Automatische Übersetzung anzeigen
Dies ist eine automatisch generierte Übersetzung. Wenn Sie auf den englischen Originaltext zugreifen möchten, klicken Sie hier
#Produkttrends
{{{sourceTextContent.title}}}
Fünf Schlüsselfaktoren für die Auswahl von Präzisions-Linearmodulen
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Das Verständnis von Konstruktions- und Leistungsmerkmalen kann Maschinen- und Systemkonstrukteuren helfen, die besten Produkte auszuwählen, um die Anforderungen der Maschinen, die sie bauen, zu erfüllen.
{{{sourceTextContent.description}}}
Einbaufertige Linearmodule werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, um Materialien, Produkte und Produktionswerkzeuge in einer Vielzahl von Maschinen zu bewegen.
Maschinenkonstrukteure haben bei der Auswahl von Linearmodulen mehrere Optionen zur Auswahl, die auf spezifischen Produktions- und Leistungsanforderungen basieren. Es gibt jedoch einige Branchen und Systemanwendungen, bei denen eine präzise und genaue Bewegung die wichtigste Anforderung ist.
Insbesondere Anwendungen wie die Halbleiterfertigung, Werkzeugmaschinen zum Laserschneiden, die Elektronikmontage und Laborautomatisierungssysteme erfordern Präzisions-Linearmodule, die mit extrem hoher Endpunktgenauigkeit und gleichmäßigem Verfahrweg mit minimalen Vibrationen während des gesamten Bewegungszyklus arbeiten müssen.
Das Verständnis einiger wichtiger Konstruktions- und Leistungsmerkmale, die Präzisions-Linearmodule auszeichnen, kann Maschinen- und Systemkonstrukteuren helfen, die besten Produkte auszuwählen, um die Anforderungen der Maschinen, die sie bauen, zu erfüllen.
Der Bedarf an präziser Bewegung
Ultrapräzise und feinfühlige Bewegungen für das Laserschneiden, automatische Probenentnahmesysteme in medizinischen Testgeräten oder das Bewegen von Halbleiterwafern durch ein Fertigungswerkzeug erfordern eine extrem stabile, nahezu vibrationsfreie Bewegung während des Verfahrwegs. Das Erreichen des angestrebten Endpunkts mit höchster Genauigkeit ist das primäre Ziel.
Eine stabile Bewegung ist oft entscheidend, um extrem zerbrechliche Materialien vor Schäden oder Beeinträchtigungen durch lineare Bewegungen zu schützen. Halbleiterwafer sind ein perfektes Beispiel: Sie sind extrem empfindlich, und ein fertiger Wafer kann Chips enthalten, die je nach Größe Millionen von Dollar wert sein können.
Jeder Wafer muss durch Hunderte von Prozessschritten transportiert werden, und jedes Mal, wenn er von einem Schritt zum nächsten bewegt wird, besteht die Gefahr, dass die Vibrationen im Linearmodul den Wafer während des Prozesses beschädigen und seinen endgültigen Wert mindern. Je weniger Vibrationen, desto geringer ist das Risiko.
Die Endpunktgenauigkeit ist für die Produktivität ebenfalls entscheidend. Wenn sich ein Tray mit elektronischen Bauteilen durch einen automatisierten Hochgeschwindigkeitsmontageprozess bewegt, wird die maximale Durchsatzproduktivität erreicht, wenn das Linearmodul das Tray mit einer Genauigkeit im Mikrometerbereich in das Montagewerkzeug einführt.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass diese stabile Bewegung und Endpunktgenauigkeit über Tausende von Bewegungszyklen pro Tag wiederholbar sein muss. Wenn es einige Millisekunden dauert, die Positionierung der Teile fein abzustimmen, summieren sich diese Millisekunden zu Stunden zusätzlicher Produktionszeit, was den Durchsatz verringert und möglicherweise die Kosten in die Höhe treibt und die Liefertermine beeinträchtigt.
Um diese Ziele zu erreichen, sollten Sie das Design, die Materialien, die Konstruktion und die Funktionalität von Hochleistungs-Präzisions-Linearmodulen berücksichtigen.
Materialien der Konstruktion
Das Gehäusedesign und die Konstruktionsmaterialien des Moduls sind entscheidende Faktoren, die die langfristige Genauigkeit und Wiederholbarkeit bestimmen können.
In der Welt der Linearmodule werden am häufigsten Aluminium oder Stahl für die Herstellung der Gehäuse oder "Profile" verwendet Aluminiumgehäuse werden häufig in Standard-Linearmodulen verwendet, da sie kostengünstig extrudiert werden können, um einen größeren Bereich von Modulgrößen und -längen abzudecken.
Es ist jedoch wichtig, Präzisions-Linearmodule in Betracht zu ziehen, die mit bearbeiteten Stahlgehäusen hergestellt werden. Diese Gehäuse weisen typischerweise eine viel geringere modulare Elastizität und Abweichung vom gewünschten Verfahrweg auf als Module auf Aluminiumbasis (die ebenfalls sehr stabil sind, aber einfach nicht das Niveau erreichen, das Stahlgehäuse unterstützen können).
Die modulare Elastizität bewirkt, dass das Modul die Form des Maschinenrahmens annimmt, an dem es montiert ist. Bei einem Gehäuse aus stranggepresstem Aluminium kann eine Abweichung - z. B. eine Verdrehung oder eine Wölbung an der Stelle, an der das Modul befestigt ist - diese Abweichung widerspiegeln.
Da Präzisions-Linearmodule über bearbeitete Stahlgehäuse verfügen, wird diese Art von Abweichung verhindert, wodurch eine sehr hohe Ebenheit oder Geradheit des Verfahrwegs gewährleistet wird. Dies trägt zur Schwingungsreduzierung, Endpunktgenauigkeit und Wiederholbarkeit der Positionierung bei. Achten Sie außerdem auf Module, die eine bearbeitete Referenzkante mit integrierten Führungsbahnen am Gehäuse haben. Bei einigen Firmen wie Bosch Rexroth kann der Anwender sogar angeben, auf welcher Seite sich die maschinell geschliffene Referenzkante befindet, um die Montage zu beschleunigen und die Ausrichtung zu erleichtern.
Richtige Dimensionierung für die richtige Anwendung
Wenn ein sehr präziser Betrieb erforderlich ist, achten Sie darauf, die Komponenten in der richtigen Größe auszuwählen, um die Belastung zu bewältigen. Axial- oder Torsionsbelastungen können zum Beispiel breitere oder schwerere Komponenten erfordern als einfache Radialbelastungen. Außerdem sind bei vielen fortschrittlichen Anwendungen in Werkzeugmaschinen, der Halbleiterproduktion und der Elektronikfertigung die Produktionssysteme relativ klein, so dass kompakte Präzisionsmodule erforderlich sind, die leicht in enge Maschinenräume passen. Viele Anbieter bieten verschiedene Größen an.
Darüber hinaus ist es wichtig, andere grundlegende Konstruktionskriterien für Linearbewegungen zu berücksichtigen, wie z. B. die Umgebung, in der das System betrieben wird, den Winkel, in dem die Last montiert ist, die erforderliche Geschwindigkeit, den Verfahrweg und die erforderliche Einschaltdauer. Dies wird in der Branche als LOSTPED (Last, Ausrichtung, Geschwindigkeit, Verfahrweg, Präzision, Umgebung und Einschaltdauer) bezeichnet.
Bewegungskomponenten
Präzise und stabile Bewegungen sind auch ein Produkt der Bewegungskomponenten, die das Linearmodul antreiben. Für Präzisionslinearmodule bieten Kugelgewindetriebe die optimale Lösung.
Kugelgewindetriebe wandeln Drehbewegungen hocheffizient in Linearbewegungen um. Als mechanische Antriebselemente können sie in X-Y-Z-Orientierung eingebaut werden und führen Bewegungen mit der erforderlichen Präzision und Wiederholgenauigkeit aus.
Kugelgewindetriebe mit Vollkontaktdichtungen bieten eine einzigartige Kombination aus hoher Steifigkeit, hoher Präzision und respektabler Geschwindigkeit, wodurch sie in einer Vielzahl von Präzisionsbewegungsanwendungen eingesetzt werden können. Insbesondere ihre Fähigkeit, erhebliche axiale Belastungen zu bewältigen, macht sie oft zu einer besseren Wahl als Linearmotoren, vor allem bei Metall-, Holz- und Steinbearbeitungsanwendungen.
Genauso wichtig ist die Konstruktion der Linearführungen in Präzisionsmodulen. Die Genauigkeit von Linearführungen hängt von vielen Faktoren ab: von der Genauigkeit der Schiene, auf der der Führungswagen oder das Lager läuft, von den Laufbahnen im Lager, durch die die Kugeln oder Rollen laufen, und von der Ebenheit der Schienenbefestigungsfläche.
Einer der wichtigsten Bereiche, die es zu beurteilen gilt, ist die Gleichmäßigkeit des Kugelumlaufs im Inneren des Führungswagens, während er sich auf der Schiene bewegt. Anwendungen am oberen Ende des Genauigkeitsspektrums können schon durch kleinste Bewegungen der Kugeln in der Kugelumlaufkammer oder durch ein geringes Schwenken des Schienensystems um seine Achse beeinträchtigt werden.
Jede Durchbiegung oder jedes Spiel verringert die Genauigkeit, und jede Rauheit in der Kugelumlaufkammer kann Ungenauigkeiten verursachen. Um dieses Problem zu lösen, bauen führende Linearmodulhersteller Führungen ein, die die Rückführung an wichtigen Übergangspunkten optimieren und eine extrem gleichmäßige Bewegung ermöglichen, während die Kugeln in den Lagerlaufbahnen zirkulieren.
Präzisions-Linearmodule, die sowohl über Kugelgewindetriebe als auch über optimierte Linearführungen verfügen, bieten in Kombination mit Stahlgehäusen viele der Schlüsseleigenschaften, die in hochpräzisen, automatisierten Hochgeschwindigkeitssystemen erforderlich sind.
Schmierung und Abdichtung
Unabhängig davon, wie gut sie konstruiert sind, benötigen Linearmodule während ihrer gesamten Lebensdauer eine angemessene Schmierung, um eine präzise und stabile Bewegung zu gewährleisten. Eine Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die Schmierung effektiv in die Wartungspraktiken des Gesamtsystems integriert wird, ist die Auswahl von Präzisionsmodulen, die eine einfache und bequeme Schmierung der Module auf einer laufenden Basis ermöglichen.
Die meisten Präzisionsmodule sind mit konventionellem Industrieschmierstoff für die Erstschmierung erhältlich. Bei anderen Modulen besteht die Wahlmöglichkeit für erweiterte Schmierungsangebote - zum Beispiel für die Anforderungen der Reinraum- oder Elektronikindustrie.
FUYU Motion hat vor kurzem sein Angebot an Präzisionsmodulen erweitert und bietet nun auch fortschrittlichere LSS-Standard- und LSC-Reinraumschmierstoffe an. Außerdem gibt es eine Option zum Anschluss an Zentralschmiersysteme mit Flüssigfett. Die automatisierte Nachschmierung erhöht die Betriebssicherheit und schließt menschliche Fehler bei der manuellen Schmierung aus.
Linearmodule müssen geschmiert werden, weil sie bewegliche Teile haben. Bewegliche Teile können jedoch winzige Partikel in der Luft erzeugen, wenn das Modul nicht ordnungsgemäß abgedichtet ist (auch Schmiermittel selbst können sich in der Luft verteilen). Es ist wichtig, die von den Lieferanten von Präzisions-Linearmodulen angebotenen Dichtungsoptionen im Voraus zu bewerten, insbesondere für Reinraumumgebungen oder Laborautomatisierungssysteme mit empfindlichen biologischen Proben.
Achten Sie auf eine Präzisions-Kugelgewindemutter und eine Linearschlittenbaugruppe, die von beiden Seiten mit Kugelgewindedichtungen abgedichtet ist. Diese Konstruktion reduziert das Risiko, dass Schmiermittel nach außen dringt, erheblich.
Konfiguration und technische Unterstützung
Ein letztes Element, das bei der Auswahl von Präzisions-Linearmodulen zu berücksichtigen ist, ist der Umfang des technischen Supports, den der Lieferant anbietet, um Maschinenbauer bei der Auswahl, Spezifikation, Konfiguration und Bestellung der benötigten Module zu unterstützen.
Die Wahl eines Anbieters von Linearmodulen mit benutzerfreundlichen, schrittweisen Online-Tools zur Dimensionierung und Konfiguration kann Maschinenkonstrukteuren dabei helfen, bei Bedarf schnell die richtigen Module zu konfigurieren und zu bestellen. Einige Unternehmen ermöglichen auch die Auswahl und Dimensionierung für die Kombination aus Mechanik, Motor und Antrieb mit einem einzigen Tool.
Wenn direkte Hilfe benötigt wird, ist es auch sinnvoll, mit Anbietern von Linearmodulen zusammenzuarbeiten, die über umfangreiche Erfahrungen mit linearen Bewegungstechnologien verfügen. Diese Unternehmen bieten technische Unterstützung durch Experten der Lineartechnik per Telefon, E-Mail oder Echtzeit-Online-Chat-Tools. In vielen Fällen, wenn Maschinenbauer sich über die spezifischen Größen- und Leistungsanforderungen ihrer Anwendungen unsicher sind, haben diese Experten diese Art von Herausforderungen bereits in der Vergangenheit gelöst.
Bei den modernsten Automatisierungssystemen von heute sollte das Erreichen eines hohen Durchsatzes nicht bedeuten, dass Qualität für Geschwindigkeit geopfert werden muss. Speziell für Branchen und Anwendungen, die ultrapräzise lineare Bewegungen, schwingungsfreien Transport und extrem hohe Endpunktgenauigkeit benötigen, kann die Wahl des richtigen Präzisions-Linearmoduls eine entscheidende Rolle für die Produktivität, Effizienz und Qualität der Fertigung spielen.