Makino demonstreert oplossingen voor de semiconductor industrie

Kosten verlagen

Makino heeft de dip van de luchtvaartmarkt tijdens de Corona pandemie gebruikt om nieuwe markten te verkennen. De halfgeleiderindustrie is sindsdien een van de focusmarkten. Een groeimarkt voor de machinebouwer, aldus Hiroshi Ueno, directeur van het Customer Application Centre in Japan. De nieuwe lijn Smart Tools zijn bedoeld voor deze semiconductor industrie.

Uiteindelijk gaat het bij elke investering die een maakbedrijf doet om de kosten per onderdeel te verlagen. Anders heeft de investering weinig zin, aldus Hiroshi Ueno. En als je de cost per part wilt verlagen, kom je uit bij cyclustijden, minder verbruik van consumables zoals gereedschappen én minder handmatig hoeven na te bewerken. “Betere oppervlaktekwaliteit met minder manuele handelingen.” Dat zijn zaken die winst opleveren.

Investeringen gaan altijd over het verlagen van de kosten per onderdeel, anders hebben ze weinig zin

Afdichtingsvlakken vacuüm componenten

Met dit in het achterhoofd heeft Makino de Smart Tools ontwikkeld, speciale gereedschapsystemen voor in de bewerkingscentra. Ze zijn alle drie voorzien van een standaard opname; ze kunnen dus automatisch vanuit het gereedschapmagazijn in de spindel worden geplaatst. De Synchro Spinner en de Super Hale zijn twee gereedschappen om het oppervlak van componenten voor een vacuümkamer in de machine verder af te werken zodat ook het afdichtingsvlak volledig afgewerkt uit de machine komt. Zichtbare freessporen in het oppervlak zijn bij dit soort toepassingen ongewenst, omdat hierdoor lekkages ontstaan. Daarom worden deze vlakken vaak nog met de hand nabewerkt. Met het Super Hale gereedschap kan die bewerking in de CNC-machine worden gedaan. Makino demonstreerde dit tijdens het event op een a 81NX. Dit is een verbeterde versie van de Hale strategie van Makino, waarbij de spindel als een extra as (C-as) wordt gebruikt om het snijgereedschap onder een bepaalde hoek op het oppervlak te plaatsen. De spindel roteert dan niet meer. In feite wordt het oppervlak met het diamant gereedschap geschraapt door de machine. Dit gebeurt met voedingen tot 12 meter per minuut. De Synchro Spinner is een tweede Smart Tool voor het nabewerken van deze afdichtingsvlakken. In principe wordt met dit gereedschap een draaibewerking gedaan op een bewerkingscentrum. Vroeger moest de operator hiervoor het gereedschap telkens opnieuw instellen; nu wordt de positie automatisch aangepast door de Synchro Spinner, waarin standaard ISO wisselplaten worden gebruikt. Hiermee haalt men oppervlakteruwheden van Ra 0,227 µm en Rz van 1,229 µm in extreem korte cyclustijden. Een derde SmartTool voor het verbeteren van oppervlakken is de Belt Track Finisher. Het gereedschap bevat een slijpband waarmee de freessporen uit het oppervlak verwijderd worden. Het gereedschap wordt aangedreven met de perslucht van de machine en wordt geprogrammeerd via de Hale functie in de besturing van de Makino machine.

Snel kalibreren

Een vierde Smart Tool van Makino richt zich op het borgen van de nauwkeurige bewerking van de CNC-machine. Operators kunnen met de Rapid Calibrator in minder dan 10 minuten hun machine kalibreren in drie stappen. “Zonder kennis van het kalibreren maar met een speciaal hiervoor ontwikkelde taster en een speciaal macro voert de machine automatisch de kalibratie uit”, zo legt Ueno uit.

Gereedschapskosten verlagen

Het verlagen van gereedschapskosten is een andere strategie om de cost per part te verminderen. Makino gebruikt hiervoor Kunstmatige Intelligentie, die in feite een hoogwaardige microscoop in de werkplaats vervangt. Het is nog een concept (Automated Tool Room Concept) dat samen met Zoller wordt ontwikkeld. Op het voorinstelapparaat van Zoller zit een extra camera die een hoge resolutie opname van het gereedschap maakt. Deze wordt door de Kunstmatige Intelligentie (AI) vergeleken met de microscoopopname van het oorspronkelijke gereedschap, de situatie vóór de bewerking dus. De Kunstmatige Intelligentie is in staat om afwijkingen tussen de beide beelden te detecteren. De afwijking tussen de resultaten van het AI-systeem en de proefondervindelijk door een ervaren gereedschapinsteller gevonden waarden, bedraagt maximaal 14 µm. Meestal is de afwijking geringer. Voor de gemeten slijtage wordt automatisch in het NC-programma gecompenseerd. Om het proces te automatiseren, wil Makino een AGV inzetten om het gereedschap van de machine naar het Zoller voorinstelapparaat te brengen. Voor het opnieuw instellen van het gereedschap gebruikt men een Fanuc cobot. Deze cobot kan zowel de wisselplaat verstellen als eventueel een hele nieuwe plaatsen.