Pagina 47 van: Aandrijftechniek – nummer 3/4 – 2020
47
horlogemaker het terug op dezelfde plaats. Het werkstuk wordt
nu onder de behuizing verder getransporteerd, terwijl het vol-
gende werkstuk voor verwerking aankomt.
Minifabriek onder de behuizing
Onder de behuizing bevindt zich iets dat lijkt op een mini-
atuurversie van een assemblagelijn. Er loopt een groot aantal
transportbanden naast elkaar. Deze brengen de werkstukken heen
en weer langs een reeks wissels. Ze kunnen daarbij verschillende
paden afleggen, afhankelijk van welke stap er dan op de batch
wordt uitgevoerd.
Alle uurwerken komen echter in een laadstation (chargeur)
in het achterste deel van het station. Dit neemt ze van de trans-
portband en stuurt ze door naar een geautomatiseerd proces.
Dit kan bijvoorbeeld inhouden dat op een specifieke plaats een
microscopisch fijne druppel olie wordt aangebracht. De belang-
rijkste functie van deze eenheid is echter de kwaliteitsborging.
Geavanceerde systemen controleren hier de metingen, om zeker
te stellen dat de assemblageprocessen met de vereiste precisie
zijn uitgevoerd. Zo worden optische en akoestische meetinstru-
menten gebruikt om de frequentie en amplitude van de regel-unit
te meten of om de compleetheid van de onderdelen te controle-
ren. De meetgegevens worden automatisch geregistreerd en via
het CANopen-bussysteem overgedragen. Een kleine QR-code op
de werkstukdrager maakt het mogelijk om deze te koppelen aan
een specifiek horloge. Zo is het mogelijk om alle assemblagestap-
pen die in dit station worden uitgevoerd, voor elke afzonderlijke
beweging, volledig te documenteren.
Rustige acceleratie
Van de transportband nemen en naar een processtap
lei den – dat klinkt eenvoudig. Maar dit proces kent een aantal
technische uitdagingen. De delicate uurwerken liggen los in hun
platte dragers. Een plotselinge beweging kan ertoe leiden dat
ze eruit vallen, beschadigd raken en de processtroom verstoren.
Tegelijkertijd zijn de afstanden die hier worden afgelegd, in ver-
houding tot de kleine afmetingen, aanzienlijk. De verticale slag
van het laadstation is bijvoorbeeld meer dan 200 mm. Het werk
hiervan mag natuurlijk niet de cyclustijd van de hele machine
vertragen. Daarom is het niet voldoende als de verschillende
processen langzaam, dus veilig, worden uitgevoerd. Bovendien
moeten drie processen precies op elkaar afgestemd zijn: de trans-
portpallet met de werkstukdrager wordt op een horizontale as
naar de grijper verplaatst. Deze grijpt de drager en beweegt ver-
ticaal omhoog. Bovenaan gaat de grijper horizontaal naar het
meetstation, waar de beoogde routine wordt uitgevoerd. Voor elk
van deze bewegingen is een exact gecoördineerd profiel nodig:
langzaam starten, rustig accelereren, voorzichtig remmen en het
proces met lage snelheid beëindigen. Faulhaber ontwikkelde een
aangepaste oplossing om de drie assen aan te drijven.
Geïntegreerde encoder met Hallsensor
Het hart wordt gevormd door een borstelloze DC-servomotor
met 4-polige technologie van de 2250 BX4-serie. Een geïnte-
greerde encoder met Hallsensor stuurt een nauwkeurig posi-
tiesignaal naar de besturing en vormt daarmee de basis voor
reproduceerbare processen. De motor voor de verticale as is ook
uitgerust met een rem om de vertraging na de versnelling nauw-
keurig te regelen. In het geval van een processtoring, bijvoorbeeld
een stroomstoring, houdt de rem ook de aangegeven positie vast
en voorkomt deze dat de grijper naar beneden valt.
Kopers van
merkhorloges hebben
een diepe waardering
voor de buitengewone
verfijning van de
precisiemechanica van
hun horloges (FOTO: ROLEX/
CHRISTOPHE LAUFFENBURGER)
Een speciaal voor deze toepassing door de Zwitserse
Faulhaber-dochter MPS (Micro Precision Systems) ontwikkelde
spindel met een bijzonder steile spoed brengt de kracht van de
motor over de gehele lengte over. Het optimale materiaal voor
de moer die op de spindel heen en weer beweegt, werd bepaald
met complexe duurzaamheidstests: het zeer stabiele plastic PEEK,
dat ook als materiaal voor medische implantaten wordt gebruikt,
werd gedurende drie miljoen cycli het meest geschikt bevonden.
De profielgenerator is verantwoordelijk voor het uitvoeren van
de afzonderlijke bewegingen met behulp van software die is
geïntegreerd in de servo-aandrijving van de motoren. Voor deze
speciale toepassing hebben de experts van Faulhaber de para-
meters direct in Tramelan geoptimaliseerd.
Compacte servocontroller
De 2250 BX4 servomotor is de kleinste op de markt die in
staat is om deze complexe taak uit te voeren. Hij voldoet ook aan
de andere eisen die het montagestation aan de techniek stelt.
De motor wordt aangestuurd door een MCBL 3002 S CO, een
bijzonder compacte servocontroller voor borstelloze DC-motoren.
Dankzij het compacte design wordt er een tweede MCDC 3002 S
CO ingezet als extra CANopen-sensornode. Voor de horizontale
assen is gekozen voor de motor 2232 BX4 COD. Hier is de volle-
dige servo-elektronica met CANopen-interface al geïntegreerd in
dezelfde diameter, een unieke eigenschap van de productklasse
van 22 mm.
De gehele machine is gemaakt voor de afmetingen waar-
mee in deze branche wordt gewerkt en is passend compact en
verfijnd van ontwerp. Omdat er tot drie laders moeten worden
geïntegreerd, is de ruimte nog krapper. De grijper, die over de drie
assen beweegt, weegt echter meer dan 600 gram.
De aandrijving moet daarom topprestaties leveren in de klein-
ste volumes. Precitrame en haar eindklant zijn blij met de goede
samenwerking met de leverancier van de aandrijving: “De experts
van Faulhaber hebben met veel inzet gewerkt aan de ontwikkeling
van deze oplossing. Naast het uitstekende product kregen we ook
optimale technische ondersteuning. Zij hebben bijgedragen aan
het opmerkelijke succes van ons assemblagestation.” <
www.faulhaber.com/nl
www.precitrame.com/en/
44-45-46-47_horlogesfaulhaber.indd 47 06-05-20 13:01