Linearaktuator: Laufgewindespindel mit Schrittmotor

Linearaktuatoren wandeln die rotatorische Bewegung eines Motors in eine lineare Bewegung um. Sie bestehen aus einem Schrittmotor (Hybridschrittmotor) und einem Rotor mit Hohlwelle. Teil dieser Hohlwelle ist eine Spindelmutter, die zusammen mit einer Spindel für die Umsetzung der rotatorischen in eine lineare Bewegung zuständig ist. Unser Herstellerpartner Fa. Haydon-Kerk bietet verschiedene Varianten von Linearaktuatoren für unterschiedliche Anwendungsbereiche an. Die Aktuatoren können bis zu 2.200N Spitzenkraft aufbringen.

Wir bieten Ihnen die Linearaktuatoren in drei Bauformen und sechs Baugrößen, die dank unterschiedlicher Spindeln und Steigungen einen weiten Kraft-Geschwindigkeitsbereich abdecken.

Da die rotative Bewegung des Schrittmotors durch eine spezielle Spindelmutter in eine lineare Bewegung umgesetzt wird, entsteht eine kompakte, kostengünstige Einheit. Sie eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen kleine, sehr genaue Stellbewegungen gefordert sind. Möglich wird diese hohe Genauigkeit durch den Mikroschrittbetrieb der Ansteuerung. Unsere Linearaktuatoren sind aber nicht nur hochgenau, sie haben auch ordentlich Power: Auf kleinstem Bauraum erzeugen sie Kräfte zwischen 40 und 2200 N. Das für die Automation entwickelte Laufgewinde weist einen hohen Wirkungsgrad auf.

Das nachfolgende Video zeigt die Funktionsweise von den drei verschiedenen Bauformen.

Wichtigste Merkmale:

• Standard-Hybrid-Schrittmotor mit ACME Spindel
• 6 Baugrößen NEMA8, 14, 17, 23, 34 und 42
• Schrittwinkel 1,8° oder 0,9°, 1 stack oder 2 stack
• Kraft bis 2200 N
• Geschwindigkeit bis 100 mm/sec.
• Genauigkeit bis 0,0015 mm / Vollschritt
• Spielfreie Mutter optional
• Spindeloptionen Beschichtung

Der Z-Theta Aktuator wurde für die einfache Integration in OEM-Systemen entwickelt und bietet lineare und rotatorische Punkt-zu-Punkt-Bewegungen in einem kompakten Gehäuse.

Das Herzstück des Z-Theta Aktuators ist die patentierte ScrewRail™, die Führung und Linearübertragung in einem schlanken koaxialen Profil vereint. Die einzigartige Dual-Motion-Integration von Haydon Kerk mit einem Schrittmotorenpaar fügt eine Rotationsbewegung (Theta) hinzu, die die Größe des Antriebssystems im Vergleich zu alternativen Ansätzen um 50-80 % reduziert, und das zu einem geringeren Preis als die entsprechenden separat erworbenen Komponenten.

Der hochgradig konfigurierbare Z-Theta Aktuator bietet Flexibilität, Wirtschaftlichkeit, Beständigkeit und Leistung, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Laborautomatisierung, der Halbleiterindustrie und der Industrieautomatisierung eignen. Die Leistung kann durch eine Vielzahl von Spindelauflösungen, eine Auswahl an Freilauf- und spielfreien Spindelmuttern, Schrittmotor-Konfigurationsoptionen und optische Encoder individuell angepasst werden.

Wichtigste Merkmale:

• Kompakte koaxiale Bauweise ermöglicht kleine Stellfläche
• Einfache Integration in das System
• Vorgefertigtes, modulares Design reduziert die Lieferkette und die Markteinführungszeit
• Konfigurationsoptionen optimieren die Leistung für spezifische Anwendungen
• Kompatibel mit einer breiten Palette von Antrieben und Steuerungen

Mit dem Z-Theta Aktuator, wurde ein Produkt entwickelt, dass den stetig ansteigenden Performanceanforderungen von Rotations- und Linearbewegungen in der Laborautomatisierung entspricht. Der Z-Theta-Aktuator, wurde in Kombination aus Entwicklungsarbeit, Fertigungs-Know-how und einem geschulten Auge für das, was bei Rotations- und Linearbewegungen entscheidend, ist konstruiert. Der lineare Antrieb basierend auf dem ScrewRail® wird, durch den neuen Ansatz, der direkten Integration eines Rotationsmotors zum Antrieb der Theta-Bewegung ergänzt. Diese Konstruktion ist mit einem zweiten Motor gekoppelt, um die lineare Bewegung des Schlittens über eine Leitspindel zu steuern. Sowohl für die Linear- als auch für die Rotationsachse sind optional Drehgeber erhältlich, die entweder eine Positionsbestätigung oder eine vollständige Schritt-Servo-Steuerung des Geräts ermöglichen. Das Resultat ist eine überaus kompakte Systemlösung für Anwendungen in Bereichen mittlerer bis hoher Präzision, bei denen sowohl Rotations- als auch Linearbewegungen erforderlich sind.

In der Laborautomatisierung und insbesondere beim Pipettierungsprozess ist Bewegungsflexibilität und eine hohe Dichte an Proben innerhalb der Anlage wichtig. Bei der Konfiguration einer Anlage ist außerdem ausschlaggebend, die Sensibilität des Prozesses zu berücksichtigen und zu beachten, dass Antriebskomponenten während des Betriebs häufig Partikel erzeugen können. In einigen Anwendungen können Fremdkörper die Integrität der Testergebnisse beeinflussen.

Der Z-Theta Aktuator eignet sich durch seinen innovativen Konstruktionsansatz besonders für den Einsatz in der Laborautomatisierung. Bei einem polaren/kartesischen System befinden sich die Antriebskomponenten, mit Ausnahme der z-Achse und des Theta-Arms, unterhalb des Prüfstands. Die z-Theta-Komponente fährt durch die Mitte des Prüffeldes. Durch diese Konstruktion kommt es zu Platzeinsparungen. Ein Vorteil der Platzersparnis ist, dass der Hub der x-Achse reduziert wird. Der Arm ist durch die Winkelbewegung gelenkig und vergrößert somit die Reichweite der x-Achse an beiden Enden des Hubs. Dies eliminiert den verlorenen Hub entlang der x-Achse und reduziert somit die Kosten. Außerdem gibt es durch das hybride polar/kartesische Antriebssystem keine Komponenten, die Partikel über den Proben bilden können. Daraus ergibt sich eine Risikoreduzierung einer Probenkontamination.