Linearantrieb vs. Kugelrollspindel, Welche Vor- und Nachteile haben beide Systeme?

Hallo Forumsgemeinde

wir sind bei der Überlegung eine kleine HSC-Maschine zu beschaffen.

nun stellt sich mir die Frage ob mit Linearmotor oder Kugelrollspindeln.

Welche Vorteile und Nachteile haben beide Systeme?

Von Linearmotoren verspreche ich mir eine längere Dauergenauigkeit der Maschine weil es ja keine mechanischen Komponenten mehr gibt die einem Verschleiß unterliegen(außer den Führungen).

Aber wo Licht ist ist bekanntlich auch Schatten .Also schreibt doch mal was euer Wissenstand bzw. Erfahrungen zum Thema sind.

Gruß Jörg

Hallo Jörg

Ich arbeite an einer Maschine mit Linearmotoren. Vorteilhaft ist sicher dass Linearmotoren dynamischer sind als Kugelgewindetriebe, das wirkt sich beim HSC-Fräsen deutlich aus. Die Maschine hat eine höhere Beschleunigung. Als sicher nicht kaufentscheidendes Argument wäre noch, dass der Linearantrieb fast geräuschlos Arbeitet, ich empfinde dass als sehr angenehm zum Arbeiten.
In der Regel haben Linearmotoren eine deutlich höhere Verfahrgeschwindigkeit als Kugelgewindetriebe, da du jedoch schreibst, dass ihr eine kleine Maschine kaufen wollt, ist das sicher kein grosser Unterschied ob mit 50 oder 100m/min gefahren wird.

Was sicher ein Nachteil der Linearmotoren ist, ist der höhere Energieverbrauch.


Gruss Fäbe

Hallo

@ Fäbe: das sind ja fast nur Vorteile für den Linearantrieb. An was für einer Maschine arbeitest du denn?
Wenn ich sage kleine Maschine denke ich so an Mikron HSM 400.

Mir stellt sich aber die Frage warum dann nicht schon alle Maschinen mit Linearmotoren ausgerüstet werden ? ich denke mal nicht das sich der Preis dieser beiden Systeme groß unterscheidet.
Habe auch schon von einem Vertreter eines HSC Anbieters gehört das die Kugelrollspindeln auch Vorteile gegenüber Linearmotoren besitzen. Aber welche sind das?
Stellt die Steuerung von Linearmotoren solch große Anforderungen das sie nicht von allen Herstellern genutzt werden ? (sondern eher von den Großen)

schon mal Danke für eure Antworten

Gruß Jörg

Hi,



ganau das ist das ausschlaggebende - der "L-Motor" ist teurer (vomöglich hat er auch noch Wasserkühlung), Abdichtung gegen Späne aufwendiger (teurer) , Regler/Steuerung kann ich nicht sagen... Aus meiner Sicht jedoch ist eine bessere Lösung als Spindel.

G. thomas

Hallo,

habe selbst noch nicht mit Linearmotoren gearbeitet, aber ich habe schon Maschinen gesehen welche einen hohen Achsvorschub hatten. Nach kurzer zeit bei einer recht jungen Maschine haben die Kugelumlaufspindel in X und Y sehr laut geknallt.

Von daher kann ich in Sachen Verschleiß im Bezug auf viel m/min so wie viel m/min² auch bei kleinen Maschinen Linearmotoren empfehlen.

MfG

Ich arbeite an einer DMC75V-Linear (heute HSC75-Linear) von DMG.

Wie Myca schrieb, sollten die L-Motoren gekühlt werden. An Meiner Maschine befindet sich ein Kühlaggregat für die Spindel und L-Motorkühlung. Über die Regelung kann ich dir nichts sagen, ich weiss nur dass bei mir eine iTNC530 dranhängt. Die genauen Regelkarten habe ich noch nie speziell angeschaut und verglichen.

Das mit den Geschwindigkeiten bezog ich eher auf die Argumentation der Maschinenherstellern, welche einem die hohen Eilgänge verkaufen wollen. Meiner Meinung ist bei 400 bis 500mm Verfahrweg nicht entscheidend ob mit 50 oder 100m gefahren wird. Vom Verschleiss her sind L-Motoren natürlich klar im Vorteil.

Gruss Fäbe

Hallo

Wir haben auch eine Maschine mit Linearmotoren in den Achsen, eine Röders RXP500.
Die max. Verfahrgeschwindigkeit ist bei denen (Röders) eher kein Verkaufsgrund, da sie die Eilgänge recht weit einschränken in Bezug auf Geschwindigkeit <-> Verfahrweg (RXP bis 800mm Verfahrweg max. 40m/min). Damit soll unter anderem auch der Verschleiß der Führungen begrenzt werden.
Die Linearmotoren werden gekühlt. Dies müssen sie auch, da sie aufgrund der Bauform weder die Eigenwärme gut abführen können noch ein mitdrehender Lüfter für Kühlluft sorgen könnte. Dies betrifft aber alle Maschinen mit Linearmotoren, dies ist meiner Meinung nach einfach technisch bedingt.
Was in den (sehr) seltenen Fällen ein Nachteil sein kann ist eine evtl. nötige Rotorlagenidentifikation. Nachteilig wegen des nötigen manuellen Eingriffes und dabei evtl. auftretenden Problemen in Verbindung mit hohen Werkstücken. Wobei ich nicht weis, ob dies eine Röders-Eigenart ist oder ob das bei anderen Herstellern auch vorkommt.
Des Weiteren bleiben wie schon angeführt die höheren Kosten der Linearmotoren gegenüber "normalen" Kugelrollspindel-Antrieben (sofern beide Versionen angeboten werden).
Die Verschleißfreiheit auf Seiten des Motors und die mögliche Dynamik sind die größten Pluspunkte. Die schon angesprochene Geräuscharmmut kommt auch dazu, wobei dies auch in erheblichem Maße vom jeweiligen Maschinenaufbau selbst abhängt.


Warum nicht alle Hersteller Linearmotoren einsetzten ist auch abhängig von der Einstellung des Herstellers selbst. Manche sehen die Vorteile als nicht ausreichend, zumal im Bereich Verfahrgeschwindigkeit die Kugelrollspindeln auch aufgeholt haben (Konkurrenz belebt das Geschäft). So bleiben manch Hersteller bei den seit langem bewährten Kugelrollspindeln, andere nutzen die Vorteile der Linearmotoren für ihre Maschinen.

Man kann meiner Meinung nach nicht sagen dass ein Konzept total überlegen ist. Beide haben ihre Berechtigungen und ich denke nicht, dass Kugelrollspindeln so schnell aussterben werden.
Und beide Versionen haben ihre Vor- und ihre Nachteile.

Gruß Gerd

Als Pluspunkt für die Kugelumlaufspindel gibts noch das man mit ihnen größere Vorschubkräfte erzeugen kann als mit Linearantrieben.
Der höhere Energiebedarf bei Linearmotoren im Betrieb und zum Kühlen wurde ja schon als negative Punkte genannt.

Gruß, Mike

Hallo

Erstmal danke für eure Antworten.

@ gekufi Du erwähnst eine Rotorlagenidentifikation. Wie muss man sich das vorstellen, wie eine Art Referenzpunktfahrt ?

Wir haben uns auch eine Röders RXP 500 DS anbieten lassen und Röders verbaut nach ihren Angaben nur noch Linearantriebe.
Ich denke mal das bei diesen kleinen Verfahrwegen 40 m/min Eilgang auch ausreichend sind den der Zeitvorteil beträgt da ja nur noch Sekundenbruchteile.

Habe da auch noch einen interessanten Beitrag gefunden:

Linearmotoren


Gruß Jörg

Hallo


Nicht ganz, aber in Teilen ähnlich. In bestimmten Fällen (z.B. Notaus bei schnellen Bewegungen,) kann es sein, das die Steuerung nicht direkt erkennt, wie der Stator gegenüber dem "Rotor" steht. Dann muss die Rotorlagenidentifikation durchgeführt werden. Dabei müssen alle Achsen frei beweglich sein, also weder am Arbeitsraumende noch mit einem Werkzeug an einem Werkstück stehen.
Aber die Bewegungen sind nur minimal (im Normalfall) und während dieser Rotorlagenidentifikation hört man eine Art an- und abschwellendes Pfeifen. Das dauert im Normalfall nicht mal eine halbe Minute.

Die Rotorlagenidentifikation ist aber vom Anfahren der Referenzpunkte unabhängig.

Gruß Gerd

Bei uns stehen von der kleinen Baugrösse der HSM / XSM Maschinen nur noch LP's rum.

Die Linearmotoren werden natürlich gekühlt, und zwar parallel, nicht seriell.


Die LP Maschinen erzeugen bei Microbearbeitungen deutlich bessere oberflächengüten, das Bahnverhalten der Maschine ist im allgemeinen einen Level genauer als mit einem KGT.

in Punkto Verfahrgeschwindigkeiten (HSM = 60'000mm/min / XSM = 100'000mm/min) ist das ja keine extreme erhöhung gegen das "alte" Antriebskonzept.
Die Beschleunigung an sich ist auch nicht signifikant höher.

Jedoch der Ruck wurde auf den 400er XSM's auf 600mm/s3 erhöht.

Dies wirkt sich bei sehr kleinen verfahrbewegungen aus.

Bspw. beim Gravieren einer Schrift mit F bspw. 800mm/min wird der vorschub auch wirklich erreicht (Die schrift war ca. 3mm hoch)


Für den Formenbau sicherlich die beste Wahl.


http://www.gfac.com/gfac/news/news-detail/...Hash=b69f50bb4b

Hallo zusammen,

im Maschinenpark meines Arbeitgebers befinden sich im Bereich Formenbau 24 Maschinen unterschiedlicher Grösse ( Hermle C50 bis Forrest Line ). Dort ist es sehr laut, die Maschinen werden mechanisch stark beansprucht. Kugelumlaufspindel sind dort die bessere Wahl.

Ich bin im Bereich Modellbau beschäftigt. Dort Haben wir eine Jobs LinX Design ( X 7200, Y 4000, Z 2200, C+-200°, A +-100°) im Einsatz. Eine zweite Maschine von Jobs Compact (X2000, Y 3000, Z 1500, C+-200°, A+-100°) wird momentan aufgebaut.
Beides sind in allen Achsen Linearmotoren betrieben. Mit den Antrieben und deren Steuerung hatten wir in zwei Jahren noch keine Probleme. Der Stromverbrauch liegt zwar höher, aber durch die geringeren mechanischen Verschleiss relativiert sich das mit der Zeit.

Wir haben eine CTX 520 linear (drehmaschine). Bei der reichen schon relativ kleine Vibrationen beim Wendeplattenbohren (bei DM >50) und sie geht in den Notaus. Unsere Maschinen mit KRS sind da deutlich unempfindlicher.