Linearmotorachsen

Linearachse sucht Anschluss

Für eine neue flexible Servozelle zur Montage von Kugellagern setzte Lanco erstmals frei programmierbare Linearmotorachsen ein. Trotz hoher Prozessgeschwindigkeiten eine erfolgreiche Premiere – nicht zuletzt dank der hohen Dynamik der Achsen von Weiss und deren Offenheit für Antriebe anderer Hersteller.

Im Einsatz zur Montage von Spezialkugellagern bei Oku: In der flexiblen Servozelle arbeiten zwei Linearmotorachsen von Weiss horizontal und vertikal perfekt zusammen. Die schlanke Bauform der Achsen ist dabei von Vorteil.

Lanco Integrated ist Konstrukteur und Hersteller von schlüsselfertigen automatischen Hochleistungs-Montage- und Testsystemen unter anderem für die Automobilindustrie. Hauptsitz ist in den USA, weitere Produktionsstandorte bestehen in Deutschland und Hongkong. Lanco Deutschland, die bis vor kurzem unter Oku GmbH firmierte, sitzt im schwäbischen Winterbach und war jahrelang auf kurvengesteuerte Hochleistungs-Montageautomaten spezialisiert. Doch bereits vor Jahren hat ein Paradigmenwechsel stattgefunden und das Know-how aus der mechanischen Kurventechnik wurde konsequent auf Servoantriebe übertragen. Zukünftig sollen auch flexible Montageautomaten und eigenständige Servozellen ins Programm aufgenommen werden. Kleinere Produktionszellen, die sich durch eine hohe Produktivität und Flexibilität bei maximaler Leistung auszeichnen. Drei Kriterien, die die Weiss Linearmotorachsen dank ihrer langen Verfahrwege, hohen Dynamik und freien Programmierbarkeit erfüllen.

Die hohe Dynamik der Weiss Linearmotorachsen wurde voll ausgeschöpft: In einem einzigen Taktschritt werden fertige Lager nach Gut- und Schlechtteilen sortiert ausgebracht und neue Lagerschalen eingelegt. (Bilder: Weiss)

Die aktuelle Servozelle für einen Zulieferer bestückt und montiert Spezial-Kugellager in verschiedenen Baugrößen. „Kurvengesteuerte Automaten bieten synchrone Arbeitsschritte mit kurzen Hüben, doch in diesem Fall waren lange Verfahrwege und asynchrone Bewegungsabläufe gefordert”, erläutert Gerhard Buchhöcker, Leiter der Konstruktion bei Lanco seine Entscheidung, nur direkt angetriebene Linearmotorachsen einzusetzen – Spindelantriebe wären zu langsam, Zahnriemen zu wartungsaufwändig und ungenau.

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Bei der Wahl des passenden Herstellers für die Linearachsen konnte sich Buchhöcker ganz auf die Empfehlung von Klaus Keck von Promocon, Hersteller von hochdynamischen Antriebssystemen, verlassen. Die beiden Unternehmen arbeiten schon seit vielen Jahren im Bereich Antriebstechnik zusammen. „Bei direkt angetriebenen Linearachsen gibt es ohnehin nicht allzu viele Anbieter”, weiß Keck, „und die meisten tun sich bei der Implementierung schwer. Die Weiss Linearmotorachsen dagegen sind einbaufertig – alles passt und das Konzept funktioniert.”

Ein Urteil, das erste Versuche bei Lanco mit der geplanten Kombination einer HN 100 mit einer HL 100 Linearmotorachse von Weiss bestätigen sollten. Im Prototyp wie später in der Servozelle übernimmt die robuste HN dabei die Bewegung in X-Richtung, eine hochdynamische HL, die dank ihres leistungsstarken Bremsmoduls auch senkrecht eingebaut werden kann, die Bewegung in Y-Richtung. „Allein die schlanke Bauform der Achsen ist ein großer Vorteil”, erinnert sich Konstruktionsleiter Buchhöcker. „Vor allem aber sind die Achsen sehr stabil, schnell und extrem dynamisch. Wir handhaben relativ große Teile mit schweren Greifern und sehr schnellen Prozessbewegungen – nutzen also alles, was die Achse an Dynamik hergibt.”

Darüber hinaus sammeln die Achsen weitere Pluspunkte: Denn Weiss hat eine Softwarelösung im Programm, die bei der Konfiguration, Steuerung und Fehleranalyse unterstützt.

Doch um alle Reserven innerhalb der Servozelle voll nutzen zu können, bedarf es einer ausgeklügelten Steuerungstechnik. Da ist es von Vorteil, dass die Präzisionskomponenten von Weiss generell für die Anbindung an Antriebe und Steuerungen anderer Hersteller offen sind.

Offen für verschiedene Hersteller

So auch die Linearmotorachsen, die bei der Servozelle von Lanco mit den Servoreglern von Promicon geregelt und gesteuert werden. Das Varimotion-System von Promicon ist von Hause aus so konzipiert, dass Servomotoren unterschiedlicher Bauform von verschiedenen Herstellern direkt betrieben werden können. Die Kommunikation mit den Linearachsen und den übrigen Anlagenkomponenten übernehmen dabei frei parametrierbare Reglermodule, die wiederum ihre Befehle von einem Mastermodul erhalten, in dem auch die Parameter und Firmware der Servoregler abgelegt sind. Besonderen Wert legt Promicon dabei auf die Genauigkeit der Kommunikation zwischen Master und Regler, denn, so Antriebsspezialist Keck: „Beim Einsatz von hochdynamischen Servoantrieben werden oft Grenzen sichtbar, die nur mit ausgeklügelter Regelungstechnik und kürzesten Reaktionszeiten überwunden werden können.”

Weil eine Regelung aber nur so gut sein kann wie die Mechanik, wird bei Weiss größter Wert darauf gelegt, auf der konstruktiven Seite allen Ansprüchen gerecht zu werden. Dank einer präzisen Kugelumlaufführung kann das integrierte absolute Mess-System der HN 100 wie auch der HL 100 neben der hohen Dynamik noch eine absoluten Wiederholgenauigkeit von 2 μm an die Steuerung melden. Nach ausführlichen Versuchen fiel Lanco die Entscheidung für die Linearmotorachsen von Weiss alles andere als schwer, zumal die Ingenieure in Winterbach seit vielen Jahren die Qualität der Rundschalttische aus Buchen schätzen. Nach kurzer Umrüstung durch Wechsel der Aufnahmen, Greifer und des Steuerprogramms kann die flexible Servozelle auf 24 verschiedene Lagergrößen und -typen angepasst werden. hs

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