15 Gen Neue Strategien für die Uhrenindustrie

Anlässlich der Baselworld wird Willemin-Macodel die Maschine 701S präsentieren, die bereits für viel Aufregung sorgte, nachdem sie bei der letzten EMO in Hannover als erhebliche Innovation ausgestellt wurde. Diese kleine, für die Uhrenindustrie bestimmte Bearbeitungslösung ist eine mit einer Parallelkinematik und Delta-Architektur ausgestattete Maschine.

Das in Basel präsentierte Ausstellungsmodell verfügt über die zur Herstellung von Uhrenteilen, insbesondere Platinen, Brücken, Zifferblättern und Indexen, erforderlichen Merkmale. Sie ist mit einer einzigartigen Wendevorrichtung ausgestattet, um die vollständige Bearbeitung der Platine auf beiden Seiten und am Rand zu gewährleisten, und verfügt darüber hinaus über ein Palettier- und Robotisiersystem. Die Parallelkinematik, die äußerst geringe bewegliche Masse und die sehr hoheSteifigkeit werden optimal kombiniert, um eine hervorragende Qualität und Interpolationsgenauigkeit sicherzustellen, wobei der Werkstückdurchmesser wenige Hundertstel betragen kann und in keiner Weise begrenzt ist. Die Bearbeitungsstrategie durch Interpolation und die entsprechenden Makros ermöglichen darüber hinaus Vorführungen von spezifischen Bearbeitungen der Uhrenindustrie wie Verzierungen, Gravuren, Diamant-Abrichten oder auch Abschleifen. Die 701S ist optimal für die Rückgewinnung von Edelmetallen oder schwierige Bearbeitungsvorgänge ausgestattet und somit eine für die Uhrenindustrie hervorragend geeignete Maschine.

Infolge einer langjährigen Erfahrung mit beidseitiger Bearbeitung entwickelte Willemin-Macodel dieses Wendesystem mit 3 Positionen für die 701S.

Umgekehrte Bearbeitung

2013 schrieben wir Folgendes: „Die Idee, eine Bearbeitungsmaschine mit Parallelkinematik anstatt der klassischen seriellen Struktur auszustatten, ist keineswegs neu, aber noch nie war sie so gut ausgereift. Nach mehreren Jahren Entwicklungsarbeit auf Grundlage eines an der EPFL erarbeiteten Konzeptes entwickelte Willemin-Macodel eine äusserst innovative Delta-Mikrobearbeitungsmaschine mit einer Präzision im Submikrometerbereich.“ Die Bearbeitungsspindel ist auf einem festen Rahmen montiert, der sich über dem Dreiachsen-Tisch befindet und von einem Delta-Roboter angetrieben wird. Dadurch sind die geladenen Massen sehr gering, wodurch eine sehr große Dynamik mit einer hohen Steifheit entsteht. Herr Patrick Haegeli, Mitglied der Generaldirektion, teilte uns mit: „Unabhängig davon ob die Maschine gerade Linien oder Kurven ausführt – alle Bewegungen sind interpoliert und werden von drei Armen ausgeführt, die Werkzeuge arbeiten stets mit der optimalen Geschwindigkeit, es gibt weder Verlangsamungen noch ruckartige Bewegungen, Bearbeitungsqualität und Lebensdauer der Werkzeuge sind somit sehr hoch und die auf dem Markt erzielten Ergebnisse bestätigen dies ganz eindeutig“.

Kombinierte Vorteile…

Wenn man einen Vergleich zwischen den marktüblichen Technologien zur Herstellung von Uhrenteilen anstellt, so kann man zwei Kategorien erstellen: Einspindeldrehautomaten sind präzise und flexibel aber weniger produktiv, während Transfermaschinen sehr kurze Zykluszeiten erreichen, aber komplex in der Bedienung sind und Fachkompetenzen erfordern. Mit der 701S bietet Willemin-Macodel eine Lösung, die die Vorteile dieser beiden Technologien optimal verbindet.

… gegenüber dem Einspindeldrehautomaten

Bei der stückweisen Bearbeitung bietet sie höhere Leistungen als Einspindeldrehautomaten (bei Mikrogussformen werden die Bearbeitungszeiten laut Kundenaussagen durch acht dividiert. Bei typischen Uhrteilen arbeitet die 701S anderthalb- oder zweimal schneller, aber die Zeiteinsparungen können auch erheblicher sein, wie zum Beispiel bei der Ausführung von Indexen – einer der ersten Kunden erzählte von einer zehnmal geringeren Bearbeitungsdauer). Herr Zaugg, der Leiter der Anwendungsabteilung, fügte hinzu: „Zur Ausführung einer typischen Platine benötigt ein normales Bearbeitungszentrum zwischen 50 und 70 Werkzeuge, während bei der 701S dank Interpolationsstrategie nur 12 mobilisiert werden. Dadurch werden hohe Einsparungen bei den Werkzeugen erzielt.“ Das kompakte Magazin mit 36 Werkzeugen ermöglicht somit, jedes Werkzeug zu verdreifachen. Da die 701S mit einem Kamera-Analysesystem (das mit Rotationsgeschwindigkeit zur Gewährleistung einer maximalen Präsision arbeitet) ausgestattet und mit einer leistungsstarken Reinigungsvorrichtung gekoppelt ist, können Messung, Rundlaufkontrolle, Analyse der Kante sowie Werkzeugabnutzung vor jeder Bearbeitung gewährleistet werden. „Mit Werkzeugdurchmessern von zum Beispiel 0,05 mm sind mikrongenaue Schwankungen zwischen Stillstandposition und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 80’000 U/min möglich, daher messen wir stets anhand der Bearbeitungsgeschwindigkeiten“, fügte Herr Haegeli hinzu.

… und im Vergleich zu einer Transfermaschine

Das in Basel vorgestellte Modell 701S wird mit einer automatisierten Roboterzelle ausgestattet sein, mit der Beladung, Entladung, Kontrolle und Reinigung sichergestellt werden (weitere Optionen sind möglich). Sobald dieses System mit mehreren 701S-Maschinen verbunden ist, kann es den Wettbewerb mit Transfermaschinen leicht aufnehmen. Willemin-Macodel bietet eine äußerst präzise Lösung an, die keine Anlaufzeit benötigt und zudem eine sehr hohe Betriebsgarantie bietet. Herr Zaugg führte dazu aus: „Wenn es mit einer Transfermaschine ein Problem gibt, steht die Produktion still. Wird eine 701S-Maschine einer Produktionszelle gewartet, ist der Arbeitstakt verlangsamt, aber die Produktion jedes einzelnen Teiles ist dennoch sichergestellt. Dank dem eingebauten Palettierer mit 18 Positionen kann jede Maschine einzeln eingesetzt werden. Die Flexibilität der Bearbeitungszelle ermöglicht darüber hinaus, eine Maschine autonom einzusetzen, zum Beispiel um Prototypen auszuführen, während die anderen weiterhin an einer Serienproduktion arbeiten. Umgekehrt können während der Produktion Wartungsarbeiten am Roboter durchgeführt werden, ohne dass die einzelnen Bearbeitungszyklen dadurch unterbrochen werden.“

Das Streben nach einer Inbetriebnahme ohne Anlaufzeit

Die Utopien, die mit Aufkommen der CNC-Maschinen einhergingen, sind nun Wirklichkeit geworden. Dank der integrierten Technologie, der Werkzeuganalyse in Echtzeit, der Vorrichtung für einen raschen Magazinwechsel und der außerordentlichen thermischen Stabilität können mit der 701S Serienproduktionen ohne besondere fachliche Kompetenzen und ohne Anlaufzeit ausgeführt werden. Es genügt, das CNC-Programm zu laden, das Werkzeugmagazin anzubringen und die Produktion zu starten. Bereits das erste Werkstück entspricht den Anforderungen der Uhrenindustrie.

Mit einem äußerst geringen Platzbedarf (ein Quadratmeter), der Leistungsaufnahme eines Haarföns und Bearbeitungskapazitäten
im Submikrometerbereich hat die 701S beste Chancen, die Welt der
Mikrobearbeitung dauerhaft zu verändern.

Einfach, zuverlässig und kompakt

Die Fachleute der Uhrenindustrie, die vollständige Uhrenbausätze ausführen möchten (zum Beispiel Platine und Brücken), verfügen über ein sehr flexibles Produktionswerkzeug, mit dem sie die Fertigung dynamisch mit einer 701S-Maschinenzelle verwalten können. Sowohl die Programmierung der Maschine als auch der Roboterzelle wurden maximal vereinfacht, insbesondere mit Hilfe einer maßgeschneiderten Schnittstelle. Die Maschine ist mit einem umfassenden Spanauffang-System, das eine ständige Reinigung des Bearbeitungsbereiches sicherstellt, und einem eingebauten Filtersystem ausgestattet. Außerdem sind alle Peripheriegeräte in die Maschine eingebaut, wodurch der Platzbedarf nur 1m2 beträgt. Der Geschäftsleiter führte weiter aus: „Unsere Kunden sind nicht nur von der Leistung der 701S, sondern auch von ihrer einfachen Bedienung angenehm überrascht. Ein Bediener schafft es, nach weniger als einem Tag damit umzugehen.“ Dem fügte er hinzu: „Ein weiterer von den Benutzern hervorgehobener Vorteil ist die schnell erlangte Stabilität der Maschine. Nach dem Wochenende wird die Maschine Montag Früh wieder eingeschaltet, bereits das erste gefertigte Werkstück ist tadellos, ohne dass ein Vorwärmen oder eine zusätzliche Einstellung notwendig ist.

Spezifische Produktionszyklen

Eines der gewichtigsten Verkaufsargumente des Unternehmens ist der zusätzlich zu den Produkten angebotene Kundenservice. Mit der 701S hat diese Unternehmensphilosophie noch mehr Gewicht. Das Unternehmen arbeitet eng mit Werkzeugherstellern zusammen, um Werkzeuge zur bestmöglichen Nutzung der Maschine entwickeln zu können, sowie mit Herstellern von CAM-Lösungen. Herr Zaugg erklärte dazu: „Wir haben bereits große technologische Sprünge gemacht und sind ganz klar noch nicht bei den Grenzen der Maschine angelangt – mit Hilfe der Kunden und Geschäftspartner bemühen wir uns, die globalen Bearbeitungsleistungen ständig zu verbessern.“ Dazu pflegen die Fachleute des in Delémont angesiedelten Unternehmens regelmäßig Kundenkontakt. Was die Uhrenindustrie betrifft, wurden bereits spezifische Produktionszyklen entwickelt, insbesondere zur Fertigung von Drehzapfen oder Gewinden, aber auch zur Ausführung von charakteristischen Oberflächengüten wie Drehen durch Hobeln.

Die Grenzen der Technologie

Angesichts der Präzisionen, die denen von Messtechnikmaschinen nahekommen, ist größte Vorsicht beim Messen der Werkstücke und bei der Analyse der Fähigkeiten geboten. Es ist sehr schwer festzustellen, ob ein Fehler von der Messung oder der Bearbeitung verursacht wurde. Diesbezüglich meinte Herr Zaugg : „Im Zuge der verschiedenen Tests stellten wir fest, dass eine unzureichend effiziente Entfettungsflüssigkeit genügt, um Toleranzüberschreitungen hervorzurufen.“ Das Unternehmen Willemin-Macodel hat sich entsprechend ausgerüstet, um die von den Kunden geforderten zwingenden Abmessungen bestmöglich einzuhalten und bietet eine höchst präzise Prüfgarantie.

Die größte Herausforderung?

„Wir sind noch immer tagtäglich von den Leistungen der Maschine beeindruckt, und die von den Kunden berichteten Ergebnisse beweisen, dass das Konzept massive Verbesserungen hinsichtlich Qualität und Zyklusdauer zulässt. Die 701S zwingt uns, alle seit Jahrzehnten beherrschten Bearbeitungscodes zu überdenken und neue Standards hervorzubringen.

Diese innovierenden Strategien bringen neuePerspektiven hinsichtlich schöpferischer Kraft und Uhrendesign mit sich“ meinter Julien Zaugg abschließend.

Möchten Sie Uhrenteile ganz anders und höchst effizient produzieren? Die Fachleute des Unternehmens freuen sich, anlässlich der Uhrenfachmessen in der Schweiz interessierte Kunden kennenzulernen.

Anlässlich der Baselworld vom 19. bis 26. März 2015 werden die Besucher auch Gelegenheit haben, andere Uhrenlösungen von Willemin-Macodel auf dem Stand F22 in der Halle 4U kennenzulernen.

EUROTEC

Willemin-Macodel SA
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