Positioniersysteme aus CFK

Dynamisch positionieren

Verbundwerkstoffe erleichtern die Sache
X-Y-Positioniersystem mit CFK-Achse
Die Jenaer Antriebstechnik (JAT) setzt als einer der ersten Anbieter seit etwa einem Jahr Kohlefaser-Verbundwerkstoffe (CFK) bei Positioniersystemen ein. Ausgangspunkt dieser technischen Lösung war das Bestreben, die Produktivität eines optischen Inspektionssystems für elektronische Leiterplatten zu steigern.


Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt elektrische Servoantriebe, die in der Industrieautomatisierung in den verschiedensten Branchen zum Einsatz kommen, sowie komplette Positioniersysteme, die aufgrund der mit dem Kunden abgestimmten Schnittstellen problemlos in dessen Maschine integriert werden können. Der Kunde profitiert dabei von der langjährigen Applikationserfahrung der Jenaer Spezialisten in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten.

Die Anforderungen an die Genauigkeiten der Positioniersysteme sind mittlerweile sehr hoch. Für den Einsatz in Prüfsystemen für Leiterplatten werden aufgrund der immer höheren Integrationsdichte und der damit verbundenen immer feineren Strukturen Positionierauflösungen im einstelligen Mikrometerbereich und besser erforderlich. Da die Prüfsysteme ihre Prüfroutinen in möglichst kurzer Zeit abarbeiten müssen, um einen möglichst hohen Durchlauf zu erreichen, ist zudem eine hohe Dynamik der Positionierung gefragt, im Beispiel Beschleunigungen des Bildaufnehmers von bis zu 20 Meter je Quadratsekunde.

Anzeige

Das nun eingesetzte X-Y-Positioniersystem besteht aus einer Linearmotorachse als Träger für eine CFK-Auslegerachse. In der Vorgängerlösung wurde das System als Aluminiumkonstruktion ausgeführt. Ziel der Entwicklung war es, unter Einhaltung der vorgegebenen Ablaufgenauigkeiten, die Dynamik der Positionierung zu erhöhen, ohne die Kosten der Vorgängerlösung zu überschreiten. Möglichkeiten dies zu erreichen, liegen in der Verringerung der bewegten Massen und in der Erhöhung der Struktursteifigkeit der Auslegerachse. Strukturen aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen (CFK) erfüllen diese Anforderungen ideal. Sie zeichnen sich durch minimales Gewicht bei höchster Festigkeit aus. Die meisten CFK-Teile wiegen bis zu 40 Prozent weniger als vergleichbare Aluminiumteile. Ein weiterer Vorteil des Materials liegt darin, dass die mechanischen Eigenschaften für verschiedene Richtungen unterschiedlich gestaltet werden können. Unter Berücksichtigung der Faseranordnung entsprechend der Lastlinien ermöglicht das Material somit auch komplizierte Formgebungen, wodurch ein hoher Integrationsgrad erreicht wird.

Aufgrund der Materialeigenschaften des CFK musste während der Entwicklung ein besonderes Augenmerk auf die Verbindungstechnik zwischen CFK und Metall gelegt werden. Hier wurden neue Wege beschritten, um eine flächige Verteilung der Belastung zu erreichen. Auch die stark unterschiedliche thermische Ausdehnung von CFK und Metall galt es zu berücksichtigen. Durch einen Kompromiss zwischen kraftflussgerechter und fertigungsoptimierter Konstruktion gelang es nach Angaben des Unternehmens, die Kosten für das neue Antriebssystem gegenüber der bisherigen Lösung aus Aluminium gleich zu halten. Letztlich konnte ein Antriebssystem entwickelt werden, das eine deutliche Produktivitätssteigerung des optischen Inspektionssystems um 35 Prozent ermöglicht. Die mechanischen Genauigkeiten wie zum Beispiel Gieren, Rollen und Nicken sind vergleichbar zur Ausführung in Aluminium. Gleichzeitig konnte durch den Einsatz von Lineartechnik die Verfügbarkeit erhöht und der Wartungsbedarf minimiert werden. Aufgrund der Vorteile, die die CFK-Technologie bietet, ist absehbar, dass sie auch im Maschinenbau zunehmend zum Einsatz kommen wird. Kostengünstigere Fertigungsverfahren werden diesen Trend beschleunigen. up

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Komplett-Linearachsen

Anschlussfertige Achsen

Mit den Komplett-Linearachsen Ecomplete hat Jenaer Antriebstechnik die Produktpalette erweitert und bietet mechanisch und elektrisch anschlussfertige Spindelachsen, Zahnriemenachsen und Elektroaktuatoren inklusive Servomotor und Servoverstärker.

mehr...

Automatisierungslösungen

Es geht ganz leicht

Purtec in der Oberlausitz bietet komplexe Leistungen zur Optimierung und Gestaltung von Arbeitsplätzen, Logistikaufgaben sowie Handhabung und Automatisierung. Hierzu gehören kundenspezifische Lösungen sowie Standardkomponenten – Greifer, Hebezeuge,...

mehr...

Transportbänder

In Gotha in drei Schichten

Eine Steigerung des Jahresumsatzes von 3,8 (2011) auf 4,6 Millionen Euro 2012 und die Erhöhung der Mitarbeiterzahl von 50 auf 52 sind positive Botschaften von Ralf-Peter Kroschel, Geschäftsführer der IWB Industrietechnik.

mehr...
Anzeige

Montage- und Prüfanlage

Kontrollierte Montage

Bei H. J. Küpper im sächsischen Cunewalde ist eine Montage- und Prüfanlage von Symacon aus Barleben bei Magdeburg im Einsatz. Bei Küpper entstehen Lagergehäuse für die Automobilindustrie; bei der Montage und Prüfung sowie beim anschließenden...

mehr...

Maschinenbau rechnet mit Belebung

Im Osten wird's hell

Maschinenbau rechnet mit Belebung. Nach verhaltenem Jahresbeginn seien sonnige Aussichten im ostdeutschen Maschinenbau zu erwarten, sagt der VDMA Ost. 82 Prozent der Unternehmen gehen von gleichbleibenden oder besseren Geschäften im zweiten Quartal...

mehr...

Diodenlaser

Laser-Bearbeitung

Die Halbleiterlaser von Jenoptik sind Pumpquellen für Faserlaser und Scheibenlaser. Aufgrund ihres Wirkungsgrades von mehr als 70 Prozent mit geringen Strahldivergenzen garantieren sie hohe Ausgangsleistungen und eine hohe Brillanz bei langer...

mehr...

Kunststoffelemente

Magna fertigt in Meerane

Magna International expandiert mit dem Geschäftszweig Magna Exteriors & Interiors (MEI) und eröffnete einen Produktionsstandort im sächsischen Meerane. MEI siedelt sich mit dem neuen Werk nahe der Heimat von Volkswagen Sachsen an und beliefert...

mehr...