Maximaler Gleichlauf gefordert

Eisenbehaftete Linearmotoren bündeln den magnetischen Fluss durch die Anordnung der Wicklung in den Nuten eines Blechpakets (Eisenkern). Dadurch lassen sich sehr hohe Kraftdichten erzielen. Bei dieser Bauart herrschen allerdings auch sehr hohe magnetische Anziehungskräfte zwischen Primär- und Sekundärteil. Die Nutzung des Blechpakets erzeugt tangentiale Kraftkomponenten in Bewegungsrichtung. Diese führen zu Rastkräften und zusammen mit Sättigungseffekten und Wicklungseinflüssen zur Welligkeit der Betriebskraft.

Rexroth bietet seit 1992 eisenbehaftete Linearmotoren an. Die aktuelle Baureihe MLF besteht aus einem Baukastensystem mit sechs unterschiedlichen Primärteilbaugrößen und -längen und bietet Maximalkräfte von 800 bis 21.500 Newton. Diese Baureihe hat eine hohe Schutzart (IP65), vollständige Edelstahlkapselung und integrierte Flüssigkeitskühlung. Bei der Ausführung mit der sogenannten Thermokapselung wird die maximale Temperaturerhöhung an der Anschraubfläche gegenüber der Kühlmitteleingangstemperatur auf ¿zwei Kelvin begrenzt. Dies ist gerade bei Flachschleifmaschinen, bei denen Ausdehnungseffekte die Produktqualität direkt beeinflussen, von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der hohen Kraftdichte und Schutzart findet die Baureihe MLF Anwendung in Applikationen, bei denen man hohe Lasten in rauer Umgebung bewegen muss. Hauptachsen von Werkzeugmaschinen sind ein Beispiel hierfür.

Wesentlicher Unterschied der neuen Baureihe ist der eisenlose Aufbau des Primärteils. Das heißt, die dreiphasige Kupferwicklung ist lediglich in Kunststoff vergossen und nicht in einen Eisenkern eingelegt. Der Primärteilträger besteht aus Aluminium und dient zur Montage des Primärteils und zur Wärmeabfuhr. Zur Verminderung von magnetischen Streufeldern sind die Magnete in einem U-förmigen Eisenjoch gegenüberliegend angeordnet und umfassen das Primärteil. Durch diesen Aufbau treten zwischen Primär- und Sekundärteil keine Anziehungskräfte auf. Rastkräfte und Sättigungseffekte treten ebenfalls nicht auf. Die Baureihe MCL besteht aus vier Baugrößen mit abgestuften Baulängen und einem Maximalkraftspektrum von 20 bis 3.320 Newton. Dies ermöglicht Antriebe mit Beschleunigungen von bis zu 300 m/s² und Maximalgeschwindigkeiten bis zu 1.400 m/min. Typische Anwendungen der eisenlosen Linearmotoren sind Applikationen, bei denen man kleine Massen mit maximal möglichen Taktraten sehr genau bewegen muss. Dazu zählen unter anderem Bestückungsautomaten in der Halbleitertechnik.

Eine lineare Antriebseinheit besteht nicht allein aus Primär- und Sekundärteil eines Linearmotors. Zusätzlich sind abgestimmte Linearführungen, ein Längenmesssystem und Antriebsregler notwendig, um ein optimales Antriebssystem zu realisieren. Häufig übernehmen Kugelschienen die Führung des Linearmotors. Der Antriebsspezialist bietet ein umfassendes Portfolio an Führungsschienen und Führungswagen an. Ebenfalls im Programm des Herstellers ist das IMS, ein integriertes Messsystem für Linearführungen. Die Implementierung der Maßverkörperung in die Führungsschiene und des induktiven Messkopfs in den Führungswagen vereinfacht die Integration in die Maschinen. Das IMS erreicht eine absolute Genauigkeit von ±3 µm und ist äußert robust. Mit den Kompaktantrieben Indra Drive Cs oder dem Motion-Control-System NYCe4000 sind maßgeschneiderte Reglersysteme mit flexibler Architektur verfügbar. Dank ihrer universellen Geberschnittstellen lassen sie sich mit verschiedenen Längenmesssystemen kombinieren. Denn nur im Zusammenspiel von hochauflösendem Messsystem und intelligentem Servoregler lässt sich die Positioniergenauigkeit der eisenlosen Linearmotoren vollständig nutzen.

jg