Aufrufe
vor 9 Monaten

antriebstechnik 7/2015

antriebstechnik 7/2015

LINEARTECHNIK 03 Die

LINEARTECHNIK 03 Die verkleidete Spindel ist gegen eindringenden Staub und Schmutz geschützt und bewahrt auch ohne regelmäßige Reinigung ihre Leistung und Zuverlässigkeit chung von einem hundertstel oder sogar tausendstel Millimeter kann ein Problem für das Endsystem darstellen. Nachdem das Bearbeitungsverfahren die benötigte Genauigkeit liefert, werden die Spindeln mithilfe von Zapfen und Bohrung zusammengesetzt, wobei die Abweichung zwischen den beiden Gewinden auf ein absolutes Minimum beschränkt wird. Damit ist sichergestellt, dass bei der verlängerten, zusammengesetzten Spindel kein Unterschied in der Steigungsabweichung festzustellen ist. Abschließend werden die Teile mit einem Industriekleber dauerhaft verbunden, da jede thermische oder geschweißte Verbindung die Geometrie verändern und damit zu Problemen führen würde. Durch die Entwicklung einer Lösung die aus zusammenschiebbaren Abstütz blöcken und einer präzisionsge fertigten langen Spindel besteht, sind Hublängen von 10,8 m und mehr erreichbar. Die Länge der Spindel ist nur durch die Bereitschaft begrenzt, zwei Spindeln zu verbinden – wobei Präzision und Leistungsfähigkeit sicher gestellt sein müssen – sowie durch die logistischen Möglichkeiten, ein solches Produkt zu transportieren. Ein System mit einer Hublänge von 2 bis 3 m würde eine maximale Drehzahl von rund 3000/4000 min -1 erlauben. Normalerweise müsste die Drehzahl bei einem längeren System deutlich reduziert werden, um die genannten negativen Effekte auszuschließen. Thomson hat jedoch eine Lösung entwickelt, die unter Verwendung der zusätzlichen Abstützungen dieselben Drehzahlen bei Hublängen über 10 m zulässt. Damit profitiert der Anwender von der Verwindungssteifheit, einer großen Hublänge und hohen Verstellgeschwindigkeit. Verschiedene Einsatzorte von Spindelantriebssystemen Spindelantriebssysteme mit großen Hublängen werden in Industrieanwendungen verwendet, in denen eine präzise lineare Achssteuerung gefragt ist. Dazu zählen z. B. Schweißanlagen, denn hier kommt es auf eine genaue Positionierung des Schweißkopfs an. In Bereichen hochwertiger Werkstoffe wie Titan erfolgt der Schweißvorgang unter Vakuum, um eine Oxidation des Metalls zu verhindern. In solchen Anwendungen benötigen z. B. lange Rohre entsprechend lange Spindeln für die geforderte lineare Reichweite. Anwendungen wie das Verfahren von Schweißroboterarmen zwischen Stationen sind ebenfalls auf langhubige Linearbewegungen angewiesen. Wenngleich die Verstellgeschwindigkeit zur Bewegung der Roboterarme nur eine untergeordnete Rolle spielt, sind ein langer Hubweg und eine exakte Positionierung unverzichtbar. Sowohl in der Automobilindustrie als auch in anderen Marktsegmenten gibt es zudem zahlreiche Einsatzbereiche, in denen Material zwischen den einzelnen Montagestationen transportiert werden muss. Wenn Bauteile von einer Handhabungsstation zur anderen bewegt werden, müssen diese auch häufig an die exakte Position gefahren werden. Auch hier bieten Spindelantriebe eine gute Lösung. Verbesserungspotenziale vorhandener Systeme Viele Anwendungen arbeiten mit langhubigen Spindelsystemen von bis zu 5 oder 6 m, bei denen die Spindel vollständig offen liegt. Diese Systeme bergen zwei grundsätzliche Probleme. Zum einen kann das System nicht mit der gewünschten Drehzahl arbeiten und zum anderen ist der Wartungsaufwand aufwändig, da die offene Spindel Staub und Schmutz anzieht; ein vorzeitiges Versagen der Kugelmutter ist nur durch regelmäßige Reinigung zu umgehen. Zusätzliche Abstützungen der verschachtelten Lagerblöcke schaffen den Vorteil, dass die Spindel mit einer höheren Drehzahl angetrieben werden kann. Probleme in Bezug auf die Verschmutzung und Zuverlässigkeit des Systems lassen sich durch die Nutzung verkleideter, abgedichteter Systeme vermeiden: Die Spindel wird geschützt und der Wartungsaufwand deutlich gesenkt. Zudem kann in Systemen dieser Bauart der Schlitten mit Bohrungskanälen ausgestattet und mit einem Schmiernippel verbunden werden, der an den vorhandenen Bohrungen befestigt wird. Somit ist die Schmierung sowohl der kugelgeführten Lager als auch der Kugelmutter von einem zentralen Punkt aus möglich, ohne das Gehäuse öffnen zu müssen. Die meisten anderen Lineareinheiten erfordern eine separate Schmierung dieser Bauteile, während die Thomson- Konstruktion eine gleichermaßen schnelle wie umfassende Wartung sicherstellt. Da die Einheit zudem nie geöffnet werden muss, kann Staub oder Wasser praktisch nicht eindringen. Präzise Positionierung und Funktionalität Wie bei jedem Prozess geben bestimmte Einsatzanforderungen vor, welche Technologie die beste Lösung darstellt. Linearantriebssysteme mit Spindel ermöglichen es, größere Lasten zu bewältigen als nicht starre Systeme mit Polymer-Riemen. Das von Thomson entwickelte Abstützungssystem aus zusammenschiebbaren Lagerblöcken stützt die Spindel auf ihrer gesamten Länge und verhindert das Schlagen oder Durchbiegen der Spindel, während es gleichzeitig den Betrieb mit höheren Drehzahlen erlaubt, die normalerweise nur Systemen mit kürzerem Hubweg vorbehalten sind. Unterm Strich bieten langhubige Linearantriebssysteme eine präzise Positionierung mit einer sicheren Funktionalität. Bei der Verwendung eines gekapselten Gehäuses sind sie außerdem auf einen durchgängig zuverlässigen Betrieb und minimalen Wartungsaufwand optimiert – selbst in rauen Einsatzumgebungen. Foto: Aufmacher: Fotolia www.thomsonlinear.de 24 antriebstechnik 7/2015

LINEARTECHNIK Eisenloses „Kraftpaket“ Das Unternehmen Hiwin erweitert den oberen Leistungsbereich seiner Linearmotorserie LMC um die Baugröße LMCF. Die neue Variante aus der LMC-Familie erreicht Dauerkräfte bis 684 N und kurzfristige Maximalkräfte bis 2736 N; bei einer Abmessung des Motors inkl. Stator von 172 mm Höhe und 41,1 mm Breite. Aufgrund der Kombination mehrerer Statoren (Magnetbahnen) lassen sich beliebig lange Verfahrwege realisieren. Genauso können mehrere Forcer (Linearmotoren) auf einer Linearmotorachse betrieben werden, die sich entweder unabhängig voneinander oder zur Erhöhung des Vorschubs auch parallel schalten und ansteuern lassen. Das Forcer-Gewicht des Linearmotors LMCF beträgt je nach Ausführung zwischen 2,5 und 7,5 kg. Die Synchron-Linearmotoren der Baureihe LMC zeichnen sich durch hohe Beschleunigungen und eine hohe Gleichlaufgüte aus. Durch den eisenlosen Forcer und den U-förmigen Statoraufbau mit optimierter Anordnung der Permanentmagneten treten zum einen zwischen Forcer und Stator keine Rastmomente auf und zum anderen werden keine magnetischen Anziehungskräfte in das Führungssystem eingeleitet. Zudem verfügt der Forcer durch seine kompakte, eisenlose Konstruktion und Epoxid-vergossene Spulen über ein geringes Eigengewicht. Linearachsen für mehr Bewegungsfreiheit von Industrierobotern Die Achsen des Lineartechnik-Spezialisten Winkel kommen zum Einsatz, wenn sich ein Industrieroboter zur Bewältigung seiner Aufgabe linear bewegen muss, z. B. entlang einer Fertigungsstraße. Kombiniert mit einer oder zwei zusätzlichen Linearachsen lässt sich der Arbeitsraum eines Sechs-Achs- Roboters effektiv vergrößern. Die Roboter lassen sich sowohl stehend, seitlich oder hängend aufgeständert als auch auf einem Sockel oder bodengebunden montieren. Auf einer längeren Verfahrachse hat der Anwender die Möglichkeit, mehrere Roboter unabhängig voneinander zu bewegen. Die Linearachsen werden mit gehärteten Zahnstangen und Ritzeln angetrieben. Als Führungselemente werden wahlweise gehärtete Kugelumlaufführungen oder Flachführungen eingesetzt, sodass die Wiederholgenauigkeit www.hiwin.de Schwerlastachsen für Produktions- und Logistikanwendungen Bei der Übernahme der Firma Tecno Center stand für Rollon neben der Sortimentserweiterung vor allem der Ausbau des anwendungsbezogenen Know-hows für Konstruktion und Fertigung von Schwerlastachsen und -führungen zum Einsatz in Portal-, Produktions- und Logistikanwendungen im Vordergrund. Insbesondere in der Automobilindustrie, bei Logistikprozessen, in Werkzeugmaschinen und an Zuführeinrichtungen für Produktionsmaschinen kommen die neuen Produktlinien zum Einsatz: Tecline ist ein Portalsystem mit Zahnstangenantrieb für Lasten bis 2000 kg. Linearmodule mit Zahnriemen und Kugelgewindetrieb bis 2000 kg deckt die Linie Modline ab, und Sys ist ein modulares Bewegungssystem mit Führungen aus Aluminium. Mit der Mono Rail Plus bietet Rollon auch eine Erweiterung der Linear- Linie. Aufgrund ihrer im Rundbogenprofil geschliffenen Laufrillen hat diese Profilschienenführung einen Kontaktwinkel von 45 ° in X-Anordnung und kann die gleichen Lasten in allen Hauptrichtungen aufnehmen. Die Mono Rail Plus zeichnet sich durch ihre besondere Laufwagenabdichtung und -schmierung aus. www.rollon.de unter ± 0,1 Millimetern liegt. Für einen besseren Schutz sind die Achsen auch mit einer Abdeckung erhältlich, z. B. für den Einsatz in staubiger oder verschmutzter Umgebung. Für Schweiß- oder Klebebereiche bietet das Unternehmen ebenfalls gekapselte Achsen an. www.winkel.de Versteller-Serie für flexible Anwendungen bei wenig Platz In der Q-Motion-Serie von PI Micos übernehmen die 22 mm breiten und 10 mm hohen Versteller der Serie Q-522, die optional mit einem Linearencoder mit einer Auflösung von 1 nm ausgerüstet werden können, die Rolle der Linearachsen. Damit erreichen die Mikrostelltische eine Schrittweite von gerade mal 2 nm bei einer Wiederholgenauigkeit von 25 nm. Die Versteller können ohne Adapter in XY-Orientierung montiert und mit einem Winkel um eine Z-Achse ergänzt werden. Drei Stellwegvarianten mit bis zu 26 mm ermöglichen eine flexible Anwendbarkeit unter beengten Platzverhältnissen. Ohne Adapterplatte können auch die Miniaturdrehtische der Serie Q-622 montiert werden. Für Anwendungen unter Vakuumbedingungen sind die Linear- und Rotationsversteller auch in Versionen für 10 -9 hPa oder nichtmagnetisch erhältlich. Das Antriebsprinzip beruht auf einem piezomotorischen Trägheitsantrieb. Dieses ermöglicht die kompakte Abmessung, die hohe Auflösung und die hohe Geschwindigkeit von 10 mm/s, rotatorisch bis 70 °/s. Durch die Selbsthemmung im Stillstand benötigt der Piezomotor keinen Strom und erwärmt sich nicht. www.pi.de antriebstechnik 7/2015 25

Aktuelle Ausgabe