月: 2023年9月

Was ist eine Grenzlehre für Gewinde?

Grenzlehren für Gewinde sind Prüfvorrichtungen und Lehren, die zur Überprüfung der Abmessungen von Schrauben verwendet werden. Sie werden unter den Prüfvorrichtungen als Grenzlehren bezeichnet, und ein Produkt wird nur dann für zulässig erklärt, wenn das Werkstückgewinde durch die Gewindedurchgangslehren und nicht durch die Anschlaglehren geht.

Grenzlehren für Gewinde gibt es für Außen- und Innengewinde. Die Grenzlehrdorne für Außengewinde werden „Lehrringe“ und die für Innengewinde „Lehrdorne“ genannt und haben eine andere Form, aber die Methode zur Bestimmung von Gut/Schlecht ist die gleiche.

Grenzlehrdorne für Außen- und Innengewinde werden paarweise verwendet, um sowohl die obere als auch die untere Grenze der Norm zu prüfen. Bei Außengewinden sind die Prüfpunkte der Gewindewirkdurchmesser (Dicke des Gewindes) und der Außendurchmesser (Durchmesser am oberen Ende des Gewindes); bei Innengewinden sind es der Wirkdurchmesser und der Innendurchmesser (Durchmesser am oberen Ende des Gewindes). Lehren zur Kontrolle des Wirkdurchmessers haben das Aussehen einer Schraube und werden in Kombination mit einem Werkstückgewinde verwendet.

Zur Überprüfung dieser Verschleißgrenzen gibt es auch Verschleißlehren.

Anwendungen von Grenzlehren für Gewinde

Grenzlehren für Gewinde werden häufig bei der Herstellung von Schrauben, Muttern und anderen Produkten mit Gewinde verwendet. Grenzlehren für Gewinde werden auch nach dem Walzen und Schneiden zur Herstellung von Gewinden und nach Oberflächenbehandlungen wie dem Plattieren verwendet.

Es gibt viele verschiedene Gewindegeometrien, und es ist zeit- und arbeitsaufwendig, sie alle zu messen. Vor allem in der Massenproduktion von Schrauben ist die tägliche Kontrolle mit Grenzlehren für Gewinde weit verbreitet.

Grenzlehren zur Verschleißkontrolle sind auch notwendig, um sicherzustellen, dass der Verschleiß der Grenzlehren die Verschleißgrenze nicht überschreitet und um die Genauigkeit der Grenzlehren zu gewährleisten. Wenn die Grenzlehren zu stark abgenutzt sind, ist es nicht möglich, eine korrekte Entscheidung zu treffen. Um Probleme zu vermeiden, ist es wichtig, den Verschleiß von Grenzlehren zu kontrollieren.

Funktionsweise der Grenzlehren für Gewinde

Die Gewindemaße von Grenzlehren für Gewinde werden mit den für jede Nenngröße und Güteklasse angegebenen Toleranzen hergestellt. Es ist wichtig, Lehren mit der auf der Zeichnung angegebenen Nennweite und Güteklasse zu verwenden.

Der wirksame Durchmesser einer Schraube ist der Durchmesser des hypothetischen zylindrischen Querschnitts, bei dem die Breite der Spitzen und Täler der Schraube gleich ist. Messgeräte zur Überprüfung des effektiven Durchmessers werden so hergestellt, dass sie nur die Flanken (die schrägen Teile des Gewindes, die die Kuppen und Mulden bilden) der Werkstückschraube berühren und die Kuppen und Mulden aussparen, damit festgestellt werden kann, ob der effektive Durchmesser innerhalb der Spezifikation liegt.

Der Außendurchmesser einer Schraube ist der Durchmesser an der Oberseite des Gewindes. Glatte Lehrringe haben einen zylindrischen Innendurchmesser ohne Gewinde und sind so bemessen, dass sie den Außendurchmesser der Schraube prüfen.

Der Innendurchmesser des Innengewindes und der Durchmesser am oberen Ende der Gewindespitze des Außengewindes. Glatte Lehrdorne haben einen zylindrischen Außendurchmesser ohne Gewinde und sind so bemessen, dass sie den Innendurchmesser des Innengewindes prüfen.

Weitere Informationen über Grenzlehren für Gewinde

Werkstoffe für Grenzlehren für Gewinde

Grenzlehren für Gewinde werden durch Einschrauben in das zu prüfende Gewinde verwendet und unterliegen daher dem Verschleiß. Daher benötigen sie einen harten Werkstoff mit hervorragender Verschleißfestigkeit. Sie werden je nach Hersteller aus Lagerstahl, legiertem Werkzeugstahl, Hartmetall usw. hergestellt. Einige Lehren sind auch mit TiN- oder DLC-Beschichtung erhältlich, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

ISO-Normen für Schraubenspezifikationen

Aktuellen Schraubennormen beruhen auf den ISO-Normen. Um unnötige Probleme zu vermeiden, ist es ratsam, sich bei Ihren Lieferanten genau zu erkundigen.

Schichtdicke und effektiver Durchmesser der Schraube

Eine Schichtdicke von 1 µm entspricht 4 µm auf dem effektiven Durchmesser der Schraube. Die Verwendung von Grenzlehren für Schrauben ist auch für die Prozesskontrolle der Oberflächenbehandlung von Schraubenprodukten sehr nützlich. Für Schrauben, die im Freien oder in Umgebungen verwendet werden, in denen Metallrost auftreten kann, ist eine Beschichtung unerlässlich, um die Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, kann die Dicke der Beschichtung erhöht werden, aber eine zu dicke Schicht kann dazu führen, dass die Schraube nicht mehr passt. Die wichtigste Abmessung der Schraube ist der effektive Durchmesser, der geometrisch um das Vierfache der Schichtdicke zunimmt. Bei der Oberflächenbehandlung von Schrauben ist eine sorgfältige Kontrolle vor und nach dem Oberflächenbehandlungsprozess wichtig.

Was ist eine Grenzeinstichlehre?

Grenzeinstichlehren sind ein Werkzeug, mit dem man messen kann, ob der Außendurchmesser eines stabförmigen Objekts (einer Welle) innerhalb eines vorbestimmten Maßes liegt, indem man es zwischen die beiden legt.

Sie werden auch Schnappmessgeräte genannt. Es hat zwei Messkanten, eine auf der Durchgangsseite und eine auf der Anschlagseite, und wird verwendet, um einen Gegenstand zu messen, indem man ihn dazwischen einklemmt.

Der Standardmessbereich beträgt 0-1000 mm mit einer Mindestanzeige von 0,01 mm. Sie sind in einseitiger oder zweiseitiger Ausführung erhältlich, wobei die einseitige Ausführung wegen ihrer einfachen Handhabung weit verbreitet ist.

Anwendungen von Grenzeinstichlehren

Grenzeinstichlehren werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, im Elektromaschinenbau, in der Halbleiterindustrie, in der Steuerungstechnik und im Bauwesen. Sie werden insbesondere für die Prüfung von Produkten verwendet, die eine Genauigkeit im Mikrometerbereich erfordern, für Produkte, die zeitaufwändige Prüfungen erfordern, weil es mehrere Messpunkte für ein einzelnes Produkt gibt, und für eine kleine Anzahl von Produkten.

Beispiele hierfür sind folgende:

• Inspektion von Motorenteilen, z. B. Messung des Außendurchmessers von Motorkolbenformen
• Wartung von Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen
• Teileproduktion für Motorradmodifikationen
• Prüfung der Dicke von dünnen Blechen
• Inspektion von Motorwellen
• Instandhaltung von Präzisionsmaschinen und Prozesssteuerungssystemen
• Messen und Prüfen von Maschinenteilen
• Reparatur von Landmaschinen
• Messen von Teilen mit vorgegebenen Toleranzen bei der Wellen- und Drehbearbeitung
• Dickenmessung von Blechen und Klingen

Funktionsweise von Grenzeinstichlehren

Ein Grenzeinstichlehren ist einfach aufgebaut, wobei die Höchsttoleranz des Wellendurchmessers am Durchgang der Lehre und die Mindesttoleranz am Anschlag der Lehre festgelegt ist. Wenn der Schaftdurchmesser nicht durch den Durchgang geht, ist der Schaftdurchmesser zu groß, und wenn er durch den Anschlag geht, ist der Schaftdurchmesser zu klein.

Das für Grenzeinstichlehren verwendete Material ist SK, ein häufig verwendeter Werkzeugstahl mit einer Härte von HRc 60-62. Die Härte des gehärteten Stahls bestimmt die Verschleißfestigkeit des Messbereichs der Scherenlehre, sodass ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Härte des gehärteten Stahls und der Wahl des Werkstoffs besteht.

SKS-Werkstoffe mit Zusatz von Chrom (Cr) oder Wolfram (W) zu SK-Werkstoffen haben eine bessere Rostbeständigkeit als SK-Werkzeugstähle. Martensitische nichtrostende Stähle mit hoher Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit sowie Gesenkstähle, die durch Wärmebehandlung auf eine hohe Härte gehärtet werden können, werden ebenfalls häufig verwendet. Um die Zuverlässigkeit der Produktions- und Prüfverfahren zu gewährleisten, sollten Messgeräte mit Kalibrierungszertifikaten und Rückverfolgbarkeitsdiagrammen ausgewählt werden.

Was ist ein Ventilantrieb?

Ein Ventilantrieb ist ein Gerät, das zum automatischen Öffnen und Schließen von Regelventilen im Rahmen der automatischen Steuerung von Chemieanlagen, Klimaanlagen usw. verwendet wird, um den Durchfluss von Flüssigkeiten zu regulieren.

Ventile, die dieses Gerät als Antriebseinheit verwenden, werden manchmal als automatische Ventile bezeichnet, während elektrisch betriebene Ventile als Elektroventile bezeichnet werden.

Ventilantriebe gibt es mit pneumatischem, elektrischem oder hydraulischem Antrieb, wobei der pneumatische Typ am häufigsten verwendet wird, da er einfach aufgebaut ist und eine hohe Leistung erbringen kann.

Anwendungen von Ventilantrieben

Ventilantriebe werden häufig in Maschinen eingesetzt, die eine automatische Steuerung von Fluiden erfordern.

Ein typisches Beispiel ist der variable Ventilhubmechanismus in Automotoren, der die Luftmenge im Motor durch Öffnen und Schließen der Einlassventile in Abhängigkeit von der Motordrehzahl reguliert, wodurch die Zündfähigkeit verbessert und eine übermäßige Verbrennung verhindert wird. Dadurch wird die Umweltbelastung verringert und der Kraftstoffverbrauch verbessert.

Andererseits gibt es Ventile mit einer einfachen Ein/Aus-Funktion, die z. B. in automatischen Wasserhähnen in Waschräumen verwendet werden, die in Abhängigkeit von einem Sensor arbeiten.

Funktionsweise der Ventilantriebe

Pneumatische Ventilantriebe verwenden Luft, um einen Kolben im Inneren des Antriebs mit Druck zu beaufschlagen und zu bewegen, der die Kolbenbewegung in eine Rotations- oder Vertikalbewegung der Antriebswelle umwandelt, um das Ventil zu öffnen und zu schließen und den Durchfluss zu steuern. Wenn das Ventil in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden soll, wird die Kraft des Kolbens genutzt, der in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, wenn der Druck weggenommen wird. Zum Einstellen des Luftdrucks wird eine Maschine verwendet, die als Stellungsregler bezeichnet wird.

Sie ist einfach aufgebaut, hat nur wenige Steuerelemente und kann wiederholt eingesetzt werden, ist aber für die Feinsteuerung eher ungeeignet. Auch für den Betrieb der Maschine wird Hochdruckluft benötigt.

Elektrische Ventilantriebe öffnen und schließen Ventile durch Umwandlung von elektrischer Energie in eine Rotations- und Vertikalbewegung des Antriebs. Der Unterschied zwischen pneumatischen und pneumatischen Ventilen besteht darin, dass der Antrieb selbst die Stellung steuert.

Da das Öffnen und Schließen des Ventils direkt elektrisch gesteuert werden kann, ist eine präzisere Steuerung möglich als beim pneumatischen Typ, und der Stellantrieb kann mit nur einer Stromversorgung verwendet werden.  Allerdings ist die Struktur komplex mit vielen Steuerelementen, und die Haltbarkeit ist etwas schlechter.

Was ist ein Linear-Encoder?

Ein Linear-Encoder ist ein Gerät, das mit Hilfe eines Sensors die lineare Position eines sich bewegenden Geräts erfasst.

Es gibt zwei Typen: inkrementelle Typen, die den zurückgelegten Weg entsprechend dem zurückgelegten Betrag ausgeben, und absolute Typen, die die absolute Position ausgeben. Beim absoluten Typ ist die aktuelle Position beim Wiedereinschalten bekannt, unabhängig davon, unter welchen Bedingungen das Gerät ausgeschaltet wurde.

Neben der zuverlässigen Messung in digitaler Form kann das Messgerät auch an einen PC oder ein anderes Gerät angeschlossen werden, um die Messergebnisse einfach und zuverlässig aufzuzeichnen.

Anwendungen für Linear-Encoder

Linear-Encoder werden in industriellen Geräten eingesetzt, die mit Hilfe von Motoren, Hydraulik oder Pneumatik positioniert werden müssen und bei denen eine mehrfache hochpräzise Positionierung erforderlich ist.

Typische Anwendungen sind Messmaschinen, Komparatoren, Präzisionsgeräte für Längenmesssysteme, Prüfgeräte und Messgeräte für die Halbleiterfertigung.

Funktionsweise von Linear-Encodern

Ein Linear-Encoder besteht aus zwei Komponenten: einem linearen Maßstab mit einer eingebauten Skala zur Positionserfassung und einem Sensor, der den Maßstab abliest.

Es gibt zwei Arten von Positionserfassungsmethoden: optische und magnetische.

1. optische Linear-Encoder

Optische Linear-Encoder haben einen Schlitz oder einen Reflektor an der Maßstabsposition und bestimmen die Position danach, ob Licht durch den Schlitz fällt oder, im Falle eines Reflektors, ob Licht zurückgeworfen wird.

Sie werden für hochpräzise und hochauflösende Anwendungen eingesetzt, benötigen jedoch eine Abdeckung für den Einsatz in Umgebungen, in denen Wasser, Öl oder Staub entstehen können. Der Aufbau ist in der Regel komplex und groß, da sich der Sensor während der Abdeckung bewegen muss.

2. Magnetische Linear-Encoder

Magnetische Linear-Encoder haben eine magnetische Kraft an der Maßstabsposition und bestimmen die Position durch Erfassen von Änderungen der Magnetkraft. Aufgrund ihrer magnetischen Sensorstruktur sind sie wasser-, öl- und staubbeständig und zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und ihre kompakte Größe aus.

Absolute Typen haben ein bestimmtes Muster von Schlitzen, Reflektoren und Magnetkraft auf der Maßstabsseite und verwenden eine Kombination von Mustern zur Bestimmung der absoluten Position. Da das Muster jedoch unzureichend ist, wenn der Abstand verloren geht, wird es manchmal in Verbindung mit einem Hilfsmechanismus verwendet, um die Position zu bestimmen.

Inkrementale Typen erzeugen jedes Mal ein Impulssignal, wenn sie eine bestimmte Strecke zurücklegen. Da es bei kontinuierlichem Betrieb zu Fluchtungsfehlern kommen kann, ist eine periodische Referenzfahrt erforderlich.

Weitere Informationen zu Linear-Encodern

1. Höhere Präzision bei der Positionserfassung

Der rasante Fortschritt bei den Halbleitern hat zu einer Entwicklung der Halbleiterindustrie geführt, die gemäß dem Mooreschen Gesetz eine höhere Integration aufweist. Dieser Fortschritt in der Halbleiterindustrie hat sich auch auf verschiedene elektronische Geräte ausgewirkt, so dass die verschiedenen Produkte immer stärker elektronisch gesteuert und hochpräzise werden.

Mit zunehmender Integration und Dichte muss die Präzision der Fertigungsanlagen und Maschinenteile, die zur Herstellung von Halbleitern verwendet werden, erhöht werden, so dass es wichtig ist, die Präzision der Positionserfassung zu erhöhen. Eine präzise Positionssteuerung in Halbleiterfertigungsanlagen und Werkzeugmaschinen erfordert einen Aktuator, der ein Objekt bewegt, und ein Mittel zur Erfassung der genauen Position dieses Aktuators.

Daher werden Linear-Encoder eingesetzt, die eine lineare, präzise Positionserfassung ermöglichen. Maßstäbe und Detektoren werden an den beweglichen bzw. stationären Teilen angebracht, um Abstände präzise zu erfassen.

2. Auflösung und Montage von Linear-Encodern

Linear-Encoder werden häufig in Präzisionsgeräten in Werkzeugmaschinen und in der Halbleiterfertigung eingesetzt, da sie Positionen mit hoher Genauigkeit messen können. Sie sind üblicherweise mit Auflösungen in der Größenordnung von Mikrometern oder sogar unter Mikrometern erhältlich.

Die Befestigungsmethode und die Präzision, mit der Linear-Encoder konstruiert sind, sind wichtig für ihre Genauigkeit. Die für die Leistung des Linear-Encoders erforderliche Montagegenauigkeit ist in den jeweiligen Produkt- und Herstelleranleitungen angegeben.

Die Genauigkeit von Linear-Encodern liegt in der Größenordnung von Mikrometern, so dass eine Montagegenauigkeit von weniger als 1 mm für jeden der Bereiche Sensor-zu-Maßstab-Abstand, Gieren, Rollen und Neigen erforderlich ist. Falls erforderlich, werden Präzisionsvorrichtungen für die Montage entworfen und hergestellt, und die Einstellungen werden während der Montage manuell vorgenommen.

Was ist eine Linearwelle?

Linearwellen sind verschleißfeste, hochpräzise Rundstäbe, die als Führungen bei linearen (hin- und hergehenden) Bewegungen verwendet werden.

Der Außendurchmesser der Welle wird angepasst und ist im Allgemeinen in f8, g6 und h5 erhältlich.

Zu den Werkstoffen gehören Eisen (mit Oberflächenbehandlung wie z. B. Hartverchromung) und rostfreier Stahl, der durch Induktionshärtung in einen festen Oberflächenzustand versetzt werden kann.

Die Formen sind nicht nur gerade, sondern können auch rohrförmig oder abgestuft, mit Gewinde an der Stirnseite, mit D-Fase oder mit Passfedernut versehen sein.

Anwendungen von Linearwellen

Linearwellen dienen als Führung bei linearen Hin- und Herbewegungen.

Linearantriebe mit Luftzylindern oder Motoren bieten keine Linearität, daher werden Linearwellen in Kombination mit stark gleitenden Teilen wie Trockenlagern oder Linearbuchsen verwendet, um die Linearität der Bewegung zu erhöhen.

Sie werden häufig in Vorrichtungen verwendet, die von Hand in einer geraden Linie bewegt werden, z. B. in einem Schraubstock.

In jüngster Zeit sind auch Linearwellenmotoren mit Linearwellen auf den Markt gekommen, die im Stillstand extrem vibrationsarm sind und sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen können; sie werden in Bearbeitungsmaschinen eingesetzt, bei denen es auf Positioniergenauigkeit ankommt.

Funktionsweise der Linearwellen

Linearwellen sind ein unverzichtbares mechanisches Bauteil für kostengünstige, hochpräzise Linearantriebe und statische Positioniergenauigkeit.

Sie sind in hohem Maße standardisiert und können durch die Auswahl aus einer Reihe von Standardprodukten sehr kostengünstig und einfach für hochpräzise lineare Bewegungen eingesetzt werden.

Linearwellen unterliegen aufgrund der ständigen Reibung des Objekts einem Verschleiß. Um die Haltbarkeit zu erhöhen, werden sie oft gehärtet, um die Oberfläche zu verstärken. Selbst wenn Sie also nach dem Kauf eine zusätzliche Bearbeitung vornehmen wollen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass sie hart sind und nur auf einem vollwertigen Bearbeitungszentrum bearbeitet werden können.

Eine ähnliche Methode zur Erzielung eines hohen Grades an Linearität sind Linearführungen. Bei Linearführungen befindet sich der Auflagepunkt an der Stelle, an der die Last aufgebracht wird, während bei Linearwellen der Auflagepunkt von der Last entfernt ist und sie daher in Bezug auf die Festigkeit den Linearführungen unterlegen sind. Es ist üblich, Linearführungen zu verwenden, wenn hohe Präzision und Festigkeit erforderlich sind, und Linearwellen, wenn ein kostengünstiges, vereinfachtes System erforderlich ist, je nach Zweck.

Was ist ein Linearmaßstab?

Ein Linearmaßstab ist ein Gerät, das Positionen und Strecken, die auf einer geraden Linie zurückgelegt werden, mit hoher Genauigkeit misst und als elektrische Signale ausgibt. Sie werden manchmal auch als Längenmessgeräte bezeichnet.

Linearmaßstäbe lassen sich je nach Verfahrweg in zwei Typen unterteilen. Der erste ist der absolute Typ, der den Verfahrweg ausgehend von einer absoluten Position berechnet, und der zweite ist der inkrementelle Typ, der keine absolute Position hat und nur den Verfahrweg berechnet.

In Linearmaßstäben werden zwei Arten von Positionserfassungsmethoden verwendet. Es handelt sich dabei um elektromagnetische Detektoren, die mit elektromagnetischer Induktion arbeiten, und um optische Detektoren, die das Licht einer Lichtquelle lesen, indem sie es durch ein Kodierrad leiten. Die elektromagnetische Methode ist etwas weiter verbreitet als die optische.

Anwendungen von Linearmaßstäben

Linearmaßstäbe werden unter anderem in Werkzeugmaschinen und in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Sie werden in Werkzeugmaschinen zum Ablesen und Kontrollieren des Bewegungsumfangs während des Maschinenbetriebs und in Prüfgeräten für Halbleiterbauteile zur Messung eingesetzt, insbesondere in Bereichen, in denen Präzisionsmessungen erforderlich sind.

Insbesondere elektromagnetische Linearmaßstäbe werden aufgrund ihres einfachen Aufbaus in allgemeineren Anwendungen eingesetzt. Typische Beispiele sind digitale Messschieber. Digitale Messschieber sind Messgeräte, die die Länge von zwei Punkten messen, aber aufgrund ihrer Vielseitigkeit in vielen Produktionsstätten eingesetzt werden.

Funktionsweise der Linearmaßstäbe

Das Prinzip der elektromagnetischen Linearmaßstäbe beruht auf der elektromagnetischen Induktion in der Physik. Konkret enthalten der Hauptmaßstab und der Detektor jeweils eine Spule, die eine elektromotorische Kraft erzeugt, die der Veränderung des Abstands zwischen den beiden entspricht. Die Entfernung wird indirekt gemessen, indem die durch die Bewegung erzeugte elektromotorische Kraft gemessen und in eine zurückgelegte Entfernung umgerechnet wird. Linearmaßstäbe mit elektromagnetischer Induktion haben einen einfachen Aufbau, sind unempfindlich gegen Schmutz und andere Verunreinigungen und können in vielen Fällen eingesetzt werden, eignen sich aber nicht für Umgebungen, in denen Magnetfelder erzeugt werden.

Das Prinzip der optischen Linearmaßstäbe beruht auf dem Licht, das von einem lichtemittierenden Element ausgestrahlt und von einem auf der gegenüberliegenden Seite angebrachten lichtempfangenden Element erfasst wird. Zwischen dem lichtemittierenden und dem lichtempfangenden Element befinden sich ein fester Hauptmaßstab und ein Fadenkreuzgitter. In die Hauptskala und das Fadenkreuzgitter sind Schlitze geschnitten, die Interferenzstreifen erzeugen, die zur Positionsbestimmung elektrisch umgewandelt werden.

Im Vergleich zum elektromagnetischen System ermöglicht der optische Linearmaßstab hochpräzise Messungen und ist weniger anfällig für Magnetfelder. Andererseits sind sie in der Regel etwas größer und anfälliger für externe Lichteinstrahlung auf die Oberfläche.

Weitere Informationen über Linearmaßstäbe

Anwendung von Linearmaßstäben

Linearmaßstäbe werden als Mittel zur Erfassung der genauen Position des Stellglieds und des Aktuators, der zur Bewegung des Objekts verwendet wird, in Halbleiterfertigungsanlagen, Werkzeugmaschinen usw. zur präzisen Positionskontrolle eingesetzt. Laserinterferometer und Encoder sind derzeit als Methoden zur präzisen Positionserfassung verfügbar.

Bei der Konstruktion eines Aktuators ist es üblich, dass der Aktuator auf einer linearen Bewegung in den drei Achsen (X-, Y- und Z-Achse) basiert und durch eine räumliche Bewegung, die die drei Achsen kombiniert, aufgebaut wird. Daher werden Linearmaßstäbe eingesetzt, die eine lineare Präzisionspositionserfassung ermöglichen. Die Maßstäbe und Detektoren werden an den beweglichen bzw. festen Teilen angebracht und ermöglichen eine präzise Erfassung der Abstände.

In den letzten Jahren hat es rasante Fortschritte bei den Halbleitern gegeben, und die Halbleiterindustrie entwickelt sich gemäß dem Mooreschen Gesetz mit höherer Integration weiter. Die aktuellen Fortschritte in der Halbleiterindustrie haben sich auch auf verschiedene elektronische Geräte ausgewirkt, wobei verschiedene Produkte immer stärker elektronisch gesteuert und präziser werden. Da Integration und Dichte weiter zunehmen, ist es wichtig, dass die Positionserfassungsgenauigkeit von Fertigungsanlagen für Halbleiter und Werkzeugmaschinen zur Herstellung von Maschinenteilen mit hoher Präzision ebenfalls hochgenau ist.

Einbau von Linearmaßstäben

Linearmaßstäbe werden häufig in Präzisionsausrüstungen für Werkzeugmaschinen und in der Halbleiterfertigung eingesetzt, da sie Positionen mit hoher Präzision messen können und einige Auflösungen im Mikrometerbereich oder darunter haben.

Bei der Konstruktion von Linearmaßstäben sind das Montageverfahren und die Montagegenauigkeit wichtig, um eine hohe Erfassungsgenauigkeit zu gewährleisten. Die Montagegenauigkeit für die Leistung von Linearmaßstäben ist in der Gebrauchsanweisung des jeweiligen Produkts und Herstellers beschrieben. Die Einbaumethode hängt von der Struktur des Geräts ab, in das der Linearmaßstab eingebaut wird, und muss vom Konstrukteur berücksichtigt werden.

Da die Genauigkeit des Linearmaßstabs selbst in der Größenordnung von Mikrometern liegt, ist eine Montagegenauigkeit von weniger als 1 mm für den Abstand zwischen Sensor und Maßstab, z. B. Gieren, Rollen und Nicken, erforderlich. In einigen Fällen ist es erforderlich, eine Präzisionsvorrichtung für die Montage zu entwerfen und herzustellen oder den Maßstab während der Montage manuell zu justieren.

Was ist ein Linearkugellager?

Ein Linearkugellager ist ein Wälzlager, das das Rollen einer integrierten Kugel nutzt, um eine lineare Bewegung auf einer linearen Welle zu ermöglichen. Je nach Hersteller werden sie auch als Gleitbuchsen bezeichnet.

Das Abrollen der Kugeln wird genutzt, um die Linearbuchse zu bewegen, da die Kugeln eine Abrollbewegung mit geringer Reibung ausführen, während sie in punktuellem Kontakt mit der linearen Welle stehen. Dadurch kann sich das Linearkugellager mit geringem Kraftaufwand sanft bewegen.

Da Linearkugellager selbst keine Antriebskraft haben, werden sie in Kombination mit Mechanismen wie Zylindern, Zahnriemen oder Kugelumlaufspindeln verwendet, um sich auf der Linearwelle in jede Richtung zu bewegen.

Anwendungen von Linearkugellagern

In Kombination mit linearen Wellen werden Linearkugellager in Gleitmechanismen in Präzisionsgeräten, Industriemaschinen, medizinischen Geräten, Büroautomationsgeräten und vielen anderen Arten von Geräten verwendet, bei denen leichte Lasten, Vibrationen und Stöße keine Rolle spielen.

Da Linearkugellager selbst keine Kraft haben, können sie in Kombination mit Zylindern oder Motoren verwendet werden, um eine lineare Bewegung zu ermöglichen.

Zwischen der linearen Welle und dem Linearkugellager ist eine reibungsarme und hochpräzise lineare Bewegung möglich. Beim Einsatz unter Last muss darauf geachtet werden, dass eine Durchbiegung der Linearwelle und der Betriebsumgebung vermieden wird.

Funktionsweise der Linearkugellager

Linearkugellager bestehen aus einer Außenhülse, einer Kugel und einem Käfig. Sie wird in Kombination mit einer Linearwelle verwendet und nutzt die Rollbewegung der Kugeln für eine lineare Bewegung.

Die Außenhülse besteht aus Lagerstahl mit hoher Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, und nach einer Wärmebehandlung werden der Innen- und der Außendurchmesser geschliffen und bearbeitet. Bei linearen Bewegungen ist eine hochpräzise Positionierung möglich.

Der Käfig hat eine Führungsrille, in der die Kugel rollt. Die Kugel kann entlang der Führungsrille und der Innenfläche des Außenzylinders rollen, wobei der Abstand zwischen der Laufbahn des Außenzylinders und der Welle konstant bleibt. Aufgrund des Punktkontakts zwischen der Kugel und der linearen Welle kann sich die Kugel durch die Abrollbewegung mit einer geringen zulässigen Last, aber wenig Reibung, gleichmäßig und mit hoher Präzision bewegen.

Die Auswahl der Linearkugellager richtet sich nach der Einbaulage, der Verfahrgeschwindigkeit und der Häufigkeit der Verwendung. Beim Einsatz unter Last in horizontaler Führung wird die Durchbiegung der Linearwelle zum Problem. Beim Einsatz des Systems müssen Belastungsberechnungen durchgeführt und die Nennlebensdauer sowie die Betriebsumgebung berücksichtigt werden.