Automatiseren van deuvelen loont

Wie veel kasten maakt, weet dat het inlijmen en aanbrengen van deuvels een vervelend en tijdrovend karwei betekent.  Gelukkig zijn er diverse manieren om deze stap in het productieproces te vergemakkelijken of zelfs te automatiseren. Welke mogelijkheid bij u past, hangt uiteraard af van uw specifieke productieproces. Elke situatie vraagt om een andere oplossing. In dit artikel helpen we u op weg om de juiste keuze te maken.

Flexibel atelier voor interieurbouwers

Heel wat beginnende kastenmakers werken uitsluitend met een paneelzaag of een combiné, aangevuld met het nodige handgereedschap. Voor deze bedrijven vormen nauwkeurigheid en snelheid van werken de belangrijkste uitdagingen.

Het hanteren van boormallen vergt immers een ervaren en geoefende hand. Naarmate de bestellingen binnenlopen en het productietempo de lucht ingaat, wordt deze manier van werken steeds minder praktisch. Investeringen dringen zich op. De aanschaf van een CNC-machine met balkentafel is vaak de beste optie, die de grootste flexibiliteit biedt.

Maar welke oplossingen zijn haalbaar voor bedrijven die niet zomaar enkele tienduizenden euro's op tafel willen leggen? En vooral ook, hoe kunt u, naast het boren, in één beweging ook het deuvelen automatiseren? Hieronder bekijken we de verschillende mogelijkheden.

Semiautomatische boor- en deuvelinschietmachine

Dit type machine is erop gebouwd om een aantal horizontale boringen in de dikte van de plaat aan te brengen én daar ook de bijpassende lijm en deuvels in te schieten. Bij semi-automatische types beschikt de machine voornamelijk over een boorunit met een groot aantal spindels die de volledige effectieve werkbreedte van de machine bestrijken.

De hart-op-hartafstand tussen de spindels is telkens 32 mm. Nadat de operator de gewenste boren (positie en diameter) op de spindels heeft geplaatst, kan hij het stuk via de aanslagen nauwkeurig op de tafel positioneren. Deze tafel is  bovendien in de hoogte verstelbaar, zodat er vlot gefinetuned kan worden in functie van de plaatdikte. De boordiepte (lengte van de deuvel) en de boorsnelheid (vezelplaat, mdf, hardhout) zijn instelbaar via het bedieningspaneel.

Na het verticaal of horizontaal boren volgt het semi-automatisch inbrengen van de lijm en het inschieten van de deuvels. Om dit te doen, moet de operator de werktafel verstellen tot het (bovenliggende) niveau van de zes of meer deuvelinschietpistolen waarover de machine beschikt. De operator zorgt voor de nauwkeurige positionering van deze pistolen en start vervolgens de cyclus door op het voetpedaal te drukken.

Het pneumatische pistool injecteert eerst een perfecte dosis lijm in het boorgat, om er vervolgens de deuvels in te schieten. Deze worden aangevoerd vanuit een trilsorteersysteem.

CNC-gestuurde boor- en deuvelinschietmachine

De horizontale boor- en deuvelinschietmachines worden tegenwoordig echter hoofdzakelijk in hun CNC-gestuurde variant aangeschaft. Dit maakt omsteltijden overbodig, wat uiteraard een onmiskenbare troef is voor de maatschrijnwerker. Deze machine doet precies hetzelfde als de semiautomatische variant, maar de aansturing over drie assen (breedte, hoogte, diepte) gebeurt dus numeriek via de PLC.

Voortvloeiend uit de logica van de NC-sturing, beschikt deze machine slechts over één boorspindel en één deuvelinschietpistool. Optioneel kunnen er evenwel meerdere boorkoppen voorzien worden, zodat men via een druk op de knop snel kan wisselen tussen verschillende boordiameters of zodat men meerdere boringen in één keer kan aanbrengen.

In een iets uitgebreidere versie kan deze machine eventueel ook aan de bovenkant van de plaat (verticaal) kleine boor- en freesbewerkingen uitvoeren, zoals rijboringen, constructieboringen, potscharnieren ...

Het sturingsprogramma van deze machine is parametrisch opgebouwd. In haar eenvoudigste vorm betekent de lengte van de aangeboden plaatzijde het vertrekpunt. Als de lengte, die overigens via een laserstraal vastgesteld wordt, zich tussen maat A en maat B bevindt, dan zal de machine automatisch bewerkingsprogramma X selecteren. Bevindt de
waarde zich echter tussen maat B en maat C, dan schakelt het over op bewerkingsprogramma Y ...

Uiteraard is het van het grootste belang dat u deze specifieke parametrische logica ook hanteert binnen uw CAD/CAM-programma. Zo passen uw kasten steeds perfect in elkaar! In een meer geavanceerde vorm kunt u de sturing van de machine ook via een netwerkkabel rechtstreeks met het CAD/CAM-programma verbinden.

Wie de onderdelen na het verzagen etiketteert, kan uiteindelijk via een barcodescanner automatisch het juiste bewerkingsprogramma in de sturing laten inlopen. Deze machines werken heel snel (boren en deuvelen in slechts één seconde) en zijn vrij eenvoudig qua opzet. De 'beperking' is dat u als bediener telkens zelf het werkstuk moet roteren en
tegen de aanslag moet plaatsen.

Compacte, verticale CNC-boor- en freescenters

Het spreekwoordelijke neusje van de zalm zijn echter de compacte, volledig CNC-gestuurde boor- en freescentra die, in tegenstelling tot bovenvermelde types, de zes zijden van het werkstuk in slechts twee cycli kunnen bewerken.

Deze momenteel zeer populaire bewerkingscentra hebben vaak een verticale of hellende invoertafel. Dit zorgt voor een kleiner plaatsverlies in het atelier. Dergelijke machines koppelen een (relatieve) betaalbaarheid aan een hoge efficiëntie (eenvoudig instelbaar, nauwkeurige resultaten) en een grotere flexibiliteit. Ideaal voor een kleine schrijnwerkerij of als een bijzetmachine in een groter atelier.

Bedrijven met een grotere investeringskracht

De algemene schrijnwerker of interieurbouwer met enkele personeelsleden in dienst en een goedgevuld orderboekje zal niet nalaten om te investeren in een flexibele CNC-machine met balkentafel. Op dat moment wordt het vanzelfsprekend mogelijk om alle onderdelen volledig CNC-gestuurd te kalibreren, boren, frezen en groeftrekken.

Maar hoe zit het dan met het deuvelen? Wat zijn, afgezien van de eerder genoemde bijzetmachines, de alternatieven voor het handmatig inlijmen en inbrengen?

Standalone deuvelinschietpistool

Het standalone deuvelinschietpistool vereist, van alle oplossingen die hier aangereikt worden, het kleinste  investeringsbudget. Toch blijkt deze oplossing in België minder populair te zijn. Na het bewerken op de CNC-machine stapelt de bediener de onderdelen die hij nog van deuvels moet voorzien, af op een aparte kar.

Via het standalone deuvelinschietpistool kan hij vervolgens in een mum van tijd de deuvels aanbrengen. Een belangrijke, praktische voorwaarde is evenwel dat de platen netjes in één pak gestapeld zijn. Deze laagdrempelige inrichting combineert een pneumatisch pistool (via een membraanpomp) met een aanvoer voor de lijm en een aanvoer voor de deuvels (via een roterende trilbak).

Via een eenvoudige omschakeling is het mogelijk om verschillende deuveldiameters te verwerken. Bij de ontwikkeling van dergelijke deuvelinschietpistolen is er ook gedacht aan de ergonomie voor de gebruiker. Het pistool is immers opgehangen aan een zwenkarm en kan makkelijk in de hoogte versteld worden.

Bij sommige modellen is ook een kleiner (en lichter) pistool voorzien waarmee je enkel kan lijmen. Zo hoef je niet het zwaardere pistool te gebruiken bij het lijmen zonder deuvelschieten, bijvoorbeeld om een rug in te lijmen of voor de andere kant van de deuvel.

Deuvelinschietunit op de CNC-machine

Uiteraard hebben machinebouwers ook nagedacht over hoe ze op de CNC-machine zelf deuvels kunnen aanbrengen. Niet eenvoudig, omdat er voor het inlijmen en inschieten van deuvels heel wat leidingen en een trilbak nodig zijn. Het spreekt voor zich dat deze onderdelen moeilijk rijmbaar zijn met een bewegende portaalconstructie. Recent is er echter een vernieuwend systeem ontwikkeld op basis van kleine lijmcapsules met een diameter van 8 mm.

Een daartoe aangepaste unit op de CNC-machine duwt de deuvel met bijbehorende lijmcapsule in het gat. De deuvel duwt de capsule kapot, waardoor de perfecte dosis lijm vrijkomt. Een zeer gebruiksvriendelijke oplossing, want er komt geen enkele vorm van reiniging bij te pas!

Wel moet men rekening houden met een beperkt magazijn (2 x 40 deuvels en 40 lijmcapsules). U kunt echter enkele magazijnen extra aanschaffen en zo snel wisselen tijdens het ontladen en beladen van de onderdelen.

CNC-gestuurde boor- en deuvelinschietmachines (bis)

Zelfs voor bedrijven die over een CNC-gestuurde bovenfreesmachine met balkentafel beschikken, kan een 'eenvoudige' horizontale boor- en deuvelinschietmachine de perfecte oplossing vormen. Immers, in veel ateliers is de klassieke freesmachine overbevraagd en dan is het nuttig om over een tweede machine te beschikken die een groot stuk van de productie kan overnemen.

Bovendien is een CNC-gestuurde boor- en deuvelinschietmachine in staat om veel sneller te werken dan de klassieke bovenfrees. Voor wie bezig is met nesting, is de investering in een aparte CNC-gestuurde boor- en deuvelinschietmachine zelfs een absolute must. 

De bijkomende voordelen zijn onder andere de mogelijkheid om complexere vormen uit te frezen en om aan de bovenzijde van de plaat al de nodige boor- en freesbewerkingen uit te voeren. Een grote 'beperking' van de meeste nestingmachines is echter dat ze geen (deuvel)boringen in de dikte van de onderdelen toelaten. Vandaar dat er in vrijwel alle ateliers waar er genest wordt, ook een CNC-gestuurde boor- en deuvelinschietmachine staat.

Voor wie echter per se horizontaal wil boren op de nestingmachine, is er een speciale, smalle boorkop ontwikkeld. In dat geval wordt er tijdens het nesten van de plaat wat extra materiaal weggefreesd om het horizontaal boren mogelijk te maken.

Corpusbouwers en grotere keuken- en maatkastbouwers

Voor grotere keuken- en interieurbouwers of fabrikanten die zich toespitsen op de toelevering van corpussen, zijn bovenvermelde flexibele oplossingen doorgaans niet snel en efficiënt genoeg, aangezien u de machines steeds manueel moet beladen.

Op internationaal vlak is de trend bij zeer grote bedrijven om alle productiestappen, van plaatopslag tot corpusmontage, naadloos te integreren binnen één vloeiend geheel. Het aandeel menselijke interventie moet daarbij tot een minimum herleid worden. Om aan die vraag tegemoet te komen, bestaan er complete bewerkingscellen die in één enkele beweging aan de zes zijden van de plaat alle nodige boringen kunnen uitvoeren en die ook in staat zijn om alle deuvels in de dikte van de plaat aan te brengen.

Ook alle andere beslagtypes kunnen volautomatisch aangebracht worden. Deze productiecellen worden automatisch gevoed vanuit een bufferstation dat een grote hoeveelheid te bewerken onderdelen kan opslaan. Na de verwerking gebeurt omgekeerd een automatische afstapeling in een ruime uitvoerbuffer, waar de volgende cel dan uit kan putten.

Belgische markt: 'stuktal één'-productie

Op de Belgische markt vormen dergelijke 'manloze' productiecellen grote uitzonderingen. De gemiddelde grootte van de productie per bedrijf is hier doorgaans te klein om dergelijke investeringen te kunnen rechtvaardigen. In België is de markt al een tijdje gericht op een 'stuktal één'-productiemodel.

Hier ligt de nadruk dus niet op peperdure investeringen met een hoge capaciteit, maar wel op relatief betaalbare en flexibele oplossingen. De grotere Belgische keuken- en kastenbouwers investeren doorgaans in een doorloop CNC-gestuurd boor- en freescenter, waarbij de onderdelen in twee cycli afgewerkt worden.

Tussen de twee cycli kan het onderdeel automatisch omgedraaid worden, waardoor er ook daar geen interventie van de operator meer nodig is. Bij sommige van deze machines wordt het onderdeel verticaal gehouden; bij andere ligt het onderdeel dan weer horizontaal op een doorvoerband. De machine kan heel 'basic' zijn, maar kan evengoed op maat van de klant verder uitgebouwd worden met extra aggregaten.

Met medewerking van Rogiers & Constant Philips