Winkelmesssystem Eine kluge Verbindung – Winkelmesssystem direkt ins Lager integriert

Winkelmesssysteme für Präzisionsrundtische, die sich direkt in das Lager integrieren lassen, können ohne weitere Bauteile und Ausrichtarbeiten hohe Genauigkeiten realisieren. Schaeffler bietet solche mit der Baureihe YRTSMA.

Anbieter zum Thema

Heidrive GmbH

halstrup-walcher GmbH

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Die klassische Aufteilung von Produktionswerkzeugmaschinen in die Dreh- und Fräsbearbeitung ist nahezu ganz verschwunden, seit angetriebene Werkzeuge und Rundachsen sowie zusätzliche Drehachsen zur Verfügung stehen. Mit der kombinierten Fräs-Dreh-Bearbeitung in einer Aufspannung lassen sich die Präzision steigern und Nebenzeiten senken. Vor allem aber kann die Investition in eine zweite Maschine unter Umständen entfallen. Für die Drehbearbeitung in Fräs-Dreh-Zentren sind Rundtische gefragt, die extrem steif und präzise gelagert sind und hohe Drehzahlen ermöglichen. Sie übernehmen hier die Funktion einer Hauptspindel. Um auch kleine Durchmesser auf dem Rundtisch drehen zu können, sind mit den üblichen HM-Schneidstoffen sehr hohe Drehzahlen der Achse erforderlich. Um Nebenzeiten gering zu halten, müssen die Rundtische vom Antrieb auch schnell auf hohe Drehzahlen beschleunigt werden. Drei Hauptfunktionen müssen im Rundtisch vereint sein:

• dynamischer Antrieb bei geringer Wärmeentwicklung

• präzise Lagerung bei geringer Reibung und hoher Drehzahl

• exakte Positionsmessung bei hoher Auflösung

Leistungsfähige Antriebe und Lagerungen von Rundtischen deckt Schaeffler mit speziell entwickelten IDAM-Torquemotoren und Axial-Radialzylinderrollenlagern der INA-Baureihe YRTS ab. Was liegt also näher, als die Erfahrungen aus den Rundtischlagerungen und Antrieben zu nutzen und auch das Messsystem zu integrieren? In Rundtischen übliche Standardgeber vorzusehen, war für Schaeffler allerdings kein Weg. Vielmehr standen zu Beginn der Entwicklung erst einmal Fragen nach dem geeigneten Messprinzip, der Lage der Maßverkörperung und der Geber sowie die erreichbare Genauigkeit im Fokus.

Optische Messsysteme

Aus der Vergangenheit am bekanntesten sind die hochauflösenden optischen Messsysteme. Bei diesen besteht die Maßverkörperung aus einer fein strukturierten Strichgitterteilung, deren Ist-Position mittels eines feststehenden Gitters im Durchlicht- oder Auflichtverfahren erfasst wird. Diese Systeme sind jedoch relativ empfindlich gegenüber Verschmutzungen. Da im Bereich der Rundtische immer mit einer Kontamination durch Kühlschmiermittel zu rechnen ist, werden diese Systeme meist im Tischinneren – und damit auf kleinem Durchmesser – positioniert. Der von den Messsystemen benötigte Bauraum verschließt oft auch den für Versorgungsleitungen benötigten Raum in der Achsmitte.

Magnetoresistive Messsysteme

Des Weiteren gibt es magnetoresistive Systeme, bei denen ähnlich einem Tonband die Informationen magnetisch auf eine Trägerschicht geschrieben und mittels entsprechender Sensoren ausgelesen werden. Die Maßverkörperung besteht aus einer Vielzahl wechselweise orientierter Permanentmagnetpole. Detektiert wird die Magnetpolteilung mittels magnetoresistiver Sensoren, deren elektrischer Widerstand von der magnetischen Feldstärke und Magnetfeldrichtung abhängt. Damit wird die jeweilige Ist-Position erfasst und ausgewertet. Da die Magnetpolbreite aus physikalischen Gründen breiter ist als die Gitterstrukturbreite bei optischen Messsystemen, sind die erzielbaren Auflösungen von magnetoresistiven Messsystemen niedriger. Im Gegensatz zu den optischen Systemen ist hier die Störanfälligkeit gegenüber nicht ferromagnetischen Anlagerungen wie Kühlschmiermitteln geringer. Jedoch muss darauf geachtet werden, dass die magnetische Kodierung beim Einbau nicht beschädigt wird.

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