Welche Arten von Linearmodulen gibt es?

Thema: Welche Arten von Linearmodulen gibt es?

In dieser Ausgabe sprechen wir über Linearmodule mit Linearmotor. Es scheint, dass jeder Module kennt, aber basierend auf unseren Erfahrungen und den Anfragen unserer Kunden haben wir festgestellt, dass viele Kunden sich der Vorteile dieser Lösung nicht bewusst sind. Wir werden die verschiedenen Technologien auf dem Markt erklären, wie man sie richtig verwendet und vor allem, wie man die häufigsten Fehler vermeidet. Der Mechatronik-Ingenieur kann heute einige Schlussfolgerungen darüber ziehen, welche Arten von Linearmodulen existieren und wann es empfehlenswert ist, sie zu verwenden.

Unter dem Begriff „Linearmodul mit integriertem Linearmotor“ verstehen wir eine vorgefertigte elektromechanische Einheit, eine Plug & Play-Lösung, die bereit für die Integration in die Maschine ist. Das Linearmodul mit integriertem Linearmotor besteht aus einem Basisprofil, Linearlagern, einem Linearmotor, einem linearen Encoder, einem beweglichen Schlitten mit Anschluss und Endanschlägen mit Dämpfern. All dies ist montiert und geprüft. Das Linearmodul hat einen Funktionstest bestanden und erfüllt die im Katalog angegebenen technischen Eigenschaften.

Um die Linearmodule in Gruppen zu unterteilen, gibt es eine Reihe von Hauptmerkmalen wie Präzision, Dynamik oder Anwendungsart. Es gibt tatsächlich eine Vielzahl von Kriterien, die sind:

Das Modulfundament kann aus Granit, Stahl, bearbeitetem Aluminium, Kohlefaser oder extrudiertem Aluminium bestehen. Granitfundamente werden in Präzisionsanwendungen oder bei thermischer Stabilität verwendet, Stahlfundamente für Anwendungen mit hohen Lasten, gefrästes Aluminium für Präzisionsanwendungen, Kohlefaser für dynamische Anwendungen und extrudiertes Aluminium für Automatisierungsanwendungen (fokussiert auf Dynamik und weniger auf Präzision).

Si hablamos de motor lineal, las guías que suelen utilizarse a menudo son guías de recirculación de bolas, guías de rodillos cruzados o rodamientos de aire. Estos últimos se utilizan en aplicaciones de máquinas de test con poco recorrido pero alta dinámica y en aplicaciones de metrología.

Wir können die Linearmodule nach dem Typ des Linearmotors unterteilen, zum Beispiel in Ironcore-Motoren (mit Eisenkern), Ironless-Motoren (ohne Eisenkern) und Tubularmotoren.

In Linearmodulen werden fast alle verfügbaren Technologien verwendet, wie z. B. optische Encoder für Hochpräzisionsanwendungen, induktive Encoder für verschmutzte Umgebungen und magnetische Encoder für kostengünstige Anwendungen. Encoder werden in zwei große Gruppen unterteilt: inkrementale Encoder und absolute Encoder. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, funktionale Sicherheitsfunktionen hinzuzufügen, um die Norm EN 61508 zu erfüllen.

Wir sprechen von spezifischen Anwendungen. Zum Beispiel erfordern Anwendungen im Vakuum oder in wasserreichen Umgebungen die Verwendung sehr unterschiedlicher Materialien und Komponenten.

Wir können die Linearmodule nach ihrer Tragfähigkeit unterscheiden, die von wenigen Gramm bis hin zu erheblichen Gewichten reicht. In diesem Fall ändert sich die Größe der Achse und das Design muss robuster sein.

Es gibt eine Vielzahl von Lösungen für Umgebungen mit Schmutz, Staub, Wasser und anderen Verunreinigungen.

Die Auswahl eines Linearmoduls beginnt mit der Erfassung der Anwendungsdaten. Dazu gehören das dynamische Profil und die Beschreibung der gewünschten Bewegung, das Gewicht oder die zu bewegende Last, Hebel oder Reaktionsarme und die Position des Schwerpunkts der Last, der Nutzweg, die Umgebungsbedingungen und Temperatur, der gewünschte Encodertyp, das Kommunikationsprotokoll, das verwendete Servodrive-Modell usw.

Es werden Berechnungen der statischen und dynamischen Lasten, der Motorleistung und des Stromverbrauchs, eine thermische Simulation des Motorzyklus, die statische und dynamische Durchbiegung, die Lebensdauer, die Berechnung der Eigenfrequenzen, FEM-Simulationen usw. durchgeführt. Auf Basis dieser Daten wird das geeignete Linearmodul mit dem optimalen Motortyp und Encoder für jede Anwendung ausgewählt.

Es gibt eine Vielzahl von Leistungsmerkmalen, die durch die Direct-Drive-Technologie (Linearmotor) verbessert werden können. Hervorzuheben sind Verbesserungen in der Dynamik und Geschwindigkeit (sowie Beschleunigung und Ruck), Produktivitätssteigerungen, Verbesserungen im dynamischen Verhalten einer sich bewegenden Achse, Reduktion von Resonanzen und Vibrationen, Verkürzung der Stabilisationszeit, Reduktion von Wartung und Ausfällen (Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit), Verringerung des benötigten Montageplatzes, Verlängerung des Nutzwegs usw.

Ebenso kann eine Vereinfachung des mechanischen Designs hervorgehoben werden, bei der weniger mechanische Komponenten verwendet werden, was die Design- und Montagezeit verkürzt.

Alle Hochtemperaturanwendungen (über 70-80ºC), Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, bei denen eine Reinigung mit hochtemperaturbeständigen Reinigungsmitteln erforderlich ist, Anwendungen mit magnetischem Staub in der Luft und vertikale Anwendungen mit einer zu bewegenden Last von über 30 kg sind für diese Technologie nicht empfehlenswert.

Lassen Sie uns Ihre Anwendung analysieren, und wenn sie in unseren Leistungsbereich passt, stellen wir Ihnen eine Demo-Einheit zur Verfügung, damit Sie einen vollständigen Test durchführen können. Dies geschieht in Ihrem Unternehmen, mit Ihrer üblichen Elektronik und mit Unterstützung unserer Experten. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass alles passt, bevor das neue Design beginnt.

Es gibt verschiedene Arten von Linearmodulen, die an unterschiedliche Anwendungen angepasst sind. Die Basen können aus Granit, Stahl, bearbeitetem Aluminium, Kohlefaser oder extrudiertem Aluminium bestehen, jede mit spezifischen Vorteilen in Bezug auf Präzision und Tragfähigkeit. Die Führungen umfassen Kugelumlaufführungen, Kreuzrollenführungen und Luftlager, und die Motoren können Ironcore, Ironless oder Tubular sein. Die Encoder können optisch, induktiv oder magnetisch sein und können inkremental oder absolut sein.

Um das geeignete Modul auszuwählen, müssen die Anwendungsdaten berücksichtigt und Berechnungen sowie Simulationen durchgeführt werden. Die Direct-Drive-Technologie verbessert die Dynamik und Geschwindigkeit und reduziert den Wartungsaufwand, ist jedoch nicht für hohe Temperaturen, bestimmte Lebensmittelumgebungen, magnetischen Staub und vertikale Anwendungen mit schweren Lasten geeignet. Wenn Sie wissen möchten, welche Arten von Linearmodulen für Ihre Maschine am besten geeignet sind, wenden Sie sich an das Sinadrives-Team.