worden weggenomen.
www.mitutoyo.eu
Sommige ambachten worden van vader op zoon doorgegeven – samen met een passie voor perfectie. Wanneer Bruno Mériaudeau vertelt over de verfijning van de componenten die in zijn werkplaats worden geproduceerd, zeggen de twinkeling in zijn ogen en het enthousiasme in zijn stem, doordrenkt met trots, alles. Deze vriendelijke en goedlachse bedrijfsleider heeft duidelijk een diepgewortelde waardering voor precisietechniek geërfd. Méca-Précis werd in 1975 opgericht door zijn vader, gedreven door een sterke ondernemersgeest en de wens om zijn expertise in de productie van hoogtechnologische componenten in te zetten. Die expertise ontwikkelde hij tijdens zijn werk voor het leger, waar hij unieke onderdelen ontwierp en produceerde voor uiterst gespecialiseerde toepassingen. Zijn zoon trad in 1982 toe tot het bedrijf, in een periode waarin Bruno Mériaudeau zelf de achtste medewerker van het familiebedrijf was. Vandaag bereidt hij zich voor om de fakkel over te dragen aan zijn eigen zoon Nicolas, die in 2023 de leiding van Méca-Précis overnam. Het bedrijf telt inmiddels 45 medewerkers en beschikt over een machinepark van 25 werktuigmachines, waarvan 18 CNC-gestuurd zijn. In de afgelopen bijna 50 jaar heeft het bedrijf, gevestigd in Châtillon-sur-Indre (36), zowel zijn technische expertise als zijn productiecapaciteit voortdurend versterkt.
Méca-Précis heeft inmiddels meerdere specialisaties opgebouwd. Het bedrijf richt zich vandaag op prototypeonderdelen, enkelstuks, kleine en middelgrote series en gelaste mechanische samenstellingen. Als producent van complexe onderdelen voor de luchtvaart- en satellietindustrie geniet het bedrijf al 48 jaar het vertrouwen van een wereldleider in machines voor kartonverpakkingen, waarvoor het onderdelen en complete subassemblages vervaardigt. Hoewel expertise en geavanceerde machines essentieel zijn voor de productie van complexe componenten, is het even belangrijk om te garanderen dat deze onderdelen voldoen aan strenge maattoleranties. Daarom beschikt Méca-Précis over een standaard meetmachine op de werkvloer en over een coördinatenmeetmachine (CMM) in een temperatuurgecontroleerde ruimte. Bepaalde klanten uit de luchtvaart- en ruimtevaartsector stellen echter als eis dat 100% van alle dimensies van elk geproduceerd onderdeel wordt gecontroleerd, zowel vóór als na de oppervlaktebehandeling.
Wanneer inspectie een knelpunt wordt in de productie
“De dimensionele controle van één pen duurt slechts één minuut, maar er kunnen er wel 300 gecontroleerd moeten worden. Aan de andere kant van het spectrum kan de inspectie van één complex satellietonderdeel tot 80 uur in beslag nemen”, legt Nicolas Mériaudeau uit.
In deze context, met stijgende productievolumes en meerdere gepalletiseerde bewerkingscentra die ’s nachts doorwerken, kon de coördinatenmeetmachine het tempo niet langer bijhouden. “Onze twee inspecteurs waren overbelast. Om een hoog serviceniveau en een constante productiekwaliteit te behouden en tegelijk redelijke levertijden voor onze klanten te garanderen, moesten we een oplossing vinden om het knelpunt in het inspectieproces weg te werken. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een manier om het inspectieproces te automatiseren en te robotiseren”, aldus Bruno Mériaudeau.
Omdat de fabrikant van de door Méca-Précis gebruikte coördinatenmeetmachine (CMM) geen passende oplossing kon bieden, wendde Nicolas Mériaudeau zich tot Mitutoyo. Mitutoyo stelde voor om een robotische meetcel te ontwerpen waarin de MiSTAR-coördinatenmeetmachine wordt geïntegreerd, in samenwerking met Engineering Data, een specialist in opspanoplossingen en de automatisering van bewerkingscentra.
Implementatie van de robotische meetcel
Minder dan een jaar na de eerste ontmoeting tussen de teams van Mitutoyo, Engineering Data en Méca-Précis – waarbij ook de twee kwaliteitsinspecteurs nauw betrokken waren – werd de robotische meetcel in de werkplaats geïnstalleerd. Na fasen die gericht waren op het ontwikkelen van meetprogramma’s voor onderdelen, inbedrijfstelling van het systeem, configuratie en technische finetuning, was nog eens zes maanden nodig voordat het systeem volledig operationeel was.
“Het knelpunt in ons kwaliteitscontroleproces hebben we effectief weggewerkt. Deze oplossing biedt ons meer flexibiliteit en stelt ons in staat de inspectiecapaciteit aanzienlijk te verhogen,” zegt Bruno Mériaudeau tevreden.
“Zonder deze robotische meetcel zouden we de groeiende productievolumes van seriematig geproduceerde onderdelen, die hoge eisen stellen aan kwaliteitscontrole, niet aankunnen. We beschikken nu over een oplossing die volledig aan onze behoeften voldoet. Gedurende het hele project hebben we bovendien geprofiteerd van de goede samenwerking, snelle respons, betrokkenheid en geografische nabijheid van de teams van Engineering Data en Mitutoyo,” voegt Nicolas Mériaudeau toe.
Hierdoor is de druk op de twee inspecteurs bij Méca-Précis aanzienlijk verminderd. Zij kunnen nu vertrouwen op twee meetoplossingen om alle benodigde controles intern uit te voeren. De robotische meetcel heeft hun werklast aanzienlijk verlaagd door zowel overdag als ’s nachts automatische inspecties uit te voeren. Voor het verlaten van de werkplaats kunnen zij onderdelen in het robotsysteem laden, waarna de inspecties automatisch worden uitgevoerd in hun afwezigheid.
Architectuur en werking van de robotische meetcel
Deze oplossing is het resultaat van de expertise van Engineering Data in de automatisering van machinebelading, gecombineerd met de knowhow van Mitutoyo op het gebied van dimensionele controle. De robotische meetcel bevindt zich in een afgesloten structuur met glazen panelen die zowel de veiligheid van de operator waarborgen als volledig zicht bieden op de interne werking van het systeem.
De cel omvat een meerassige industriële robot voor handlingtaken, een Mitutoyo MiSTAR-coördinatenmeetmachine ontworpen voor gebruik op de werkvloer en een geautomatiseerd opslagsysteem dat plaats biedt aan maximaal 20 pallets waarop de te inspecteren onderdelen zijn bevestigd. Een laadstation, toegankelijk van buiten de cel, maakt interactie met de operator mogelijk zonder de werking van het systeem te onderbreken.
Het proces start met de laadfase. De operator plaatst een pallet met een onderdeel op het daarvoor bestemde laadstation. Elke pallet is ontworpen om het component zodanig te positioneren dat het geschikt is voor robothandling en meetbewerkingen. Via de mens-machine-interface van de cel selecteert de operator het betreffende type onderdeel. Deze informatie wordt doorgegeven aan het besturingssysteem van de cel, dat automatisch het juiste meetprogramma aan het component koppelt.
Vervolgens pakt de robot de pallet op en verplaatst deze naar het opslagsysteem. Deze handeling kan worden herhaald totdat het opslagsysteem volledig is gevuld.
Zodra alle pallets geladen zijn, start de operator de inspectiecyclus via de interface. Daarna werkt de cel volledig autonoom. De robot haalt achtereenvolgens de opgeslagen pallets op en plaatst ze op de meettafel van de CMM, die is uitgerust met een klemsysteem voor een correcte positionering en stabiliteit tijdens de meting. De coördinatenmeetmachine voert vervolgens het bijbehorende inspectieprogramma uit en verricht de vereiste dimensionele metingen. Afhankelijk van het aantal te controleren kenmerken en de complexiteit van het onderdeel kan deze fase enkele minuten tot meerdere uren duren.
Na afloop van de inspectie haalt de robot de pallet op en plaatst deze terug in de opslagkast. De cyclus wordt vervolgens automatisch voortgezet totdat alle geladen onderdelen zijn gecontroleerd. De meetresultaten worden door het systeem opgeslagen en kunnen later door metrologiespecialisten worden geanalyseerd.
De werking als geheel is gebaseerd op de nauwkeurige coördinatie tussen het besturingssysteem, de robot en de meetmachine. Door de automatisering van de pallethandling worden de laadprocessen losgekoppeld van de meetfasen. Dit zorgt ervoor dat de meetapparatuur continu kan worden benut en tegelijkertijd de handmatige handelingen aanzienlijk worden verminderd.
Afbeelding 1: De Mitutoyo MiSTAR 555-coördinatenmeetmachine, ontworpen voor gebruik in productieomgevingen, is geïntegreerd in de robotische controlecel van Méca-Précis. De nauwkeurigheid blijft gewaarborgd over een breed temperatuurbereik en de absolute encoder biedt een hoge weerstand tegen omgevingsinvloeden.
Afbeelding 2: Via de Easyprod-mens-machine-interface van Engineering Data selecteert de operator van Méca-Précis het type onderdeel dat in de robotische meetcel wordt geladen. Deze informatie wordt doorgestuurd naar het besturingssysteem van de cel, dat het onderdeel automatisch koppelt aan het bijbehorende inspectieprogramma.
Afbeelding 3: De te inspecteren onderdelen worden bevestigd op pallets die ontworpen zijn voor robotische handling.
Afbeelding 4: De robot verzorgt het laden van de te inspecteren onderdelen in de opslagzone. Vervolgens haalt hij de opgeslagen pallets één voor één op en plaatst ze op de meettafel van de coördinatenmeetmachine, die is uitgerust met een klemsysteem dat zorgt voor een nauwkeurige positionering en stabiliteit tijdens het volledige meetproces.
