Complexe techniek in beweging brengen

ERIKS is toonaangevend op het gebied van het ontwikkelen van technische totaaloplossingen en maakt daarbij gebruik van innovatieve en hoogstaande technische expertise. In de wereld om ons heen is van alles in beweging, van apparaten en machines tot assemblagelijnen en schuifdeuren. Sander van Vliet, Mechanical Engineer binnen de afdeling Precision Motion & Control, vertelt meer over hoe ERIKS deze oplossingen ontwikkelt. Daarnaast laat hij aan de hand van een paar cases zien hoe deze afdeling samen met de klant de aandrijvingen ontwikkelt en toepast om machines en apparaten in beweging te krijgen.  

Elektrische aandrijvingen komen in vrijwel elke toepassing voor. Een stuk mechanica en software maakt deze aandrijving compleet. Het aansturen van de aandrijving is veelal een samenspel tussen elektronica, mechanica en software. Bij vrijwel alle projecten die Precision Motion & Control uitvoert, komen deze disciplines dus samen. Het engineerings deel van Precision Motion & Control bestaat daarom uit een elektronica, mechanica en softwaretak met eigen engineers. “Waar de elektronica-engineers onder andere de aansturing ontwikkelen en testen – denk hierbij aan PCB ontwerp en elektronische simulaties – zijn de mechanical engineers vooral bezig met het ontwerpen van de bewegende onderdelen zoals gearboxes, tandriemen en de behuizing”, zegt Sander. “De software engineers maken het vervolgens compleet door de juiste aansturing te programmeren.” 

Precision Motion & Control heeft een breed product- en dienstenaanbod. Van het leveren van standaard componenten, customisation tot het co-engineeren van totaaloplossingen. Waar in het eerste geval standaardproducten worden geselecteerd die het beste aansluiten bij de gevraagde specificaties, wordt bij customisation het standaardproduct aangepast aan eventuele aanvullende klantwensen. Bij het co-engineeren van maatwerk, neemt de ERIKS engineer de klant mee van A tot Z in het ontwikkeltraject; van ontwerp, iteraties en uiteindelijke implementatie van de gezamenlijk ontwikkelde oplossing. 

Techniek wordt altijd ontwikkeld op basis van klantvraag. “Bijna elke vraag naar een aandrijving is uniek”, legt Sander uit. “Soms bestaat de machine al en wil de klant hierin de huidige of een nieuwe aandrijving hebben. Het kan ook zijn dat de machine nog niet bestaat en er een aandrijvingsontwerp moet komen om later in te kunnen bouwen. Naast de aandrijving zelf kunnen er per industriële sector, branche en specifieke productieomgeving nog vele aanvullende eisen zijn waarmee rekening moet worden gehouden in het advies of ontwerp.” Om voor elke klantvraag de kans op een succesvol project zo groot mogelijk te maken voor alle betrokkenen, werkt ERIKS volgens een vast engineeringproces. 

De eerste stap in het proces is het beoordelen van de klantvraag op complexiteit en haalbaarheid. Daarnaast wordt gekeken of er binnen het engineering team genoeg capaciteit is om het project uit te kunnen voeren binnen de gewenste doorlooptijd.

Sander legt uit. “Is er een standaardoplossing of vraagt het project om maatwerk? Soms kunnen we namelijk met een standaardproduct van onze leveranciers uit de voeten. Als er bijvoorbeeld een motor met gearbox combinatie bestaat die onze A-leveranciers kunnen leveren, dan is dit voor de klant vaak het meest efficiënt. Op grond van de klanteisen doen we dan analyses en berekeningen naar de benodigde productspecificaties. Dat lijkt eenvoudig, maar hier is veel technische kennis voor nodig, onder andere voor de motorselectie: wat voor vermogen is er nodig, met welke koppelingen en aansluitingen heb ik te maken en hoe wordt het geselecteerde product toegepast bij de klant?” 

“Bij grote projecten gaan we altijd op bezoek om te zien waar de aandrijving wordt toegepast”, vervolgt Sander. “Een haalbaarheidsanalyse bepaalt vervolgens de uitvoerbaarheid van het project. Is de klantvraag te realiseren? We kijken hier als eerste naar een aantal veel voorkomende onoplosbare problemen, zoals te veel vermogen in een te kleine ruimte. Of dat er omgevingsfactoren aanwezig zijn die de uitvoering van het project moeilijk of onmogelijk maken. Denk aan de aanvullende strikte eisen in de voedingsmiddelenindustrie. Hiervoor gelden speciale materiaaleisen of ontwerpregels die onder andere bacterievorming moeten voorkomen. Dit kan de oplossing een stuk duurder maken, waar we de klant graag vroeg in het traject over willen informeren.” 

“In sommige toepassingen spelen water en stofdichtheid een belangrijke rol. Ook hier zijn oplossingen voor, maar toch zijn de mogelijkheden van standaardproducten vaak beperkt. Onze engineeringsafdeling kan, naast de aandrijving, ook extra waarde leveren door het ontwikkelen van een waterdichte behuizing. Hierdoor is de klant in één keer ontzorgd. Een laatste vraag die centraal staat is het de Total Cost of Ownership (TCO) voor de klant en hoe deze te reduceren. Met andere woorden, bieden de extra product- en ontwikkelkosten voordelen zoals een kortere inbouwtijd, een lager energiegebruik of een langere levensduur.”  

Indien het project technisch haalbaar is en volgens geldende normen en gestelde kwaliteitseisen succesvol voor de klant uitgevoerd kan worden, wordt een projectvoorstel gedaan. In het projectvoorstel werken onze engineers een eerste conceptontwerp en kostenberekening uit, om zo de klant een goed overzicht te geven. Hierbij worden enkele kritieke technische elementen conceptueel uitgewerkt en wordt er daarnaast een eerste begroting gemaakt van componenten en ontwikkelings- en assemblagekosten. Een shortlist van mogelijke leveranciers wordt samengesteld waarmee we verschillende oplossingsrichtingen voor de klant kan uitwerken.    

Na akkoord van de klant op het projectvoorstel vindt er een kick-off meeting plaats. Hierna gaat engineering aan de slag om concepten te ontwikkelen van de gewenste aandrijving.

“Het centrale element in de aandrijving blijft toch vaak het type motor dat je gaat toepassen”, zegt Sander. “Daar ontwerpen we dan de gevraagde elementen omheen. Soms zijn er verschillende oplossingsrichtingen mogelijk. In dat geval zullen we meerdere concepten uitwerken, zodat de klant keuze heeft en met behulp van ons advies de beste oplossing kan kiezen voor de betreffende toepassing. Bij het uitwerken van de concepten kunnen er verschillende motortypes worden geselecteerd. Bijvoorbeeld stappenmotoren die met lage toeren veel koppel kunnen leveren of borstelmotoren die pas bij een hoog toerental veel vermogen leveren. Bij een borstelmotor kan je er dan weer voor kiezen om een vertraging toe te passen waarbij je bij lagere snelheid dan toch weer een hoog koppel kan behalen. Dat kan in de ene toepassing beter werken dan in een andere situatie.” 

“Vervolgens worden alle benodigde componenten samengevoegd en geoptimaliseerd, waarna de daadwerkelijke ontwikkeling plaatsvindt. Er wordt tegenwoordig veel met 3D-tekeningen gewerkt, wat door de klant direct ingepast kan worden in de bestaande situatie om te beoordelen of er genoeg ruimte is en hoe het wordt aangebouwd. Met deze werkwijze voorkom je fouten, aanpassingen gaan snel en je realiseert een veel sneller en kostenefficiënter ontwikkelproces samen met de klant." 

Als de klant grotere aantallen gaat afnemen voor serieproductie, dan heb je te maken met aanzienlijke investeringskosten en zullen we eerst prototypes en een nulserie leveren om op kleinere schaal te testen. Wanneer de klant de ontwikkelde nulserie heeft goedgekeurd, kan de daadwerkelijke productie starten. 

Innovatie is de drijvende kracht achter de producten en diensten van ERIKS. Het ontwikkelen van unieke, vernieuwende en kostenbesparende producten, concepten en technieken die aansluiten op huidige of toekomstige complexe vraagstukken geeft ERIKS een onderscheidende positie binnen de industriële dienstverlening. Co-engineering vormt de basis voor elk succesvol project, waarbij we de klant vanaf het ontwerp stap voor stap meenemen tot de uiteindelijke levering van het gewenste product.  

Een internationale klant, producent van binnendeuren voor luxe jachten, had een oplossing voor een aandrijving, maar zag dat er nog verbeteringspotentieel was, dus vroegen ze ERIKS om mee te denken.

“Om de haalbaarheid van het project te toetsen, wilden we eerst weten aan welke mogelijk strenge specificaties en eisen de aandrijving moest voldoen”, licht Sander toe. “In luxe jachten worden vaak veel complexe technieken toegepast, maar de ruimte is beperkt. Het maken van een compacte aandrijving was dus erg belangrijk."

"Daarnaast mocht de aandrijving niet zelfremmend zijn. Dit komt nu juist voor bij compacte aandrijvingen, met een kleine motor die een hoge overbrengingsratio heeft. Het probleem is dan dat alleen nog de motor de deur kan aandrijven. Voor jachten ben je verplicht om in noodsituaties, waarbij de stroom mogelijk uitvalt, de deur juist met de hand nog te kunnen openen. Een laatste eis van de klant was een laag geluidsniveau tijdens de aandrijving, een must op een luxe jacht waarvoor deze systemen gemaakt worden. Met andere woorden, een complex ontwerp.” 

“Ons doel is om samen met de klant te komen tot een aantal oplossingsrichtingen, waarna in overleg het beste concept wordt gekozen voor verdere ontwikkeling. Dit concept hebben we in verschillende iteraties verder uitgewerkt. We hebben veel berekeningen gemaakt waarbij we de beste oplossing vonden die paste binnen de maat van de toepassing, het zelfremmende karakter eruit haalde en het gewenste vermogen kon leveren. Materiaalkeuze bleek hierin een belangrijke factor. Over het algemeen wordt er metaal gebruikt voor de tandwielen, maar omdat die materialen tijdens bedrijf vrij veel geluid genereren, moesten we zoeken naar een alternatief. Hier hebben we in overleg met onze experts van de business unit kunststoffen een materiaal gevonden met bijna dezelfde sterkte, maar een aanzienlijk lager geluidsniveau. De uiteindelijke totaaloplossing is dus echt uniek in de markt en daar zijn we best trots op!” 

Veel klanten van ERIKS passen onze aandrijvingen toe in zogenaamde ‘harsh enviroments’, waar de omgevingsfactoren veel invloed hebben op de werking en levensduur van het product. Dit komt onder andere voor bij de maritieme, agrarische, brandwerende en de voedselverwerkende industrie. “In een stalomgeving komt bijvoorbeeld vaak mest voor, wat een bijtende werking heeft. Je wilt dus voorkomen dat dit in de aandrijving komt waar het de tandwielen, motor of elektronica zou kunnen aantasten”, legt Sander uit. “Maar het kan ook juist zijn dat schoonmaken het probleem is. We hebben hiervoor specifiek een oplossing ontwikkeld met meerdere afdichtingen, die er samen voor zorgen dat de aandrijving waterdicht is en met een hogedrukspuit gereinigd kan worden.” 

“Het ontwerpen van een goede behuizing en afdichting is complex. De juiste vorm en het materiaal zijn cruciaal voor het goed functioneren hiervan. Die kennis heeft ERIKS allemaal in huis, waarbij we graag deze kennis delen met de klant om tot de meest optimale oplossing te komen.”

De juiste aandrijving voor een specifieke toepassing kan flink wat uitdagingen opleveren. “Het vertalen van de klantwens en eisen naar een uiteindelijk product is lastig”, zegt Sander. “Zeker wanneer ogenschijnlijk simpele eisen complexe techniek noodzakelijk maken. Het is dan zaak samen met de klant goed in kaart te krijgen welke eisen kritisch zijn en welke mogelijk minder belangrijk. Goed klantcontact bepaalt dan voor een belangrijk deel de uitkomst. Regelmatig met elkaar aan tafel over de voortgang en eventuele bijsturing is een must. Co-engineering krijgt bij ons optimaal vorm door de klant mee te nemen in het hele traject en aan te laten sluiten in periodieke meetings waarin ze bijgepraat worden door ons engineering team.” 

“De toegevoegde waarde van ERIKS zit ‘m wat mij betreft echt in onze brede kennis van materialen, technieken en toepassingen waarvoor deze geschikt zijn. Het zelf kunnen ontwikkelen, testen maar ook in-house produceren, maakt van ons een toonaangevende producent van alle soorten aandrijvingsoplossingen. Door deze unieke combinatie zijn we in staat om onze klanten optimaal in het ontwikkelingstraject te betrekken. Zo lukt het ons altijd om samen met hen complexe techniek in beweging te krijgen en succesvol toe te passen!”