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Lineartechnik Möglichkeiten der Lineartechnik noch lange nicht ausgereizt

Die steigende Nachfrage nach Maschinen mit Automatisierung, Leichtbau und die Verknüpfung mechanischer Komponenten mit Intelligenz stellt neue Anforderungen an die Lineartechnik. Ideen, diese zu bewältigen, gibt es viele.

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Bosch Rexroth hat sein Portfolio an einbaufertigen Linearsystemen für Werkzeugmaschinen erweitert: elektromechanische Zylinder und Linearachsen.
Bosch Rexroth hat sein Portfolio an einbaufertigen Linearsystemen für Werkzeugmaschinen erweitert: elektromechanische Zylinder und Linearachsen.
(Bild: Bosch Rexroth)

Lineartechnik setzt die Drehbewegungen elektrischer Motoren so schnell, präzise und robust wie möglich in lineare Bewegungen um. Neue Anforderungen stellen neben Industrie 4.0 auch Marktentwicklungen wie die zunehmende Nachfrage nach Maschinen mit Automatisierung, Leichtbau für eine höhere Energieeffizienz und die Verknüpfung mechanischer Komponenten mit Intelligenz.

Die Produktionswelt verändert sich ständig. So haben neue Werkstoffe Einfluss auf Fertigungsmethoden und die Bearbeitung hochfester Stähle erfordert höhere Vorschubkräfte und eine höhere Gesamtsteifigkeit der Maschine. Automobilhersteller setzen generell zunehmend neue Komposit-Werkstoffe wie glasfaserverstärkte Kunststoffe oder Metall-Kunststoffverbünde ein. Die bei der Bearbeitung entstehenden Stäube und Späne stellen neue Anforderungen an die Geometrie und Materialien der Dichtungen an den Lineartechnikkomponenten. Trends wie diese treiben Hersteller an, neue Linearprodukte und Funktionen zu entwickeln.

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Maximale Anlagenverfügbarkeit

Ein Beispiel ist die neue patentierte High-Precision-Technologie von Bosch Rexroth für Kugel- und Rollenschienenführungen. Diese erhöht beispielsweise die dynamischen Tragzahlen von Kugelschienenführungswagen um rund 26 % und die statischen Tragzahlen um bis zu 50 %. Damit verdoppelt sich die Lebensdauer im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik. Das verringert die Lebenszykluskosten und erhöht die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen. Ein komplett neues Universalschmierkonzept für Rollenschienenführungen verlängert zudem bei einer Minimalmengenschmierung die Schmierintervalle um rund 20 %.

Auch bei den Kugelgewindetrieben steigert Rexroth die Lebensdauer auf neue Bestwerte. Die Vorsatzschmiereinheit VSE für Kugelgewindetriebe sorgt für bis zu 300 Millionen Umdrehungen oder fünf Jahre lang für die optimale Schmierung unter normalen Betriebsbedingungen. Rexroth liefert die Vorsatzschmiereinheit in Verbindung mit einem komplett bearbeiteten Kugelgewindetrieb im montierten Zustand als einbaufertige Baugruppe.

Messen und Führen in einem System

Die Verknüpfung mechanischer Komponenten mit Intelligenz – sozusagen Führen und Messen in einem System – schafft die technische Voraussetzung, um auch unter widrigen Bedingungen präzise positionieren zu können. Die spanende Fertigung strebt nach immer geringeren Toleranzen, stellt aber gleichzeitig eine sehr schwierige Umgebung für die notwendigen Messsysteme dar. Diese sind Kühlschmiermitteln, Spänen, Staub, Dämpfen und starken elektrischen oder magnetischen Feldern ausgesetzt. Um auch unter solchen widrigen Bedingungen präzise positionieren zu können, hat Rexroth das Integrierte Messsystem IMS für seine Kugel- und Rollenschienenführungen in den Varianten IMS-I und IMS-A weiterentwickelt.

Das kompakte, induktiv arbeitende Wegemesssystem IMS-I für Messstrecken von bis zu 4500 mm bietet mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,25 µm und einer Präzision der Maßverkörperung von ±3 µm/m eine Leistung, die bislang nur mit Glasmaßstäben erzielt wurde. Im Gegensatz zu Glasmaßstäben können Maschinenhersteller mit dem IMS-I und IMS-A in der Schutzklasse IP67 aber auf Sperrluft mit Mikrofeinfilter und entsprechender Verschlauchung verzichten. Das senkt die System- und Betriebskosten. Die Absolutvariante IMS-A erkennt darüber hinaus sofort nach dem Einschalten die exakte Position und benötigt keine Referenzfahrt.

Bereit für variantenreiche Fertigung

Die Lineartechnik stellt in Verbindung mit elektrischen Antrieben eine wesentliche Voraussetzung für Industrie 4.0 dar. Denn sie ermöglicht es erst, dass Achsen beliebige Positionen anfahren und damit für die variantenreiche Fertigung eingesetzt werden können. In Verbindung mit entsprechender Antriebs- und Steuerungstechnik lassen sich Linearsysteme bereits heute im Industrie 4.0-Umfeld einbetten. Die Möglichkeiten erstrecken sich von Inbetriebnahme- und Wartungs-Apps bis hin zur Programmierung und Bedienung von Linearachsen in Echtzeit über Smart Devices.

Mit EasyWizard bietet Rexroth beispielsweise für einen Teil seiner Linearsysteme ein Engineeringtool, in dem achsindividuelle elektrische und mechanische Daten bereits hinterlegt sind. Dieses erkennt das elektronische Typenschild des Motors und verknüpft die Daten nach Eingabe der Seriennummer des Linearmoduls mit den mechanischen Parametern. Damit reduziert sich die Inbetriebnahme auf die Eingabe einer Handvoll anwendungsspezifischer Daten.

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