Lineartechnik

Plug´n´Play mit Präzision

Direktgetriebene Linearachse
Geradlinige Bewegungen in Fertigungsprozessen sind das ideale Einsatzgebiet für Linear­antriebe. Um die höchstmögliche Performance zu erreichen, bauen Maschinenbauer in der Halbleiterfertigung diese Antriebe oft selbst aus einzelnen Komponenten zusammen. Auch andere Bereiche wie die Montage-, Verpackungs- oder Medizintechnik nutzen die Vorteile von Linearmotoren. Fertige Achsen, die sich unkompliziert per Plug-and-Play einsetzen lassen, sind in diesen Fällen die passende Lösung.

Will man eine Linearachse selbst zusammenbauen, ist schon ein gewisses Know-how nötig, denn sie besteht aus etlichen Einzelkomponenten: Motor, Magnetbahn, Basisträger, Führungen, Messsystem. In der Regel kauft man diese Einzelteile bei verschiedenen Herstellern und baut sie zusammen. Dieses Vorgehen birgt aber gewisse Risiken, beispielsweise wenn die Zusammenarbeit der einzelnen Komponenten nicht vollständig geklärt ist. Ebenfalls problematisch ist es, wenn ein Fehler auftritt. Dann beginnt die Suche danach, an welcher Komponente es tatsächlich liegt und mit welchem Hersteller Kontakt aufgenommen werden muss. Das kann sehr zeit- und kostenintensiv sein.

Wird dagegen eine komplette Linear­achse eines einzigen Herstellers verbaut, muss man im Falle eines Problems nicht erst lange nach Fehlern suchen, sondern hat einen Ansprechpartner, an den man sich in jedem Fall wenden kann. Allerdings vertreiben Hersteller nach wie vor meist nur die einzelnen Komponenten. So war das bislang auch bei Omron Electronics Europa, einem Spezialisten für Automatisierungskomponenten. Doch der Wunsch vieler Kunden nach einer kompletten, schlüsselfertigen Linearachse war dort bekannt. Deshalb entwickelte man zusammen mit dem langjährigen Kunden LET Automation ein leicht integrierbares Komplettsystem, das die Vorteile von Linearmotoren mit sich bringt.

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Dieser Geschäftspartner ist ein international tätiges Unternehmen für Montageautomation und Lasertechnik, das über zehn Jahre Erfahrung mit linearen Direktantriebssystemen mitbringt. Er ist daher die ideale Ergänzung zum vorhandenen Vertriebs-Know-how. Kunden, die sich für eine komplette Linearachse aus dieser Partnerschaft entscheiden, erhalten Konstruktion, Fertigung, Vertrieb und Support aus einer Hand. Mit einem flächendeckenden Vertriebsnetz in ganz Deutschland und Europa ist Omron immer nah am Kunden und bietet sowohl europa- als auch weltweit zuverlässigen Support.

Technische Daten

Die aktuelle Produkpalette umfasst Linearachsen mit einem Nennkraftbereich zwischen 80 und 1.120 Newton und einem Spitzenkraftbereich zwischen 220 und 2.400 Newton. (Ein Modell mit einem Spitzenkraftbereich bis 5.400 Newton ist derzeit in Vorbereitung.) Die Antriebe beschleunigen bis zu 10 g und erreichen Geschwindigkeiten bis fünf Meter je Sekunde. Standardmäßig werden Geräte in einer Länge bis zu vier Metern hergestellt. Sie bestehen aus einzelnen Modulen, die je nach Anwendung leicht hinzugefügt oder entfernt werden können. Durch die einfache Kombination mehrerer Linearachsen lassen sich alle beliebigen Bewegungen realisieren. Die Auflösungsgenauigkeit beträgt 78 Nanometer. Versorgungsspannungen sind 230 oder 400 Volt. Zum Messen wird ein optisches Linearmesssystem eingesetzt. Zudem sind Linearführungen mit Kugelkette in den Linearachsen verbaut. Die Achsen sind wartungsfrei; unerwünschte Stillstandszeiten entfallen.

Alle Achsen werden von geschulten Applikationsingenieuren beim Kunden vor Ort in Betrieb genommen. Dabei sind die Geräte auf Grund des durchdachten Plug-and-Play-Konzeptes in der Regel bereits nach 15 Minuten einsatzbereit. Die Achse wird mechanisch integriert, dann elektrisch mit dem Servoregler verbunden. Dieser erkennt die Linearachse und lädt von selbst alle benötigten Motordaten. Während eines Autotunings wird der Servoregler für die entsprechende Applikation automatisch parametriert.

Flexibler Einsatz

Linearachsen braucht man überall da, wo schnell und präzise bewegt werden soll und konstante Performance gefordert wird. Die Anwendungsgebiete sind daher vielseitig. In der Montage können beispielsweise Werkzeuge oder Werkstücke an die richtige Position gefahren werden. Mit ähnlichen Vorgängen hat man es auch beim Pick-and-Place in der Elektronikfertigung zu tun. Eine gängige Praxis ist es, Maschinen mit Hilfe von Transportshuttles mit Nachschub zu versorgen. Diese können ebenfalls auf den Linearachsen fahren. Dabei können mehrere Shuttle zeitversetzt exakt die gleiche Stelle anfahren; ihr Einsatz erhöht die Produktionsgeschwindigkeit. In der Verpackungsindustrie lassen sich mit den Antrieben viele Produkte schnell umsetzen oder palettieren. Generell eignen sich die Geräte für Einpressvorgänge aller Art. Das gilt sowohl für Stecker, die mit einer exakt definierten Kraft in eine Elektronikbaugruppe eingepresst werden sollen, als auch für Fügeverbindungen, wo beispielsweise zwei Kunststoffteile miteinander verpresst werden. Und schließlich sind sie – wegen ihrer Verschleißarmut und somit ihres geringen Abriebs – die geeignete Lösung für den Einsatz in Reinräumen. Diese Fülle von Anwendungsbeispielen macht eins deutlich: dem Einsatz der flexiblen Linearachsen sind kaum Grenzen gesetzt. Stefan Spiekermann, Nora Homburg

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