Winkelmesser und Präzisionslager als integrierte Baugruppe

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MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Da Heidenhain sowohl die Lager als auch die Messgeräte herstellt, lassen sich beide Funktionsbaugruppen problemlos integrieren. Im Vergleich zu einer konventionellen Lösung sind weniger Komponenten nötig, dadurch ergeben sich weniger Fügestellen. Dies ermöglicht die extrem kompakte und steife Bauform mit besonders geringen Bauhöhen. Aktuell stehen Winkelmessmodule mit 35 mm und 100 mm Hohlwelle zur Verfügung.

Die robuste Alternative zum Luftlager: Wälzlager

Die verbauten Wälzlager sind speziell an die Anforderungen hochgenauer Rundachsen angepasst. Wesentliche Merkmale sind hohe Führungsgenauigkeiten, hohe Steifigkeiten, geringe Anlaufmomente und gleichmäßige Dauerdrehmomente. Außerdem wurde Wert auf möglichst kleine Abmessungen und geringe Massen gelegt. Hohe Dreh- und Tragzahlen standen dabei nicht im Vordergrund. Die Messgeräte entsprechen den Anforderungen für typische Anwendungen in der Metrologie. Wesentlich sind hier eine sehr hohe Auflösung, Signalqualität und gute Wiederholgenauigkeiten auch bei variierenden Einsatztemperaturen. Dafür kommen wahlweise inkrementale oder absolute Messgeräte zum Einsatz.

Bei den Messgenauigkeiten des integrierten Winkelmessgeräts sind vor allem die Systemgenauigkeit und die Wiederholgenauigkeit entscheidend für die Spezifikation des Winkelmessmoduls. Zur Beurteilung der Lagergenauigkeit ist, entgegen der oft genannten Rundlaufgenauigkeit, vor allem die Führungsgenauigkeit des Lagers ausschlaggebend. Sie gibt die Abweichung der Ist- von der idealen Soll-Drehachse des Lagers an. Spezifiziert sind daher die radiale und die axiale Führungsgenauigkeit des Lagers sowie der Taumel. Weiterhin werden die reproduzierbaren von den nicht reproduzierbaren Fehlern unterschieden. Das ermöglicht schließlich eine qualifizierte Aussage zu allen Komponenten der Führungsgenauigkeit und eine klare, von Fremdeinflüssen bereinigte Information zur tatsächlichen Güte des Lagers.

Nicht nur robuster, sondern auch einfacher zu handhaben

In vielen Anwendungen ist eine möglichst gute reproduzierbare Führungsgenauigkeit des Lagers maßgeblich. Unter diesem Aspekt können Winkelmessmodule durchaus eine Alternative zu luftgelagerten Achsen darstellen. Zwar ist zweifellos die absolute Führungsgenauigkeit eines Luftlagers in vielen Fällen besser als die eines Wälzlagers. Jedoch ist die Wiederholgenauigkeit der Winkelmessmodule von Heidenhain mit der Führungsgenauigkeit eines Luftlagers vergleichbar. Zudem ist die Steifigkeit der Heidenhain-Wälzlager mindestens um den Faktor 10 höher als bei Luftlagern vergleichbarer Größe. Damit können sie bei Achsen, auf die Kräfte einwirken, tatsächlich die genauere Lösung darstellen. Darüber hinaus sind Wälzlager im Allgemeinen unempfindlicher gegenüber Stoßbelastungen und benötigen keine kontrollierte Luftversorgung, sie sind also robuster und einfacher in der Handhabung.

Die Winkelmessmodule sind ausgelegt für geringe bis mittlere Drehzahlen und mittlere Lasten bei höchster Lagergenauigkeit sowie höchster Wiederholgenauigkeit. Für die perfekte Abstimmung auf die individuellen Anforderungen sind kundenspezifische Modifikationen möglich. Dazu zählen die mechanischen Anbaubedingungen, die individuelle Anpassung der Lagerung an die Anforderungen der Applikation (wie Vorspannung, Schmierung, Druckwinkel und Werkstoffe) sowie die Art der Maßverkörperung und die elektrische Schnittstelle zur Folgeelektronik. MM

* Dipl.-Ing. (FH) Andreas Hager ist Senior Product Manager Encoders bei der Dr. Johannes Heidenhain GmbH in 83301 Traunreut

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