FAMOS staat voor Flexibel Automatisierte MOntage Systeme. Dit project maakt deel uit van EUREKA, het Europese samenwerkingsproject dat de betrokken landen een ‘stabiele uitgangspositie’ moet verschaffen op technologisch, economisch en sociaal gebied. Het doel van FAMOS is het verhogen van de automatiseringsgraad van montagewerk in de Europese industrie. Er nemen 17 Europese landen aan deel.
Printboards zijn platen gelamineerde kunststof, waarop componenten als chips en condensatoren worden gesoldeerd. Die onderdelen worden met elkaar en met de ‘buitenwereld’ verbonden met behulp van koperen stripjes, die in het board-materiaal zijn gee”tst. Circa 90 procent van dat werk is heden ten dage te automatiseren met behulp van zogenoemde ‘bestukkings’- ofwel monteerautomaten.

Te groot

Dat is te danken aan het feit, dat de componenten van de meeste leveranciers zijn voorzien van standaard-connectoren. Dat zijn pennetjes, waarmee de onderdelen op de boards worden gesoldeerd. Toch is het bestukken van printboards goed voor gemiddeld 20 tot 40 procent van de produktiekosten van het apparaat, waar zo’n board in wordt verwerkt.
De resterende 10 procent van het bestukwerk kun je jammer genoeg niet uitbesteden aan een bestukkingsautomaat. Dat komt doordat de connectoren van sommige onderdelen niet zijn gestandaardiseerd. Of doordat de onderdelen eenvoudigweg te groot zijn voor de invoer-hulpmiddelen en de grijpers van zo’n monteermachine. Dat laatste doet zich bij voorbeeld voor bij spoelen en zekeringen. Bovendien ontstaan er problemen met het herkennen van de aangeleverde componenten.
Die afwijkende componenten moeten dus met de hand op de boards worden gemonteerd. En vervolgens moet een werknemer controleren of dat goed is gebeurd. Een en ander drijft de assemblagekosten met maar liefst 20 procent op. Bovendien maken mensen nu eenmaal meer fouten dan machines. Onder leiding van AFAG in het Zwitserse Aarberg is daarom bijna vier jaar lang gewerkt aan een gerobotiseerde bestukkings-installatie, die ook niet-gestandaardiseerde componenten kan verwerken.

Multi-tasking

“Er zijn twee nieuwe ontwikkelingen in die machine verwerkt” , vertelt projectleider Claudio Garbani van AFAG. “Ten eerste hebben we een multi-tasking (meer taken tegelijk uitvoerend, red.) computerprogramma ontworpen voor het besturen van de machine. Die software draait op een gewone pc onder het besturingssysteem MS-DOS.” Je kunt er rechtstreeks gegevens van een Computer Aided Design- ofwel computermatig ontwerpprogramma in stoppen. Aan de hand van die gegevens ‘weet’ de automaat hoe hij de boards moet bestukken.
“Ten tweede hebben we de grijpers en de aanvoer-apparatuur voor de componenten geminiaturiseerd” , vervolgt de projectleider. De grijpertjes meten bij voorbeeld vijf bij dertig millimeter; ze zijn ongeveer even groot als een vingerhoed. Dat maakt het mogelijk om componenten automatisch op heel kleine ruimtes te monteren. Zodoende kunnen we ook boards ontwikkelen voor relatief kleine apparaten als elektrische scheerapparaten.”
De machine kan met twee hulpmiddelen nagaan welke componenten ze voor haar robot-neus krijgt. Als de componenten niet al te veel op elkaar lijken, kan ze volstaan met sensoren. Oftewel: elektronische tastzin voor machines. Lijken de onderdelen wel op elkaar, dan wordt gewerkt met een vision-systeem (elektronisch gezichtsvermogen).
De installatie haalt een snelheid van 2,1 seconde per montage-handeling. Ter vergelijking: een mens doet er circa 5,2 seconden over. In dubbele uitvoering wordt de montagetijd nog verder verkort tot 1,2 a` 1,3 seconden. Terwijl de ene robot-arm bezig is met monteren, haalt zijn collega alvast een nieuw onderdeel van de band.

Produktiekosten

Eind dit jaar moet de machine, die nog niet helemaal perfect is, op de markt worden gebracht. In de fabriek van consumentenelektronica- fabrikant Braun in het Duitse Walldu”rn draait al enige tijd een proef- installatie, die 20.000 boards per dag vervaardigt. Ze is goed voor een kostenbesparing van 80 Pfennig per board.
“Natuurlijk kunnen we ook met zo’n machine qua produktiekosten niet op tegen de board-fabrikanten in het Verre Oosten” , geeft Garbani toe. “Maar wij opereren op andere markten. In het Verre Oosten is men niet gei”nteresseerd in een grote mate van flexibiliteit, maar in het snel kunnen produceren van grote aantallen. Wij willen snel kunnen inspelen op veranderingen op de markt. Daarom is onze machine geschikt voor seriegrootte e’e’n.”
Hij verwacht dat de automaat vooral in West-Europa aftrek zal vinden, omdat daar de loonkosten erg hoog zijn. Als de installatie twee werknemers in tweeploegendienst kan vervangen, bedraagt de terugverdientijd twee en een half jaar. En dat is voor een dergelijke machine niet te lang.
(Dit artikel is het derde deel van een korte serie over het FAMOS- project. Het eerste deel verscheen in Nieuwsblad transport van 29 juni, het tweede in NTWeekend van 27 juli.)

AMER

De bestukkings-installatie van het CIRCUIT-project. Rechts de band waarop de componenten worden aangevoerd. Links vindt het eigenlijke bestukken plaats.

De ontwerper van de ZIS 15-85 heeft zich laten inspireren door de slurf van een olifant. Resultaat: een zeer wendbare en snelle machine. KADER: Baby-olifantje onder de robots Toen dr.ing. Jo”rg Mu”glitz nog op de Technische Universiteit van het Duitse Cremnitz zat, kreeg hij bij het zien van een olifanten-slurf een fantastisch idee. Zou je het principe van zo’n super-beweeglijke slurf niet kunnen verwerken in een robot? Nu, jaren later, kan hij die vraag bevestigend beantwoorden. Aanvankelijk op de Technische Universiteit en nadien in zijn bedrijf ZIS in Halle knutselde hij net zo lang aan zijn idee tot er een bruikbare ‘slurf-robot’ op tafel stond, de compacte ZIS 15-85. De curieuze machine is pas een paar maanden op de markt. Ze bestaat uit drie hoofd-elementen, die ten opzichte van elkaar kunnen bewegen. Aan het onderste element zit een mechanisme, waaraan je werktuigen kunt bevestigen. Dat deel kan rond zijn as draaien en het werktuig in horizontale en verticale richting bewegen. De herhalingsnauwkeurigheid bedraagt plus of min 0,5 mm. Het geheel wordt aangedreven door drie stappenmotoren en is niet alleen heel wendbaar, maar ook buitengewoon snel. Dat komt deels door het lage gewicht (5 kilo) van de robot. De constructie ziet er op het eerste gezicht degelijk uit. Zo heeft de bouwer er voor gezorgd, dat er geen kabels door de machine heen lopen. Daardoor verklein je de kans op storingen. Volgens Mu”glitz is de robot zeer geschikt voor taken als lassen, monteren en inspecteren van werkstukken, meten, schoonmaken en het geven van oppervlaktebehandelingen.