Calmon Stegmotorteknik AB
FEM, optisk givare och detalj av kretskort

Fler ut­man­ing­ar vi löst

Genom åren har vi tagit oss an och löst många ut­man­ing­ar. Hög­prest­er­ande steg­motor­styr­ning­ar och andra mo­tor­styr­ning­ar. Kraft­elekt­ro­nik, el­säker­het och EMC. In­dust­ri­ell elekt­ro­nik ofta med sen­sor­sy­stem. Vi hjäl­per dig.

Läs mer

Om ABU Garcia

Detalj av fiskerulle, evighetsskruvar och ABU:s logga

ABU Garcia är välkända för sina sport­fiske­produkter som säljs över hela värden. Företaget startade 1920 som A/B Urfabriken. I början tillverkades fickur men snart lanserades spinn­rullen som skulle göra företaget känt över hela världen. Det finmekaniska arvet från urtillverkningen lever vidare i dagens fiskerullar. Kugghjul och andra detaljer måste ha hög precision för att den rätta känslan av jämn och mjuk gång ska infinna sig.

En av de kritiska detaljerna är ”evighets­skruven”, den skapar en fram- och återgående rörelse som fördelar linan jämt över spolen. En jämn linläggning krävs för att undvika trassel.

1996 hade ABU 3 st helmekaniska maskiner som genom ett system av komplicerade växlar, kurvor och länkarmar styrde ett svarvstål som svarvade evighetsskruvens spår. Maskinen hade lång ställtid och om den inte justerades exakt blev kvaliteten på evighetsskruvarna dålig. ABU ville korta ställtiderna och förbättra kvaliteten. Calmon blev tillfrågade att göra motorstyrningarna.

Läs mer om ABU Garcia och deras produkter på www.abugarcia.se

Utmaningen

Skruvarna tillverkas genom svarvning, ett ner till 0,5 mm brett svarstål ska forma spåret genom en i längdriktningen fram- och återgående rörelse. Varv efter varv ska spåret följa samma slinga. Eftersom spåret är lika smalt som stålet måste stålet vridas under rörelsen, dess vinkel måste alltid stämma överens med spårets stigning.

Svarvning av evighetsskruvarna skulle vara snabb, det var nödvändigt att optimera både mekaniken, motorstyrningarna och motorerna. En skruv med 8 gängvarv i vardera riktningen kräver att spindeln roterar 16 varv för varje skär som tas i spåret. Spindeln skulle behöva rotera 1400 rpm. På 30 ms måste längdmatningen byta riktning och svarvstålets vinkel ändras. Allt i exakt synkronism med spindelmotor och exakt lika varje gång stålet tar ett nytt skär i spåret.

Lösningen

Motorn för ländmatningen var den största utmaningen. En precisionskulskruv med 2 mm stigning kopplades till en Portescap diskstegmotor. Skruven driver den 1,2 kg tunga vagnen som stål och stålvridning sitter på. Motorn modifierades så skärvätskan kunde kyla den. Genom rörelseanalys optimerades motorstyrningen. I vändningarna ändras motorns hastighet från 3 300 rpm till -3 300 rpm på 30 ms. Under hela svarvningen måste motorn följa sin teoretiska bana. Inga resonanser eller svängningar tillåts för att spårets fel inte ska överskrida 0,005 mm. Ytterligare två utmaningar behövde lösas. En stor DC-motor användes till spindeldrivnigen. Motorns rörelse måste vara exakt synkroniserad till stegmotorerna. Skillnader i kristallfrekvenser mellan de olika CPU:er som skötte svarvens 4 axlar måste hanteras. En gemensam referensklocka för samtliga CPU:ers timrar skapades. DC-motorns kodskiva faslåstes mot referensklockan, fasfelen styrde DC-motorns moment. Alla motorer kunde synkroniseras med noggrannhet på tiondels mikrosekunder, en prestation på den tiden.

Resultatet

Nu över 20 år efter leverans svarvars fortfarande evighetsskruvar, skruvarnas kvalitet är fortfarande lika hög som när svarvarna levererades. Miljontals skruvar har svarvats och motorerna har roterat många miljarder varv. Den 10-åriga livslängd som maskinerna konstruerades för har överträffats med det dubbla. Svarvarna för evighetsskruvar verkar kunna arbeta för evigt, de gör i dubbel bemärkelse skäl för namnet ”evighetssvarvar”.

Vad tycker ABU

”Den bara går och går det är en makalös manick.”
Uffe Karlsson, maskinoperatör