Efficiënter velgenmachines ontwerpen met 20-Sim
Hoe schaal ik een bestaande velgenmachine op van auto- naar vrachtwagenformaat met een ontwerpafdeling die vooral uit nieuwe mensen bestaat? Dit was de uitdaging waarvoor teamleider Oscar de Boer zich geplaatst zag toen hij twee jaar geleden bij Fontijne Grotnes in dienst trad. Hij nam Controllab Products in de arm om het probleem modelgebaseerd te lijf te gaan.
Fontijne Grotnes is gespecialiseerd in metaalvervorming. Een belangrijk product van het Vlaardingse bedrijf is de velgenmachine die volautomatisch plaatstaal buigt, last en in de juiste vorm walst. Een klant wilde deze machine opschalen voor de productie van vrachtwagenvelgen. De bestaande machine was ontworpen door een team dat door promoties en verloop niet meer intact was. Parallel aan het herontwerp moest Fontijne daarom een nieuw ontwerpteam opzetten. Dit maakte een first-time-right-aanpak een absolute noodzaak. Teamleider Oscar de Boer schakelde Controllab Products uit Enschede in om modelgebaseerd ontwerpen bij Fontijne te introduceren.
Het ontwerp van hoogdynamische machines is een complex proces. Ontwerpers uit diverse disciplines moeten nauw samenwerken om binnen een beperkte tijd en met een beperkt budget goede oplossingen te vinden. Modelgebaseerd ontwerpen levert hierbij een aantal voordelen. Al in een vroeg stadium kan hiermee een groot aantal ontwerpvarianten via simulaties worden doorgerekend en kunnen ontwikkelaars een gewogen keuze maken voor het beste ontwerp. Tijdens het detailontwerp wordt continu getest met simulaties van steeds verfijndere modellen. Hierdoor komen in een vroeg stadium veel fouten boven water, die dus ook snel kunnen worden aangepakt. Aan het eind van het detailontwerp is het mogelijk om via automatische codegeneratie een betrouwbare machinebesturing te ontwikkelen. Via metingen kan deze worden teruggekoppeld naar het model. Dit vormt de basis voor een verbeterslag in de volgende ontwerpcyclus.
Controllab is de ontwikkelaar van het simulatiepakket 20-Sim, dat bedrijven sinds 1995 gebruiken voor de ontwikkeling van mechatronische systemen. De UT-spin-off helpt nu bedrijven bij de invoering van modelgebaseerd ontwerpen om daarmee hun producten efficiënter te ontwikkelen. Bij Fontijne is het begonnen met het in kaart brengen van de tools. Welke kunnen een nuttige bijdrage leveren? Als basis is het pakket 20-Sim gekozen omdat hiermee zowel de mechanische als hydraulische onderdelen van een velgenmachine in één grafisch model kunnen worden gecombineerd. Deze software is uitgebreid met 20-Sim 4C, een pakket voor codegeneratie en rapid prototyping.
Verder heeft Controllab een opleidingsplan opgesteld en uitgevoerd om het personeel op een efficiënte manier te leren omgaan met het nieuwe gereedschap. Het Enschedese bedrijf heeft instructeurs met een jarenlange ervaring op het gebied van mechatronica, regeltechniek en embedded systemen. De opleiding kon daarom in het bedrijf zelf worden uitgevoerd en geïntegreerd in het bestaande ontwerptraject. Hierdoor waren er vanaf de eerste dag nuttige resultaten, zonder een groot tijdsbeslag op de ontwerpers te leggen.
Veel ondersteuning is er geleverd bij de aanschaf en implementatie van hardware voor het doormeten van de bestaande machine en het aansturen van prototypes. De Controllab-ingenieurs hebben zelf de eerste metingen uitgevoerd. Die taak hebben de ontwerpers van Fontijne gaandeweg overgenomen.
De rol van Controllab is nu die van een coach op afstand. Het zorgt voor de opleiding van nieuw personeel en het adviseren bij complexe modelvorming. Volgens Oscar de Boer loopt het project op schema. ’De grote winst zit ‘m vooral in het feit dat er meer grip is op het ontwerpproces. Dit wordt ook duidelijk door de vele ideeën die nu al zijn opgekomen om de volgende generatie velgenmachines efficiënter en goedkoper te maken‘, aldus De Boer.
