Efficiëntere maatwerkproductie met slimme nestingcellen

Van manuele opstelling tot volautomatische cel met magazijn

Nestingmachines zijn in ons land populair geworden dankzij hun efficiënte en geoptimaliseerde manier van plaatverwerking. Door meerdere bewerkingen in één opspanning te combineren, verhogen ze de productiviteit en beperken ze het aantal handelingen in het atelier. Afhankelijk van de schaalgrootte en automatiseringsgraad van uw bedrijf, bestaan er verschillende types nestingopstellingen.

Waarom kiezen voor nesting? 

Steeds meer bedrijven kiezen voor een nestingmachine in plaats van een traditionele balken CNC. Die verschuiving is logisch te verklaren: kleinere houtverwerkende bedrijven kampen met een tekort aan personeel en zoeken manieren om efficiënter te produceren. Een nestingmachine laat toe om met minder mensen méér werk te verzetten.

In België bestaat de houtsector voornamelijk uit kmo’s die zijn gegroeid uit eenmanszaken. Grote industriële spelers zoals in Duitsland zijn eerder zeldzaam, en dus is de combinatie van een beperkte schaalgrootte, een focus op maatwerk en de alsmaar aanhoudende arbeidskrapte een perfecte voedingsbodem voor de keuze voor nestingmachines.

Welke opstelling voor uw atelier?

Een nestingmachine is bijzonder interessant voor bedrijven met een beperkt aantal operatoren, maar waar de focus wel ligt op een gestroomlijnde en efficiënte productie. Dankzij nesting kan een enkele operator meerdere taken combineren, waardoor de workflow geoptimaliseerd wordt.

1. Stand-alone nestingmachine

De eenvoudigste vorm van nesting is de stand-alone machine. Dit is een zelfstandige CNC-gestuurde eenheid die uitsluitend instaat voor het bewerken van platen. De bediening en het laden en ontladen van de platen gebeuren volledig manueel.

Deze machines zijn ideaal voor kleinere bedrijven of ateliers die eerder kleinschalig werken, met een beperkt aantal medewerkers en een lagere output. Men kan, wanneer de nestingmachine zijn bewerkingen aan het doen is, kantenlijmen, assembleren, deuvelen …

2. Geautomatiseerde nestingcel met enkelvoudig laadstation

Voor bedrijven die hun productie willen automatiseren, is er de optie om de nestingmachine uit te breiden met een geautomatiseerd laad- en ontlaadsysteem. Hierbij spreken we van een nestingcel. Deze configuratie bestaat uit:

• Een enkelvoudig laadstation: Eén stapel platen wordt aangebracht bij de machine. De platen worden automatisch, één voor één, op de machine geladen;
• Automatisch uitduwsysteem: Na de bewerking worden de stukken automatisch van de machine op een transportzone achter de machine geduwd.

Het ontladen van de afgewerkte werkstukken op het tapijt kan op twee manieren gebeuren: manueel door een operator of automatisch (met een nestingpicker) (zie verder).

3. Volautomatische nesting met automatisch platenmagazijn

De meest geavanceerde vorm van nesting is de integratie van de machine in een volledig geautomatiseerd systeem met een automatisch platenmagazijn. In deze configuratie wordt de nestingmachine gevoed door het magazijn, dat autonoom de juiste plaat selecteert en aanreikt.

De voordelen hiervan zijn:

• Volledig geautomatiseerde workflow, van aanvoer tot afvoer;
• Minimale menselijke tussenkomst;
• Hogere productiesnelheid en consistentie;
• Geschikt voor grotere bedrijven met seriematige productie.

Een automatische ontlading voorkomt stilstand en verhoogt doorstroming

Het ontladen gebeurt op dezelfde manier als bij de eerder besproken cel: via een tapijt, met de mogelijkheid om een nestingpicker in te zetten voor het sorteren van werkstukken (zie verder).

Dit soort systemen is vooral interessant voor bedrijven met een grotere schaal, zoals kmo's met 15 tot 35 medewerkers, waar het productievolume en de vereisten voor efficiëntie en ergonomie hoger liggen.

Eén machine, meerdere bewerkingen

Wie voor nesting kiest kan de traditionele opdeelzaag achterwege laten. De nestingmachine combineert immers meerdere bewerkingen – zagen, frezen, boren, groeven trekken – in één enkele werkcyclus. Daardoor kan er efficiënter gewerkt worden met een minimum aan personeel.

De keuze voor drie of vijf assen hangt af van de gewenste output, de complexiteit van de werkstukken en de integratie met andere productiestappen zoals deuvelboren of kantenlijmen.

5-assige bewerkingen met cups

Nestingmachines zijn beschikbaar in zowel drie-assige als vijf-assige configuraties. De drie-assige uitvoering volstaat voor standaard paneelverwerking, maar wie ook horizontale bewerkingen wil uitvoeren, kijkt best richting een vijfassige machine.

In de praktijk worden deze complexe bewerkingen vaak uitgevoerd tijdens een tweede bewerkingsfase, waarbij het werkstuk op cups geplaatst wordt.

Deze cups kunnen rechtstreeks op de vacuümtafel geplaatst worden en zorgen ervoor dat het paneel vrij komt van het oppervlak, zodat de frees of boor zonder obstructie in meerdere richtingen kan werken.

Wanneer je met cups werkt, kan je deze rechtstreeks op de MDF-onderplaat aanbrengen. Dit is praktisch, omdat je de onderplaat niet hoeft te verwijderen.

Nadeel is wel dat je een volledige vacuümzone moet inschakelen, ook voor kleinere stukken.

Het is ook mogelijk om vacuümcups te gebruiken rechtstreeks op de rastertafel. Hierbij haal je de MDF-plaat weg en plaats je de cups op de rastertafel van de machine. Dit laat toe om specifieke zones te activeren, wat efficiënter is voor kleine of complexe bewerkingen.

Werken op de onderplaat

Hoewel het technisch mogelijk is om vijfassige bewerkingen rechtstreeks op de MDF-onderplaat uit te voeren, brengt dit risico’s met zich mee. Bij bewerkingen zal het gereedschap in de MDF-onderplaat werken. Standaard wordt er met een marge van 0,2 mm in die onderplaat gewerkt. Na meerdere cycli wordt deze plaat opnieuw vlak gefreesd, zodat het vacuümoppervlak opnieuw egaal is voor de volgende serie stukken.

Horizontaal boren zonder cups

Er is ook een oplossing op de markt waarbij nestingmachines voorzien worden van een verlaagde boorkop die horizontale boringen tot 16 mm rechtstreeks in de plaat mogelijk maakt, zonder dat cups nodig zijn. Het werkstuk ligt dan volledig vlak op de vacuümtafel.

(Ont)ladingssystemen

Aan de invoerzijde bestaan er vandaag verschillende configuraties. Er zijn systemen op de markt die tijdens de dode tijd – terwijl de machine aan het nesten is – automatisch barcodestickers voorzien op de te nesten onderdelen. Zo wordt de identificatie geïntegreerd in de cyclus en gaat er geen extra productietijd verloren. Een eenvoudiger systeem voorziet in een automatische plaatinvoer, waarbij de barcode nadien manueel door de operator wordt gekleefd. De keuze hangt af van het gewenste automatiseringsniveau en de mate waarin traceerbaarheid in het productieproces wordt geïntegreerd.

Om de productiviteit van een nestingmachine maximaal te benutten, is ook een efficiënte ontlading van bewerkte stukken cruciaal. Afhankelijk van het automatiseringsniveau en de beschikbare ruimte of personeelsbezetting, bestaan er verschillende methodes:

1. Automatische ontlaadtafel

Bij een automatische ontlaadtafel duwt de machine de afgewerkte stukken één voor één uit de bewerkingszone. Deze stukken komen terecht op een lopende band die net iets sneller loopt dan de uitduwer. Hierdoor ontstaat er automatisch wat tussenruimte tussen de onderdelen, wat het sorteren en verwerken nadien vergemakkelijkt.

Aan het uiteinde van de band staat een operator die de stukken manueel afneemt. Dit systeem laat toe om tijdens het ontladen al een nieuwe plaat op de nestingmachine te laden, wat stilstand minimaliseert en de doorlooptijd verkort. 

2. Push-tafel

Een eenvoudiger alternatief is de zogenaamde push-oplossing. Hierbij duwt de machine de stukken uit op een vaste, niet aangedreven tafel van ongeveer 1,5 meter lang. Terwijl de machine de onderdelen vooruit duwt, worden ze manueel verwijderd door een operator.

De volledige tafel moet leeg zijn vooraleer een nieuwe plaat kan worden opgelegd. Dit maakt het proces iets minder vloeiend dan bij een automatische ontlaadtafel, maar het systeem is robuust, budgetvriendelijk en voldoende voor veel kleinere productieomgevingen.

Slimme trajectoptimalisatie beperkt nutteloze bewegingen en verkort cyclustijden

3. Volautomatische cel met nestingpicker

Voor wie maximale automatisering nastreeft, is een celopstelling met automatische ontlading de beste keuze. Hier worden laden, bewerken en uitduwen geïntegreerd in een continue cyclus.

Dit proces kan worden uitgebreid met een etiketteersysteem dat voor de bewerking labels aanbrengt. Door gebruik te maken van een nestingpicker – een automatische ontladingsarm – kunnen de onderdelen gesorteerd en klaar gelegd worden voor de volgende stap, zoals het kantenlijmen.

4. Integratie met automatisch magazijn

De meest geavanceerde oplossing combineert de nestingmachine met een automatisch platenmagazijn. In dit scenario worden platen volledig autonoom aangeleverd en geladen, zonder tussenkomst van een operator. Het gehele proces – van toevoer tot ontlading – verloopt dan volledig geautomatiseerd.

Dergelijke systemen zijn vooral interessant voor grotere kmo’s in bijvoorbeeld de keukenproductie, waar veel gelijkaardige stukken verwerkt worden en seriematig maatwerk gevraagd is.

Efficiënte spaanafvoering

Een goede stofafzuiging is cruciaal voor een nette werkplek, een betrouwbare werking van de machine én een langere levensduur van gereedschappen en vacuümsystemen. Afhankelijk van de configuratie van de machine en de mate van automatisatie, kunnen er verschillende afzuigpunten en technieken ingezet worden.

Gescheiden afzuiging voor boor en frees

Standaard is een nestingmachine uitgerust met een stofkap die zowel de boorkop als de freesmotor afzonderlijk afzuigt. Dit systeem schakelt automatisch om naargelang de bewerking: bij freesbewerkingen wordt de afzuiging geactiveerd rond de freesmotor, terwijl bij boorbewerkingen een klep ervoor zorgt dat enkel de boorkop wordt afgezogen. Dit voorkomt onnodig luchtverbruik en verhoogt de efficiëntie van de afzuiging.

Efficiënte afzuiging verlengt de levensduur van gereedschap en vacuümsystemen

Afzuiging bij het uitduwen van stukken

In een celopstelling, waar de machine automatisch ontlaadt, kan er ook afzuiging plaatsvinden tussen de nestingmachine en het uitduwstation. Op dat moment worden de spanen die nog op de tafel liggen of die door de stukken worden meegevoerd, onderaan verwijderd via een eerste afzuigpunt. Dit draagt bij aan een proper oppervlak voor de volgende bewerkingscyclus.

Daarbij is nog een bijkomend afzuigsysteem bovenaan mogelijk. Hiermee worden niet alleen de werkstukken zelf afgezogen bij het uitduwen, maar wordt ook de vacuümtafel automatisch afgezogen.

Ten slotte zit ook op het uiteinde van de transportband of het uitduwstation nog een extra afzuigunit: een plaat met openingen die de laatste resten van stof of spanen opzuigt. Dit garandeert dat ook de afgevoerde stukken volledig stofvrij zijn voor verdere bewerking of verpakking.

Aangepaste tools voor betere afzuiging

Het gebruik van aangepaste gereedschappen, zoals een helikopterfrees, draagt bij tot een efficiëntere afzuiging. Deze freestool is voorzien van een brede schijf die de spanen actief omhoog zuigt tijdens de bewerking. Daarnaast zijn veel freeskoppen uitgerust met blaasluchtkanalen die zorgen voor luchtstroming in de freesbaan. Dit helpt het stof los te maken en richting afzuigpunt te geleiden.

Met dank aan Rogiers & Viva Machines