Aluminium hoekenpersen: opmars van CNC-gestuurd persen

De productie van pvc-ramen en -deuren verloopt reeds lange tijd geautomatiseerd bij de meeste schrijnwerkers. Daartegenover bleef de automatisatie in de productie van aluminium schrijnwerk meestal beperkt tot een zaag- en bewerkingscentrum. Het is echter duidelijk dat er ook na deze productiestap tal van mogelijkheden zijn om het verdere productieproces te optimaliseren en automatiseren. Eén van deze mogelijkheden is het CNC gestuurd persen van de aluminium ramen en deuren.

Marktsituatie

1-kops hoekenpers

Traditioneel worden de hoekverbindingen van aluminium ramen en deuren geperst met een conventionele 1-kops hoekenpers. Dit betekent dat de bediener hoek per hoek positioneert, klemt en perst. Bovendien dient de bediener voor het persen van een ander profieltype meestal handmatig de set persmessen te wisselen. Het spreekt voor zich dat deze handelingen zeer tijdrovend zijn en er ook kennis van zaken nodig is.

Er is nu de mogelijkheid om over te stappen naar een CNC-gestuurde 1-kops hoekenpers. De verschillende profieltypes worden vooraf in de machine geprogrammeerd. De bediener hoeft op het scherm van de machine alleen het profielnummer te selecteren. De persmessen positioneren zich vervolgens automatisch naar hun posities voor het persen van de hoeken.

Dankzij de volautomatische instelling van de persmessen hoeft de bediener de set persmessen nooit meer te wisselen. Hierdoor kunnen verschillende profieltypes en -reeksen door elkaar worden verwerkt, zonder dat er handmatige instellingen nodig zijn.

Alle profieltypes worden met dezelfde persmessen geperst. De klemmen en het persen wordt door de bediener gestart door het bedienen van de dubbele duimtoetsknoppen en een voetpedaal. Dit garandeert een absolute veiligheid voor de bediener en is ook een groot pluspunt in vergelijking met de conventionele hoekenpersen.

4-kops hoekenpers

De vierkopsmachines worden in ons land relatief weinig verkocht, voornamelijk door de beperkte omvang van de series die een gemiddeld bedrijf in ons land produceert. Pas vanaf een zeker volume wordt dit type interessant, al hebben deze machines dankzij de graad van automatisering wel het voordeel dat het personeel ondertussen andere taken kan uitvoeren.

De productiviteit kan aanzienlijk verhogen met een 4-kops hoekenpers. Deze installatie bestaat uit een automatische aanvoertafel, de 4-kops hoekenpers en een automatische uitvoertafel. Elk raam heeft een specifieke barcode die er na het inscannen voor zorgt dat de aanvoertafel zich automatisch instelt op de juiste maat. Na samenstelling van het element wordt deze door de bediener op de aanvoertafel tegen een aanslag geplaatst. Vervolgens wordt het element automatisch naar de hoekenpers getransporteerd door middel van aangedreven transportbanden.

Het raam wordt dan in de pers getransporteerd waar de vier perskoppen de vier hoeken gelijktijdig samenpersen. Belangrijk detail is dat dit profielonafhankelijk gebeurt. Twee messen zijn CNC ingesteld op hoogte en diepte, waardoor verschillende profieltypes na elkaar met dezelfde werktuigen geperst kunnen worden. De bediener hoeft niet langer manueel persmessen te wisselen bij een profielwissel. De gemiddelde tijdcyclus is 60 seconden per geperst raam. Terwijl de machine automatisch perst, kan de werknemer al het volgende element voorbereiden, hij hoeft immers niets meer bij te sturen.

Na het persen wordt het element getransporteerd naar een automatische uitvoertafel. Op de uitvoertafel liggen de hoeken van het raam vrij zodat deze eenvoudig schoongemaakt kunnen worden. Optioneel kan het raam vervolgens automatisch doorgevoerd worden naar een machine voor het inrollen van de dichtingen of naar een buffer- en sorteerinstallatie.

Duidelijke trend naar automatisatie

Steeds meer bedrijven kiezen voor CNC-gestuurde 4-kops hoekenpersen vanwege de vele voordelen die deze machines bieden ten opzichte van de traditionele éénkopsmachines, die nog vaak worden ingezet door bedrijven die flexibel willen blijven met kleinere volumes. Hoewel de investering in een CNC-gestuurde 4-kops hoekenpers aanzienlijk kan zijn, verdient deze zich snel terug dankzij de vele voordelen. Vergeet ook niet dat de profielen alsmaar groter worden ook, zo zijn er hoekenpersen die profielen tot h160 mm en h200 mm kunnen persen. 

Allereerst zorgen deze machines voor een exact hetzelfde resultaat over de hele lijn van producten, wat leidt tot zeer kwalitatieve en consistente hoekverbindingen. Daarnaast verhoogt een 4-kops hoekenpers de capaciteit en stroomlijnt deze de productieflow, wat de efficiëntie binnen het productieproces aanzienlijk verbetert. Bovendien bieden deze machines de mogelijkheid tot uitbreiding met geautomatiseerde aan- en afvoersystemen en bediening via scansystemen. Dit resulteert in een besparing op personeel en elimineert de noodzaak voor specifieke, momenteel in de arbeidsmarkt moeilijk te verkrijgen, vakkennis.

Daarnaast zijn er geavanceerde combinatiemachines beschikbaar die, naast persen, ook lijm kunnen inspuiten in de insteekhoek. Om te voorkomen dat de lijm snel verhardt en de leidingen verstopt raken, zijn deze machines uitgerust met automatische reinigingssystemen die regelmatig de leidingen doorspoelen. Hoewel dit tot enig lijmverlies kan leiden, zijn dergelijke machines bijzonder geschikt voor bedrijven met hoge productievolumes die hun machines continu kunnen laten draaien.

Werkwijze en instelling

Bij niet-CNC gestuurde machines verloopt de instelling grotendeels handmatig via de instellingshendels, waarbij de positionering van de persmessen in hoogte en diepte aangepast wordt. Een gemiddelde operator kan binnen de minuut een raam persen. Zoals bij wel meer machinetypes is er een evolutie richting de CNC-gestuurde machines. Bij deze machines wordt de instelling van de persmessen automatisch in zowel hoogte, breedte als diepte uitgevoerd op basis van het ingevoerde profieltype.

De éénkopsmachines worden voorzien van 2 driehoekstafels, waardoor de operator makkelijk zijn kader kan positioneren en vasthouden. Hij duwt eerst beide delen in de zwaluwstaart, vervolgens brengt hij via het eerste voetpedaal de beide profielen op de juiste positie.

De persbeweging wordt uitgevoerd via een piston met hefboomssysteem die langs de onderkant het driehoeksstuk opdrukt tegen het verstek. Tijdens deze beweging zorgen de verticale klemmen voor tegendruk. Als dat gebeurd is, wordt via het tweede pedaal de persbeweging uitgevoerd met de beide persmessen, die lateraal inwerken op het verstek en zo de ingestelde persbeweging uitvoeren.

In principe kan er hierbij niet veel verkeerd lopen als de instelling correct is gebeurd. Wel moet er opgelet worden als u werkt met meerdere aanbieders van profielen, want elke producent vereist een andere benadering (zie verder).

Onderhoud en veiligheid

Een éénkopshoekenpers heeft dankzij de eenvoudige opbouw met slechts één piston in principe heel weinig onderhoud nodig. Een aandachtspunt is het tijdig verwijderen van lijmresten. Het gebeurt dat vooraf aangebrachte lijm tijdens het persen uit het verstek komt en op het persvlak terechtkomt. Als die vervolgens niet verwijderd wordt en uithardt, kunnen er minieme hoogteverschillen ontstaan die een invloed kunnen hebben op de perskwaliteit. Dat kan makkelijk opgelost worden door een tape aan te brengen op het persvlak en die op regelmatige basis te vervangen.

Een volgend aandachtspunt ligt bij de kwaliteit van de aangeleverde perslucht, die altijd op een zeker minimumniveau moet liggen. Kwalitatieve machines beschikken over de nodige bewakingssensoren om dit in de gaten te houden en de machine zal automatisch dienst weigeren als dit niet langer het geval is. Om de veiligheid verder te waarborgen, wordt gewerkt met een beschermingskap boven het persvlak, waarbij een veiligheidscontact zorgt dat de taak niet kan worden uitgevoerd zolang deze geopend is.

Als we de beitels bekijken, zien we dat deze specifiek zijn voor de toepassing: een set voor schuiframen, een set voor kaders enzovoort. Zij hoeven in principe niet tijdens hun levensduur vervangen te worden, omdat ze voldoende robuust zijn om de meestal beperkte aluminiumdiktes aan te kunnen. Wel is het zo dat het type beitel afhangt van de profielleverancier en zijn type kamer, veranderen van aluminiumproducent vraagt dus om andere beitels. Uw machineleverancier weet evenwel welke profielen er op de markt zijn en welke beitels hij u daarvoor moet aanbieden. De vervanging van de beitels verloopt zeer eenvoudig en is op een twintigtal seconden geklaard.

Inplanting in het atelier

Op zich is de afmeting van een éénkopsmachine zeer beperkt, maar de grootte van het te persen kader is natuurlijk het grootste punt waar hier rekening mee moet worden gehouden. We zien bovendien dat kaders groter worden. Het wordt daarom aangeraden om de hoekenpers in een hoek te zetten, met een kleine tussenruimte met de wanden. Dat houdt het voordeel in dat de ruimte net naast de machine nog kan worden ingezet voor toepassingen met kleine afmetingen (een kastje, een kleine ponsmachine ...).

Wat met nagelen of nokken?
De vraag rijst wel eens welke techniek nu de beste is om een mooi resultaat te verkrijgen: persen, nokken of nagelen. Nagelen wordt bij één profielproducent gedaan, waarbij in de hoek een pin ingeslagen wordt. Bij nagelen wordt dus een gat geboord waarin de pin gemonteerd wordt die het hoekstuk fixeert. Het boren van gaten is bij persen niet nodig, wat een positief effect heeft op het uitzicht. Daar staat tegenover dat de instelling van een traditionele hoekenpers wat meer tijd vraagt. Zeker bij kleine series zal nagelen daarom sneller zijn.
Bij het nokken worden excenters aangespannen zodat het verstek samengetrokken wordt. Dit heeft het grote voordeel dat de stukken op de werf kunnen worden samengesteld. Voor de populaire grote schuiframen kan dit handig zijn, zeker bij moeilijk bereikbare plaatsen waar een al samengesteld raam meer moeite zou vergen om ter plaatse te krijgen. Daar staat tegenover dat dit systeem wat duurder is in aankoop. In principe zijn alle methodes evenwaardig wat mechanische kwaliteit betreft.

Met medewerking van Calvet, Rogiers, Tryma en Viva Machines