Kabelrupss voor een XXL 3D waterstraalsnijmachine

Ridder staat bekend als specialist in waterstraalsnijden: Waterstralen leveren een bijna onvoorstelbare druk (3.800 bar) om metalen en kunststoffen te scheiden. De voordelen van het "koud" proces zijn dat er geen schadelijke emissies ontstaan tijdens het snijden en dat het snijoppervlak een perfecte afwerking krijgt, zelfs zonder nabewerking. En er is geen vervorming tijdens het snijden.
Ridder ontwikkelde oorspronkelijk systemen met een snijtafel voor 2D bewerkingen. Later kwamen daar de 3D lineaire robotsystemen uit de Waricut-serie bij die op verticale assen bewogen. Maar dit is de grootste machine die Ridder tot nu toe in gebruik heeft genomen:
De Anssems Groep, gevestigd in Nederland, heeft een vijfassige waterstraalsnijmachine besteld met een snijvolume van 32.050 x 5.050 x 1.900mm (X/Y/Z as) voor de productie van paardentrailers. Twee bruggen, elk met een 3D-snijkop, bewegen op lineaire robotassen van 32 meter. De machine is verdeeld in vier cabines zodat de twee snijkoppen elk een onderdeel kunnen bewerken terwijl de andere twee cabines worden gewisseld. Dit zorgt voor een continu gebruik van het systeem. Elke snijkop kan naar alle vier de cabines bewegen, wat een hoge flexibiliteit en beschikbaarheid garandeert.
De taak van de waterstraalsnijmachine in de productie zal bestaan uit het bewerken van de glasvezelversterkte kunststof bovenbouw die in de vorige werkstappen is gelamineerd en gevormd en het maken van deuropeningen in bijvoorbeeld de paardentrailer. Het systeem bereikt een zeer hoge precisie. Terwijl de systemen gewoonlijk werken met een nauwkeurigheid van ≤ ± 20 µm per meter, heeft dit systeem door de lange trajecten een nauwkeurigheid van 50 µm. De ontwerpingenieurs van Ridder moesten het probleem oplossen om de snijkoppen te voorzien van energie, signalen, perslucht en (natuurlijk) water. Er moest ook rekening worden gehouden met de hoge maximale verplaatsingssnelheden van de lineaire as (20 m/min). Maar het grootste probleem was de lange verplaatsing. Gezien deze lengtes is de kans groot dat de bovenste loop van de ketting simpelweg op de onderste loop rust (het principe van de glijdende energieketting). Dit systeem kon dus niet glijden om twee redenen: De zware vulling en de lange reisafstand zouden te veel wrijving hebben gegenereerd. En de hogedrukleiding voor de watertoevoer vereist een grotere bochtradius, dus het principe van "ketting op ketting" was uitgesloten.

De ontwerpers kozen voor een oplossing die zich al heeft bewezen in andere Ridder systemen: Een polymeer energieketting uit de E4.1 serie. De energieketting is 100 mm breed en 56 mm hoog. Naast de hogedrukkabel met een diameter van 1/4 inch bevat hij ook de speciale chainflex energiekabels voor de 3D-snijkop, die geschikt zijn voor continue beweging, en de CAN-bus kabels voor communicatie. Een centrale dwarsbalk zorgt voor een betrouwbare scheiding tussen de hogedrukkabel en de elektrische kabel. Om de twee kettingen met een traject van 32 meter zo kort mogelijk te houden, vindt de invoer plaats in het midden van het traject.
Er moest echter ook een oplossing worden gevonden voor het probleem van het losraken van de ketting. Als spanen zich kunnen ophopen aan de bovenzijde van de onderloop, moet het principe van de glijdende ketting worden verlaten omdat de spanen de over elkaar glijdende kettingdelen kunnen beschadigen. Voor deze gevallen is het zogenaamde guidelok-systeem voor energiekettingen ontwikkeld, waarmee de bovenloop onafhankelijk kan worden geleid. Het bestaat uit paarsgewijs geplaatste draagelementen waarin draaibare rolhouders zijn gemonteerd. Wanneer de ketting langs de meenemers wordt geleid, draaien de rolhouders naar binnen en weer naar buiten om de ketting te geleiden. De bovenloop rust dus op de rolhouder en behoudt de afstand tot de onderloop. Dit principe heeft ook het voordeel dat de buigradius van de ketting vrij kan worden bepaald: Deze wordt eenvoudigweg bepaald door de hoogte waarop de rolhouders zijn bevestigd.
Op deze manier kan met zeer eenvoudige middelen en weinig onderdelen een zeer sterke geleiding van de bovenloop worden gegarandeerd en kan de vrijdragende lengte van de energieketting aanzienlijk worden vergroot. Aangezien de ketting in het guidelok systeem wordt geleid door rollen, is er zeer weinig trek-/duwkracht nodig om de ketting te bewegen, wat zorgt voor een energiezuinige, soepele loop van de ketting.
De testresultaten hebben nu ook de prestaties van het systeem bevestigd. Wanneer het systeem in gebruik wordt genomen, worden meerdere opspansystemen met opleggeropbouwen nauwkeurig gepositioneerd in een cabine en maakt een 3D CAD/CAM-programma de volautomatische bewerking van de glasvezelversterkte kunststofopbouwen mogelijk. De beweegbare snijkop, die ± 95° kan draaien en ± 540° kan roteren, maakt het mogelijk om zelfs op moeilijk bereikbare plaatsen te snijden. En terwijl het systeem in twee cabines zijn programma afwerkt, kunnen de andere twee al worden geladen met nieuwe componenten.