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Antriebsforschung Kleinere und leichtere Antriebe dank magnetintegrierter Führung

Autor / Redakteur: Berend Denkena, Benjamin Bergmann, Patrick Ahlborn und Jonathan Fuchs / Peter Königsreuther

Mehrkoordinatenantriebe positionieren bewegte Komponenten in Maschinen mit nur einem Motor exakt in mehreren Achsen. Forscher zeigen nun, wie sich das Gewicht und die Größe dieser Antriebe mit magnetintegrierten Führungsflächen reduzieren lassen.

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Das Innere einer Dreh-Fräs-Maschine CTX beta 800 TC von DMG Mori. In ihr wird der IFW-Antrieb getestet.
Das Innere einer Dreh-Fräs-Maschine CTX beta 800 TC von DMG Mori. In ihr wird der IFW-Antrieb getestet.
(Bild: IFW)

Durch eine magnetintegrierte Führungsfläche entsteht am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) ein kompakter Mehrkoordinatenantrieb. Die Führungsfläche wird direkt in den mit NdFeB-Magneten besetzten Abschnitt des Rotors integriert. Das erhöht die Dynamik und reduziert den Platzbedarf des speziell für Dreh- und Fräsmaschinen entwickelten Antriebs. Ein geeigneter Gleitbelag der Führungsfläche muss hohe Oberflächenqualitäten und gute mechanische Eigenschaften haben. Deshalb wurden verschiedene Beläge zuvor messtechnisch auf ihre Belastbarkeit und Oberflächenqualitäten hin untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Die Ausgangslage

In üblichen Werkzeugmaschinen werden mindestens zwei Achsen zur Positionierung in mehreren Freiheitsgraden seriell angeordnet. Deshalb summieren sich die Nachgiebigkeiten der überlagerten Achsen und damit auch der resultierende Positionierfehler. Diese variierende Dynamik begrenzt letztlich die Gesamt­dynamik der Maschine. Am IFW wird nun ein linearrotatori- scher Mehrkoordinatenantrieb erforscht, der keine serielle Kinematik braucht. Dabei kooperiert man mit dem Werkzeugmaschinen-Hersteller Gildemeister-Drehmaschinen GmbH und dem Spindelhersteller Franz Kessler GmbH.