DER KONSTRUKTEUR 10/2024

SPECIAL MECHATRONIK MIT

SPECIAL MECHATRONIK MIT DEM RICHTIGEN KNOW-HOW ZUR PASSENDEN POSITIONIERLÖSUNG Sowohl einfache Verstellaufgaben als auch komplexe Mehrachssysteme lassen sich mit Linearachsen umsetzen. Doch ob ein Spindel-, ein Direkt- oder ein Zahnriemenantrieb zum Einsatz kommt, hängt von der jeweiligen Aufgabe ab – zum Beispiel ob das Gewicht der Bauteile, die Dynamik oder etwa die Präzision die Hauptrolle spielt. SPECIAL Thomas Hettich, Produktmanager bei IEF-Werner aus Furtwangen im Schwarzwald, weiß genau wie entscheidend der richtige Einsatz von Linearachsen in der Automation und im Maschinenbau sind. „Linearachsen und Achssysteme kommen in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz, etwa um Bauteile in Pick-and-Place-Systemen zu transportieren und zu positionieren.“ Der Automatisierungsspezialist IEF-Werner entwickelt für seine Kunden individuell abgestimmte Positionierlösungen – von der einfachen Lineareinheit bis hin zum mehrachsigen, komplett montierten System. Wichtig ist dabei die richtige Antriebslösung der jeweiligen Linearachse. „Denn ob ein Spindel- oder Direktantrieb oder doch eine Zahnriemenachse zum Einsatz kommt, entscheidet, wie schnell oder präzise die Bewegung ist oder welche Lasten transportiert werden können“, sagt Hettich. „Wir bieten sowohl die entsprechenden Lösungen als auch das Prozess-Know-how.“ SPINDELANTRIEBE – WENN ES PRÄZISE SEIN MUSS Sind insbesondere hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeiten gefordert, eignen sich Spindelantriebe. Bei diesen Komponenten wandelt die Spindelmutter die Drehbewegung in eine lineare Bewegung um. So ausgestattete Positioniersysteme ermöglichen hohe Vorschubkräfte und können damit auch schwere Lasten bei kürzeren Verfahrwegen bis 1,5 m bei geringer bis mittlerer Geschwindigkeit bewegen. Hettich sagt: „Wir bieten Linearachsen mit Spindelantrieb als einbaufertige Module an, etwa für die Handhabungstechnik oder Fabrikautomation.“ IEF-Werner hat dazu unter anderem die spindelgetriebene Lineareinheiten der Profiline-Baureihe im Programm. „Wir haben die Baureihe entwickelt, um die positiven Eigenschaften einer Linearachse mit den Charakteren eines Präzisionsschlittens zu verbinden“, so Hettich. Die Profiline mit dem Zusatz AL kann mit kurzem Hub Komponenten und Baugruppen mit Gewichten von bis zu 7 kg bewegen. Die kompakte Variante besteht aus einem feststehenden Grundkörper und einem Auslegerarm (AL). Dadurch ist es möglich, in einen beengten Arbeitsraum einzutauchen, um zum Beispiel Bauteile abzulegen oder abzuholen. Durch die geschlossene Bauweise sind Führungen und Spindeln hervorragend geschützt. DIREKTANTRIEB MIT HOHEM WIRKUNGSGRAD Was, wenn eine Handhabungseinheit Bauteile nicht nur sehr präzise, sondern auch dynamisch verfahren muss? Linearmotorantriebe (Direktantriebe) arbeiten ohne Getriebe und haben daher auch kein Spiel. Der Wirkungsgrad wird dadurch signifikant verbessert und zusätzlich die Geräuschbildung minimiert. Dank der geringen Anzahl verbauter Komponenten besitzt diese Variante eine hohe Lebensdauer und benötigt nur minimalen Wartungsaufwand. „Schnelllaufende Direktantriebe verfügen über kompakte Abmessungen sowie eine besonders hohe Leistungsdichte“, erklärt Hettich. Zum Einsatz kommen Direktantriebe vorwiegend in der Handhabungs- und Montagetechnik sowie in der Halbleiter- und Elektronikfertigung. Aufgrund ihrer Genauigkeit werden sie auch für Mess- und Prüfaufgaben verwendet. Sie führen Einzelteile schnell und präzise zu. Zudem eignen sie sich für Anwendungen mit wenig Bauraum. Die meisten Antriebe der Euroline-Baureihe sind mit einem eisenbehafteten Linearmotor und einem Absolut- 44 DER KONSTRUKTEUR 2024/10 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL MECHATRONIK Philipp Fleig, Marketing & PR bei IEF-Werner 01 02 03 01 Das Modul 160/15 G besteht aus einem Doppelhohlkörperprofil, zwei Führungen und zwei Zahnriemen 02 Das spindelgetriebene Positioniersystem Profiline AL wurde speziell als Ausleger- oder Vertikalachse entwickelt 03 Mit der Euroline-Baureihe stehen Anwendern Präzision und Dynamik zur Verfügung wertmesssystem ausgestattet. Das erübrigt eine Referenzierung. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei ± 5 µm, die Geschwindigkeit bei bis zu 5 m/s. Hettich: „Wir bieten unter anderem mit der Baureihe Euroline verschiedene Ausführungen an. So lassen sich auch mehrere unabhängige Schlitten auf einer Führung anbringen oder mehrere Lineareinheiten miteinander kombinieren. Da Linearmotoren prinzipbedingt wenige Verschleißteile enthalten, werden sie auch in Reinräumen eingesetzt. MIT ZAHNRIEMEN GROSSE DISTANZEN ÜBERWINDEN Zahnriemenachsen bewegen und positionieren selbst schwere Lasten wiederholgenau bei kurzen Zykluszeiten. Hettich weiß: „Diese Lösungen liefern auch über lange Verfahrwege von mehreren Metern beeindruckende Ergebnisse. Sie eignen sich für alle erdenklichen Pick-and-Place-Anwendungen.“ Je nach Applikation bietet IEF-Werner verschiedene Varianten an: etwa Linearmodule mit einfachem Führungssystem, bei denen Geschwindigkeit und Zykluszeit nicht im Vordergrund stehen, die dafür mit kompakten Maßen punkten, bis hin zu Zahnriemenachsen in der Premium-Klasse, die kleine Bauformen mit hohen Leistungsdaten vereinen. Diese Lineareinheiten erfüllen die hohen Anforderungen an Geschwindigkeit und Präzision moderner Montage- und Produktionsanlagen. Mit ihrer Bauweise sind sie torsions- und biegesteif, und mit ihrer integrierten Profilschienenführungen arbeiten sie sicher in mäßig verschmutzter Umgebung. Hettich: „Wir bieten das komplette Produktprogramm für alle erdenklichen Pick-and-Place-Anwendungen – von der einfachen, zum Anbau kundenspezifischer Motoren vorbereiteten Lineareinheit, bis hin zu mehrachsigen, komplett montierten Positioniersystemen.“ Die Kugelumlaufführungen laufen leise, und die Welle-Nabe-Verbindungen ohne Passfeder garantieren lebenslange Spielfreiheit bei hoher Präzision. Der Motoranbau ist variabel. Bis zu acht Anbauvarianten stehen zur Verfügung. Das Modul 160/15 G beispielsweise besteht aus einem Doppelhohlkörperprofil, zwei Führungen und zwei Zahnriemen. Die Variante „G“ ist mit zwei unabhängig voneinander verfahrbaren Schlitten ausgestattet. Dabei werden zwei Zahnriemen über zwei Motoren angetrieben. Das spart erheblich Bauraum. Das Modul 115/25 erfordert selbst unter hoher Belastung und bei großen Hüben keine zusätzlichen Stützkonstruktionen. Das erleichtert nicht nur die Montage. Da zusätzliche Bauteile entfallen, spart der Anwender deutlich Kosten. Mit ihren Eigenschaften eignet sich die Zahnriemenachse innerhalb eines Beladehandlings von Werkzeugmaschinen oder beim Auf- und Abstapeln von Kisten auf Europaletten. Bilder: Aufmacher magele-picture – stock.adobe.com, sonstige IEF-Werner www.ief.de DIREKTANTRIEBE PUNKTEN MIT HOHER LEBENSDAUER UND MINIMALEM WARTUNGSAUFWAND www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2024/10 45