CNC-machines en -lijnen bij profielbewerking aluminium

Voor de bewerking van aluminium profielen kiezen steeds meer bedrijven voor CNC-machines en zelfs voor volledige zaag- en bewerkingslijnen. De keuze voor CNC-gestuurde machines komt vooral voort uit de wens om het verlies door fouten en de beschadi­gingen door manuele manipulatie te beperken. Natuurlijk zijn er ook nog altijd de eenvoudige zaag- en bewerkings­machines die voor kleinere ondernemingen nog steeds een vitale rol spelen. We zetten de mogelijkheden voor u even op een rijtje.

Basismachines

Kopieerfrees

Een basismachine voor de bewerking van profielen is de kopieerfrees. Bij dit type machine wordt een profiel handmatig op de machine gelegd, waarna het wordt geklemd. De gewenste vormen worden in het profiel gefreesd aan de hand van een sjabloon. Daarbij volgt de frees de beweging van een kopieerpin in het sjabloon. Naargelang van het gewenste beslag, verplaatst de bediener de kopieerpin in het sjabloon of wordt het volledige sjabloon vervangen.

Een kopieerfrees kan voor meer dan alleen aluminium profielen worden ingezet, maar ook kunststof en metaal bewerken. Er zijn ook kopieerfreesmachines - met een vaste of verschuifbare werktafel - met drie spindels, waarvan één verticale frees de slotkasten freest en twee horizontale frezen de krukgaten in de profielen gaat frezen. De profielen worden pneumatisch geklemd en moeten niet meer gedraaid worden, omdat alle bewerkingen uitgevoerd kunnen worden in één opspanning.

Tegenprofielfreesmachine

Daarnaast is er nog de tegenprofielfreesmachine. Deze wordt gebruikt voor het bewerken van de kopse kant van de tussenstijlen van raamprofielen, opdat men die mooi kan positioneren. Vormfrezen door middel van CNC is niet in alle gevallen mogelijk, tenzij met een 5-assige uitvoering.

De vormfrees weegt namelijk te veel voor een klassieke CNC-machine, terwijl op een vijfasser gewerkt kan worden met een gewicht van 9,5 kg per frees. Tegenprofielfreesmachines kunnen die taak wél uitvoeren. 

Tegenprofielfreesmachines worden uitgerust met een snel wisselsysteem voor het wisselen van de freesset. Deze freesset kan bestaan uit een recht zaagblad voor het bewerken van de klassieke tussenstijlen, maar kan ook bestaan uit een contourfrees voor het bewerken van bijvoorbeeld de steellook profielen die sterk in opmars zijn. Bepaalde tegenprofielfreesmachine hebben een automatische voortgang van de frees waardoor de freesbewerking perfect en gelijkmatig uitgevoerd kan worden.

Eenkopszaagmachines

De eenkopszaagmachines zijn de basismodellen voor het verzagen van profielen. Ze worden dan ook vooral gebruikt door startende bedrijven. Er zijn enerzijds de eenkopszaagmachines die het profiel van boven naar onderen verzagen. Deze zijn uitgerust met kleinere zaagbladen van 300 tot 450 mm. Anderzijds zijn er de machines waarbij het zaagblad van onderen naar boven zaagt. Deze zijn uitgerust met een overkapping.

De diameter van de zaagbladen begint bij 400 mm en gaat tot 800 mm, bijvoorbeeld voor gebruik bij grote profielen voor de verandabouw. De bediening van het zaagblad gebeurt manueel of automatisch. De mogelijkheid om met een eenkopszaagmachine zowel aluminium als pvc te verzagen is bij sommige merken voorzien en bij andere optioneel. Het aantal in te stellen zaaghoeken via digitale uitlezing verschilt van machine tot machine.

Lengteaanslag

Eenkopsmachines worden nog ingezet voor het op maat brengen van glaslatten, bijvoorbeeld in combinatie met een lengte-aanslag met radiografische meetstok. Hiermee kan het te bewerken profiel gepositioneerd worden. Vroeger werd het op maat frezen in de lengte van glaslatten in vele gevallen in meerdere stappen gedaan: telkens een stukje zagen, meten ter controle en dan nog een stukje eraf, vervolgens opnieuw meten enzovoort. Dat proces werd herhaald tot het stuk exact op maat was.

Het stuk mocht dan wel op maat zijn, een nadeel was het tijdrovende karakter van die werkwijze. Dan kan de combinatie van een eenkopsmachine met een lengte-aanslag en een radiografische meetstok wel soelaas bieden, want de te bewerken glaslat kan makkelijk gepositioneerd en op maat gezaagd worden. Lengteaanslagen zijn verkrijgbaar in verschillende lengtes en in manuele (met handwiel) of elektronische uitvoering.

Er zijn ook nieuwe automatische zaagmachines op markt die geschikt zijn voor het zagen van de glaslatten. Uniek is dat deze machine gecombineerd wordt met een automatische lengteaanslag. De voortgang van het zaagblad is automatisch. Alternatief is er ook een zaagmachine voor glaslatten met een automatisch draaibare werktafel zodat alle hoeken tussen 20° en 160° gezaagd kunnen worden.

Tweekopszaagmachines

Meer en meer bedrijven opteren voor de tweekopszaagmachines. Hierbij zijn er, zoals bij de eenkopsmachines, opnieuw modellen beschikbaar waarbij van boven naar onderen wordt gezaagd, alsook in de omgekeerde richting. De tweekopszaagmachines gaan van manueel in te stellen versies tot volledig CNC-gestuurde modellen.

Wat de diameter van het zaagblad betreft, is er een trend naar grotere diameters. Denk bijvoorbeeld aan de profielen voor drierailsuitvoeringen van schuifdeuren. Ook de machines moeten worden aangepast om die nieuwe profielen te kunnen fabriceren. Waar vroeger 500 mm de standaard was, gaat men nu al naar zaagbladen tot 650 mm. De zaaglengtes variëren tussen 4.000 en 7.500 mm. Bij de meeste modellen is er een gestuurde lengteaanslag aanwezig op de machine.

Ook worden de machines zelf een stuk robuuster. De belangrijkste evoluties zien we vooral in het design en de engineering van de machines. Veiligheid en ergonomie zijn daarbij twee belangrijke pijlers.

De omkasting is daarvan een goed voorbeeld: er werd overgeschakeld van de volledige omkasting naar een afscherming van enkel de voorkant. Een volledige omkasting kost te veel tijd om te openen en sluiten. Het gebruiksgemak voor de operatoren stijgt dus, en dat zien we ook terug in de software. De operator krijgt in de nieuwe machines via touchscreen enkel nog de exacte informatie die hij nodig heeft voor het uitoefenen van zijn taken, zoals de lengtes en de positionering van zijn profiel.

Gloednieuw is ook een optie waarbij de tweekopszaag kan ingezet worden als een opduwer en als een automatische zaaglijn kan gebruikt worden. Omdat dit zorgt voor een zekere meerkost, moet dan afgewogen worden of niet beter overgeschakeld kan worden op automatische bewerkingslijn.

CNC-bewerkingscentra

Halfautomatisch

Een halfautomatisch bewerkingscentrum werkt aan de hand van een PLC-sturing waarin standaard macro's zitten voor de verschillende bewerkingen. Deze bewerkingen kunnen worden gecombineerd in een programma dat dan kan worden opgeslagen voor latere, gelijkaardige bewerkingen. De roterende tafel zorgt ervoor dat een profiel aan drie zijden kan worden bewerkt. De klemming en het snelwisselsysteem voor gereedschappen worden handmatig bediend.

Automatisch

De automatische bewerkingscentra zijn volledig CNC‑gestuurd. Ze zijn uitgerust met een automatische gereedschapswisselaar en een automatisch klemsysteem, en zijn verkrijgbaar met of zonder omkasting. Er zijn modellen waarbij de tafel draait om de verschillende zijden van een te bewerken profiel. Daarnaast zijn er modellen waarbij het profiel vastligt en de spindel zich omstelt.

Een derde mogelijkheid is deze zonder verstelbare onderdelen (tafel, profiel en spindel bewegen niet). De machine is dan uitgerust met een haakse freeskop om aan de zijkant van profielen te frezen. Sommige bewerkingscentra bieden de mogelijkheid om pendulair te werken. Het profiel wordt dan in een zone bewerkt terwijl de bediener in een andere zone een nieuw profiel kan klaarleggen om zo tijd te winnen. De motoren worden ook steeds zwaarder, wat meer aansluit bij de industriële vervaardiging van dikwandige profielen die vandaag een steeds groter aandeel in de markt vertegenwoordigen. Werklengtes tot 36 m zijn vandaag geen uitzondering meer, met tools die tot bijna 10 kg gaan.

CNC-machines

De 4- of 5-assige machines zijn vooral gericht op bedrijven die grotere profielen verwerken. Bij deze machines is er de keuze tussen machines die ongeveer dezelfde functies hebben als de automatische bewerkingscentra of machines die met zowel een volwaardige bewerkings- als zaagmodule (diameter zaagblad 400–500 mm) zijn uitgerust.

Bij een portaalmachine wordt het profiel geklemd tegen de aanslag en beweegt het portaal zich naar de gewenste posities. Het magazijn beweegt mee met de bewerkingsmodule, waardoor de gereedschappen sneller kunnen worden vervangen. Er is ook een kleine zaagunit voor de bewerking van de uiteindes van profielen.

De portaalbewerkingsmachines zijn verkrijgbaar in verschillende groottes en in modellen die in één of twee zones kunnen opereren.

CNC-zaag- en bewerkingslijnen

Het neusje van de zalm houden we voor het laatste, met de zaag- en bewerkingscentra. Omdat technisch personeel schaars geworden is, kunt u maar beter uw personeel zo efficiënt mogelijk inzetten. Een machine die dit soort taken kan overnemen, kan dus helpen om de werkdruk op het personeel te verlichten. Een bloemlezing van de mogelijkheden:

• Automatisch labelen van de profielen, al dan niet tweezijdig;
• Geautomatiseerde lengtemeting van de profielen op de ingang;
• Automatisch wegblazen van bramen die in de olienevel bleven plakken (aan binnen- en buitenkant van het profiel). Bepaalde machines bezitten ook een rookafzuiging, die de oliedeeltjes eruit filtert;
• Mechanische ondersteuning van de operator voor het verplaatsen, kantelen en positioneren van de profielen;
• Een groot scherm toont visueel duidelijk wat er moet gebeuren met het profiel;
• Automatische inlading van CNC‑programma's.

Het gevolg is dat de operator minder bewegingen zelf moet uitvoeren en bijgevolg quasi geen fouten meer kan maken. Bovendien is ook de kans op beschadiging kleiner geworden. Naast die functionaliteiten die het de operator makkelijker maken, zijn er ook technische veranderingen die zorgen voor een beter afgewerkt product en een betere conditie van de machine. Inclineerbare spindels zorgen voor het makkelijk frezen voor de verdoken afwatering en de decompressiegaten.

Er zijn ook uitvoeringen met 2 zaagbladen: eentje van 400 mm en eentje van 650 mm. Omdat die laatste kan draaien over de volle 360° zijn er geen beperkingen om hoeken te verzagen. Het zaagblad van 400 mm zit op een aparte spindelmotor met daarop de toolwissel. Daarmee kunnen bijvoorbeeld T‑frezingen, profielen voor schuiframen, gevelprofielen en glaslatten verwerkt worden. Werklengtes van 7 m en meer zijn ondertussen mogelijk, en ook de profieldiktes evolueren mee met de wensen van de markt. Fabrikanten beginnen stilaan uit te kijken naar vier rails, maar dat heeft ook gevolgen voor de profieldiktes. Machines die diktes tot 300 op 300 mm aankunnen doen momenteel hun intrede op de markt.

Aanvoer

Deze lijnen zijn bedoeld om grote volumes van profielen te verwerken met een minimum aan menselijke tussenkomst. Ze zijn modulair opgebouwd. In de eerste plaats is er een aanvoerzone waarop de profielen worden geladen. Daar worden ze manueel of automatisch opgespannen. Manueel bij machines waar ze niet op de vlakke kant worden geladen (dit om de kans op krassen of beschadigingen langs de zichtzijde te verkleinen).

De profielen worden vervolgens automatisch geladen, ofwel op een vlakke tafel, ofwel door middel van een geleidingssysteem dat zich aanpast aan de vorm van de profielen.

De transporttang brengt het profiel vervolgens in de bewerkingsmodule, waar het profiel wordt geklemd en een controle gebeurt. Door middel van een meetsysteem of cameraherkenning kan de machine zelf controleren of het ingeladen profiel overeenkomt met het te bewerken profiel. Is dat niet zo dan wordt meteen een melding gegeven, en stopt de machine.

Bewerkingsmodules

Sommige fabrikanten kiezen voor aparte zaag- en bewerkingsmodules waarbij de klant zelf de modules kan kiezen die noodzakelijk zijn. Wordt zowel de zaag- als bewerkingsmodule gekozen, dan worden die verbonden met een tussenzone om de doorvoer te versnellen.

Er zijn ook zaag- en bewerkingslijnen beschikbaar die uitgerust zijn met een enkele centrale eenheid, waar de bewerkings- en zaagmodule elkaar meteen opvolgen. De bewerkingsmodule kan profielen langs vier zijden bewerken, waarna de zaagmodule de profielen onder de gewenste hoek zaagt.

De modules kunnen natuurlijk nog naar wens worden uitgerust met een resem aan verschillende opties. Die zijn bijvoorbeeld een grotere verstelbaarheid van het zaagaggregaat en meer gereedschappen.

Uitvoer

Nadat het profiel bewerkt en verzaagd is, komt het terecht op de uitvoerband. Hoe de profielen daarna worden afgenomen, hangt af van de opbouw van de lijn. Dit kan handmatig gebeuren of door middel van een robot die de profielen afneemt en stockeert. Optioneel kan bij de uitvoer ook een systeem worden geïnstalleerd dat automatisch een etiket op het profiel aanbrengt.

Software

De CNC‑machines worden door een CAM‑programma aangestuurd. Een programma enkel voor zagen of bewerken of beide in één pakket voor de aansturing van de lijnen.

Uni_Link

Uni_Link is een profiel- en machineonafhankelijk platform voor de besturing en het management van CNC‑machines. Het profielontwerp uit het tekenprogramma wordt, indien het niet meteen gelezen kan worden door de machine, eerst door middel van Uni_Link vertaald in de NC‑code van de machine. Indien gewenst, kunnen daarna nog zaken worden aangepast en kan een simulatie worden uitgevoerd. Momenteel zijn er al enkele softwarefabrikanten die CAD/CAM‑pakketten aanbieden die rechtstreeks de machine kunnen aansturen. Dit wordt meer en meer gemeengoed.

Opvolgen op afstand

Een interessante toevoeging aan deze machines is de mogelijkheid om ze op te volgen op afstand. Dat werkt op meerdere niveaus. De bedrijfsleiding of productiechef kan informatie binnenhalen over het aantal zaagsnedes, over de productietijden, stilstanden, het aantal noodstops, statistieken uit de machine en noem maar op. Die informatie kan nu ook met een app op de smartphone weergegeven worden zodat op afstand de prestatie kan opgevolgd worden. Een tweede toepassing van dit opvolgen op afstand is meer gericht op onderhoudstaken. Technische diensten zijn altijd op de hoogte van het aantal draaiuren en kunnen zo de nodige onderhoudstaken inplannen. Bovendien zorgt de software ook voor de nodige alarmen als er bijvoorbeeld ergens smering nodig is.

Met medewerking van Tryma en Rogiers