Mikroskopisch genau positionieren
Durch die Kombination von PIEZOAKTOREN mit LUFTLAGERN entsteht ein raffiniertes und robustes Antriebssystem. Es eignet sich für die Montage kleinster Bauteile, bei denen höchste Präzision gefordert wird.Für höchste Präzision im Maschinenbau sind verschiedene Faktoren bestimmend: Zum einen ist das die Auswahl der richtigen Antriebskomponenten. Zum anderen wird ein breites Know-how in der Fertigung von Präzisionsbauteilen, beispielsweise Führungen und Schlitten, benötigt. Entscheidend ist es auch, Reibung zu vermeiden.
Piezoaktor und Luftlager miteinander kombiniert
Die Antriebskonzepte auf Basis der ›nanoLine‹-Serie von IEF-Werner aus Furtwangen eignen sich für die Montage kleinster Bauteile, bei denen höchste Präzision gefordert wird. Sie bestehen aus der Kombination zweier Elemente: einem piezokeramischen Aktuator und einem aerostatischen Luftlager.
Piezoaktoren sind Motoren und besitzen eine hohe Positioniergenauigkeit, eine hohe Dynamik sowie eine hohe Kraftentwicklung. Bei einem Luftlager wiederum sind die beiden zueinander bewegten Bauteile durch einen hauchdünnen Luftfilm, welcher mittels Druckluft erzeugt wird, getrennt. Dadurch erlauben sie eine reibungsfreie Bewegung. Eine weitere Eigenschaft des Luftlagers ist die Vermeidung des Stick-Slip-Effekts, welcher die Positionierbarkeit von Antriebskomponenten erschwert, besonders wenn es um Positionieraufgaben im Mikrometerbereich geht.
Durch die Kombination dieser unterschiedlichen Prinzipien sind die nanoLine-Antriebe robust und zuverlässig. Mit einer Positioniergenauigkeit von 1 μm eignen sie sich für den Einsatz in der Mikromontagetechnik.
Die kompakte Bauform ermöglicht Lösungen für sogenannte Desktop-Factories. Hier muss eine große Anzahl an Produktionsaufgaben auf engstem Raum untergebracht werden. Das kann zu einem Nachteil führen, denn je mehr Technik auf engstem Raum untergebracht wird, desto eingeschränkter ist die Zugänglichkeit. Dies gilt insbesondere, wenn der Maschinenbediener durch Abdeckungen oder Sicherheitsbauteile vor der Mechanik der Maschine geschützt werden muss. Ein Zugriff hat in den meisten Fällen sogar den Stillstand der Maschine zur Folge. Spätestens hier kommt ein weiterer Vorteil von Piezoantrieben zum Tragen. Piezoantriebe sind sehr dynamisch, erzeugen aber nur geringe Kräfte. Maschinen, die so ausgestattet sind, benötigen daher keinerlei Abdeckungen oder kostenintensive Sicherheitsbauteile.
Pick-and-Place-System mit Piezoaktoren
Eine der gängigsten Produktions- beziehungsweise Montagesysteme in der Montagetechnik sind die sogenannten Pick-and-Place-Systeme. Diese bestehen üblicherweise aus mehreren linearen Achsen, welche zusätzlich mit einer Rotationsbewegung kombiniert werden (Bild 1). Bei einem Pickand-Place-System auf Basis der nanoLine-Serie werden alle Achsen von schnellen Piezoaktoren angetrieben (Bild 2). So ausgestattet, können Bauteile von 40 bis 500 g gehoben und mit einer Geschwindigkeit von bis zu 200 mm/s transportiert werden. Das System besitzt eine Wiederholgenauigkeit von weniger als 1 μm.
Hersteller
IEF-Werner GmbH
78120 Furtwangen
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