Fijnmechanische componenten en instrumenten

Fijnmechanische componenten en instrumenten

Wanneer micrometrische precisie bepalend is of hoge nauwkeurigheid van fysische metingen een rol speelt, moet het ontwerpproces extra rekening houden met het effect van allerlei vormen van spreiding in de uitvoering. Onze simulatie- en rekenmethodes spelen hierin een belangrijke rol.

 

Temperatuur-gecompenseerde snijmachine

Voor een fabrikant van geschakelde transportbanden heeft Huygens Engineers een machine ontworpen die plastic modules van uiteenlopende afmetingen met grote snelheid op maat snijdt met een nauwkeurigheid van 0.1mm. Bij kleine schommelingen in de omgevingstemperatuur kunnen de modules al tot 1.0mm in lengte uitzetten of krimpen vanwege de hoge thermische uitzetting van kunststof. De machine is in staat om automatisch opnieuw te kalibreren. Het detecteert zelf hoe lang een module is en waar het precies moet snijden. 

Er zijn verschillende sensoren ingebouwd om dit voor elkaar te krijgen. De actuatoren bijvoorbeeld die de modules vastklemmen, meten tegelijkertijd de lengte ervan. Een algoritme houdt statistisch bij wat de lengte is van een module, zodat het systeem alleen herkalibreert wanneer dat nodig is. De productiesnelheid blijft daardoor hoog. Net voor het snijden kan het systeem vaststellen of de module nog binnen een bepaalde tolerantie zit en de module herpositioneren. Dit middels een database van toleranties afhankelijk van lengtes, posities en soorten modules. De snijmessen zijn zeer dun waardoor er minder vervorming ontstaat in de te snijden producten. Ze zijn tot op 0.02mm nauwkeurig ingeklemd en zwaar voorgespannen zodat ze zo vlak mogelijk snijden.

 

Calibratiemachine voor gewichtstransponder


Om nauwkeurig het gewicht te meten van producten die zich over een transportband verplaatsen, gebruikt een opdrachtgever van Huygens Engineers een band met sensoren: kleine meetcellen met dubbele membranen waarvan de mate van vering in verband staat met het daarop geplaatste gewicht. We ontwikkelden hiervoor een machine die de uitslag van de membranen vaststelt voor een nulserie en tegelijkertijd vermoeiingstesten kan uitvoeren. Met de machine kan de opdrachtgever achterhalen wanneer men de sensoren opnieuw moet ijken en zijn de sensoren tevens simpel te kalibreren. Om tot deze machine te komen hebben we de vervorming van het membraan gesimuleerd voor een groot aantal gevallen van maatafwijkingen en belastingen en dit vergeleken met praktijkmetingen. Door met deze simulaties een FEM-model op te bouwen, konden we het gedrag van de membranen in kaart brengen. Dit zorgt ervoor dat de kalibratiemachine nauwkeurig de sensoren opmeet en de levensduur zeer precies kan valideren.

 

Magnetische rem


Een voorbelastingrol gebruikt een elektrische motor die als rem werkt om voor stabiliteit te zorgen in een systeem dat zonder belasting kan komen te zitten. In dit veel toegepaste principe is de remkracht echter afhankelijk van de draaisnelheid. Huygens Engineers ontwierp daarom een ander systeem waarmee een voorspanningsrol op een willekeurige snelheid kan draaien zonder dat de draaiweerstand verandert. Het uitgangspunt is een magnetische (Foucault-) rem, bestaande uit draaiende magneten in een stilstaande, geleidende trommel. De hiermee opgewekte Foucault-stromen genereren magnetische krachten die contactloos zijn. Hierdoor treedt er ook geen slijtage op. Middels eindige elementenmethode hebben we de invloed op het draaimoment van alle parameters van de opstelling onderzocht, zoals de magneetsterkte, geometrische variatie, draaisnelheid en temperatuur. Het ontwerp is in de praktijk getest op de gevoeligheid voor alle parameters. Met de distributiekrommen die hieruit volgden, konden we tot een nauwkeurig en simpel ontwerp komen. Uiteindelijk heeft dit geleid tot een stabiel systeem dat werkt met constante snelheden op 2000 en 5000 toeren met een afwijking van maar ±5%.

Deze website maakt gebruik van cookies om ervoor te zorgen dat u de beste ervaring op onze website krijgt