Linearbewegungssysteme – bestehend aus einer Basis oder einem Gehäuse, einem Führungssystem und einem Antriebsmechanismus – sind in einer Vielzahl von Designs und Konfigurationen erhältlich und eignen sich für nahezu jede Anwendung.Und weil ihre Designs so vielfältig sind, werden sie oft nach den wichtigsten Konstruktions- und Funktionsprinzipien kategorisiert.Ein typisches Beispiel: Der Begriff „Aktuator“ bezieht sich typischerweise auf ein lineares Bewegungssystem mit einem Aluminiumgehäuse, das die Führungs- und Antriebsmechanismen umschließt;Systeme, die als „Tische“ oder „XY-Tische“ bezeichnet werden, sind üblicherweise mit einer flachen Grundplatte konstruiert, auf der die Führungs- und Antriebskomponenten montiert sind;und „linearer Tisch“ oder „linearer Translationstisch“ bezieht sich typischerweise auf ein System, dessen Aufbau einem linearen Tisch ähnelt, das jedoch darauf ausgelegt ist, Fehler bei der Positionierung und Bewegung zu minimieren.
Lineare Bewegungssysteme können drei Arten von Fehlern aufweisen: lineare Fehler, Winkelfehler und planare Fehler.
Lineare Fehler sind Fehler in der Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit, die sich auf die Fähigkeit des Systems auswirken, die gewünschte Position zu erreichen.
Winkelfehler – allgemein als Roll-, Nick- und Gierfehler bezeichnet – beinhalten eine Drehung um die X-, Y- bzw. Z-Achse.Winkelfehler können zu Abbé-Fehlern führen, bei denen es sich um Winkelfehler handelt, die durch den Abstand verstärkt werden, beispielsweise den Abstand zwischen einer Linearführung (der Quelle des Winkelfehlers) und der Werkzeugspitze eines Messgeräts.Es ist wichtig zu beachten, dass Winkelfehler auch dann vorhanden sind, wenn sich der Tisch nicht bewegt, sodass sie sich negativ auf statische Vorgänge wie Messen oder Fokussieren auswirken können.
Planare Fehler treten in zwei Richtungen auf: Abweichungen in der horizontalen Ebene, die als Geradheit bezeichnet werden, und Abweichungen in der vertikalen Ebene, die als Ebenheit bezeichnet werden.
Obwohl es keine Regeln oder strengen Richtlinien dafür gibt, was einen Lineartisch ausmacht, gelten sie allgemein als die präziseste Kategorie von Linearbewegungssystemen.Wenn ein System als Lineartisch bezeichnet wird, wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass das System nicht nur eine hohe Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit, sondern auch geringe Winkel- und Planarfehler bietet.Um dieses Leistungsniveau zu erreichen, folgen Hersteller im Allgemeinen hinsichtlich der Konstruktion und der Art der im Bühnenbild verwendeten Komponenten mehreren Grundsätzen.
Dieser Lineartisch verwendet Profilschienen-Umlauflager mit Linearmotorantrieb.
Erstens: Im Gegensatz zu anderen Linearbewegungssystemen, die üblicherweise ein Aluminiumprofil oder eine Aluminiumplatte als Basis verwenden, beginnt ein Lineartisch mit einer präzisionsgeschliffenen Basis.Bühnen, die für ein Höchstmaß an Ebenheit, Geradheit und Steifigkeit konzipiert sind, verwenden häufig eine Basis aus Stahl oder Granit, obwohl in einigen Designs auch Aluminium verwendet wird.Stahl und Granit haben außerdem niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizienten als Aluminium, sodass sie in Umgebungen mit extremen oder schwankenden Temperaturen eine bessere Dimensionsstabilität aufweisen.
Auch das Linearführungssystem trägt zur Geradheit und Ebenheit des Verfahrwegs bei, daher sind die Führungsmechanismen der Wahl für einen Lineartisch hochpräzise Profilschienen,Kreuzrollenschlitten, oderLuftlager.Diese Führungssysteme bieten außerdem eine sehr steife Unterstützung, um Winkelfehler zu reduzieren, die zu Abbé-Fehlern führen können, wenn zwischen dem Ursprung des Fehlers (der Führung) und dem interessierenden Punkt (Werkzeugpunkt oder Lastposition) ein Versatz besteht.
Während viele Arten von Linearbewegungssystemen hochpräzise Antriebsmechanismen verwenden, nutzen Lineartische überwiegend eine von zwei Technologien: eine hochpräzise Kugelumlaufspindel oder einen Linearmotor.Linearmotoren bieten in der Regel das höchste Maß an Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit, da sie die Nachgiebigkeit und das Spiel, die einem mechanischen Antriebsstrang und der Kopplung zwischen Antrieb und Motor innewohnen, eliminieren.Für den Sonderfall von Positionierungsaufgaben im SubmikrometerbereichPiezoaktorenoderSchwingspulenmotorensind aufgrund ihrer hochpräzisen, wiederholbaren Bewegung typischerweise die Antriebsmechanismen der Wahl.
Obwohl der Begriff „Lineartisch“ ein einachsiges Bewegungssystem impliziert, können Tische zu mehrachsigen Systemen wie XY-Tischen kombiniert werden.planare Bühnenund Portalbühnen.
Dieser zweiachsige Portaltisch verwendet Luftlager und Linearmotoren auf einer Keramikbasis.
Bildnachweis: Aerotech
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. März 2023