Linearachse | Präzision und Antriebsvielfalt

Linearachsen sind zentrale Komponenten in der Automatisierungstechnik oder Präzisionsmesstechnik, wo sie präzise, lineare Bewegungsabläufe ermöglichen. Durch modulare Bauweisen und anpassbare Antriebsarten wie Kugelgewindetriebe, Zahnriemen oder Linearmotoren bietet die Linearachse eine hohe Flexibilität. Der Artikel stellt aktuelle Neuentwicklungen, Branchenanforderungen und innovative Einsatzmöglichkeiten in Industrie und Forschung vor.

Inhalt

• Linearachse 2025 – Das Wichtigste in Kürze
• Linearachsen Neuheiten und Innovationen
  • Brückenachsen aus Aluminium für schwerste Lasten
  • Linearachse mit versenktem Linearmotor
  • Linearantrieb mit Metallband Abdeckung für den Reinraum
  • Dynamische und präzise Direktantriebe für Handhabung und Montage
  • Linearachsen für effiziente Verpackungsautomation
  • Lineartechnik für alle und im Besonderen – Interview
• Linearachse News Archiv

Linearachse 2025 – Das Wichtigste in Kürze

Linearachsen finden überall dort Einsatz, wo präzise Bewegungsabläufe gefordert sind wie beispielsweise in Automatisierung, Robotik und Maschinenbau. Aktuelle Entwicklungen setzen auf höhere Positioniergenauigkeit, optimierte Dynamik und modulare Bauweisen. Damit ermöglichen moderne Linearmodule eine einfache Integration in verschiedene Anwendungen. Der Einsatz leichter Materialien wie Aluminium und kohlefaserverstärkter Kunststoffe steigert die Energieeffizienz, während verbesserte Führungssysteme die Lebensdauer erhöhen.

Herausforderungen wie steigende Anforderungen an Traglasten, Präzision und Umgebungsbeständigkeit werden durch innovative Technologien gemeistert. Dazu gehören reibungsarme Führungen, smarte Sensorik für Zustandsüberwachung und digitale Steuerungssysteme, die über IoT-Plattformen vernetzt sind. Ein wichtiger Trend ist die Kombination von Linearachsen mit kollaborativen Robotern und KI-gestützten Algorithmen, die adaptive Bewegungssteuerungen ermöglichen. Diese Fortschritte erweitern die Einsatzmöglichkeiten in Branchen wie Medizintechnik, Verpackungsindustrie und Halbleiterfertigung.

Linearachsen Neuheiten und Innovationen

Brückenachsen aus Aluminium für schwerste Lasten

21.01.20125 | Die neuen Brückenachsen HB von Hiwin basieren auf einem speziell entwickelten Aluminium-Stranggussprofil, das durch seine geschlossene Bauweise und zusätzliche Aussteifungen eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit bietet. Dank dieser Eigenschaften eignen sich die Linearmodule besonders für Anwendungen mit großen Massen und hohen dynamischen Anforderungen.

Die Schwerlastachsen sind je nach Einsatzbereich mit drei Antriebsarten erhältlich: Zahnriemenantrieb, Linearmotor oder Zahnstangenantrieb. Sie ermöglichen die flexible Anpassung an individuelle Anforderungen. Mit einer Nutzlastkapazität von bis zu 350 kg und einer bis zu zehnfach höheren Torsionssteifigkeit im Vergleich zu den Tischachsen des Herstellers können selbst hohe Lasten über lange freitragende Strecken bewegt werden.

Einsatzbereiche reichen von der Handhabung und Positionieraufgaben großer Kfz-Bauteile bis hin zu Anwendungen in der Verpackungsindustrie, der Montage von Batteriemodulen sowie in Verkettungs- und Ladesystemen. Die Module sind mit einem Hub in Millimeterschritten bis zu einer Gesamtlänge von 5 m mit Endschalter oder Encodersystem konfigurierbar. In Sonderfällen sind Überlängen bis zu 16 m realisierbar.

Hiwin bietet zudem Unterstützung bei der Kombination verschiedener Antriebsausführungen und bei der Entwicklung kompletter Bewegungssysteme einschließlich Motoradapter, Motor und Regler. Dies ermöglicht eine passgenaue Integration in anspruchsvolle Heavy-Duty-Anwendungen.

Linearachse mit versenktem Linearmotor

25.09.2023 | Die Lxs Shuttle Linearmotor Achsen F120 von Jenny Science wurden für Fahrwege bis zu 1600 mm ausgelegt. Sie zeichnen sich durch einen versenkten Linearmotor aus und bauen nur 45 mm hoch. Der integrierte neue Motor ist stärker mit einer Nennkraft von 120 N und Spitzenkraft bis zu 300 N. Robustere Führungen nehmen hohe Kraftmomente von querliegenden Ausleger-Achsen auf. Die Einkabellösung vereinfacht Installation und Wartung. Das absolute Messsystem braucht keine Referenzfahrt mehr, was den Betrieb effizienter macht.

Linearantrieb mit Metallband Abdeckung für den Reinraum

07.06.2021 | IEF-Werner hat das Standardprogramm an Linearantrieben um eine Version mit Metallbandabdeckung erweitert. Das Metallband schützt den Linearantrieb auf der einen Seite vor dem Eindringen von Schmutz oder Partikeln. Auf der anderen Seite verhindert es die Partikelabgabe an die Umgebung. Damit eignet sich solch ein Linearantrieb für den Einsatz im Reinraum nach ISO 14644-1 von Klasse 1 bis 8.

Die Anforderungen an die Sauberkeit von Linear-Einheiten sind in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen – insbesondere in der Pharmaindustrie und Medizintechnik. „Je nach Applikation konnten wir mit unseren Achsen bisher eine Reinraumtauglichkeit zwischen ISO-Klasse 6 und 8 umsetzen“, erläutert Thomas Hettich, Produktmanager bei der IEF-Werner GmbH. „Um diese deutlich zu verbessern, haben wir ausgewählte Lineareinheiten aus unserem Programm mit einer Metallbandabdeckung ausgestattet, um ein möglichst großes Anwendungsspektrum abbilden zu können.“

Erhalten haben die Metallbandabdeckung der Spindelantrieb Profiline 70 MB, die Zahnriemenantriebe Modul 65/15 MB und 115/42 MB sowie die Direktantriebe Euroline 140 und 200. Die Metallbandabdeckung von den Linearantrieben bestehen aus korrosionsbeständigem Stahl. Sie haben eine glatte, leicht zu reinigende Oberfläche. Eine Magnetleiste hält die Abdeckung auf Position. Sie wird an die Endplatte oder die Umlenkköpfe geklemmt. Das Metallband lässt sich einfach tauschen, ohne dabei funktionsrelevante Bauteile demontieren zu müssen.

„Die Abdeckung kapselt den Linearantrieb. Deshalb gelangen kaum Partikel in die Achse, noch sondert sie signifikant Partikel an die Umgebung ab“, beschreibt Herr Hettich. Damit können diese Linearantriebe jetzt auch in Reinräumen nach ISO 14644-1 von Klasse 1 bis 8 und nach GMP Standard für Pharma- und Medizintechnik eingesetzt werden. Das hat das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) geprüft und nach DIN EN ISO 14644-1 zertifiziert. „Die Linearachsen eignen sich auch für Lackierstraßen oder staubige Umgebungen bzw. für alle Applikationen, in denen bewegte Teile abgedeckt werden müssen“, erklärt der Produktmanager.

Aus Einzelantrieben werden Mehrachssysteme

Damit der Anwender nicht nur einzelne lineare Achsen verbauen kann, hat IEF-Werner die Profiline 70 MB sowie die Module 65/15 MB und 115/42 MB zur gleichen Zeit auf den Markt gebracht. So lassen sich mehrere elektrische Achsen zu Mehrachssystemen mit Metallbandabdeckung zusammenstellen.

Jeder hier beschriebene Antrieb führt der Automatisierer optional auch mit einer Absaugung aus. Die Baugruppe gibt es mit mehreren Anschlussmöglichkeiten. „Damit können wir Partikel von der Linear Achse absaugen und frische Luft als Sperrluft hineinblasen, um das Eindringen von Stäuben zu verhindern. Das bietet sich um Beispiel für Lackierstraßen an“, beschreibt der IEF-Experte. Die Absaugung lässt sich einfach handhaben, erfordert nur wenig Leistung und der Anwender kann diese auch für ein Dreiachs-System einsetzen.

Der Spindelantrieb Profiline 70 MB erreicht ohne Absaugung bei einer Geschwindigkeit von 0,2 m/s die Reinraumklasse 6. Mit Absaugung erfüllt der Antrieb bei gleicher Geschwindigkeit die Anforderungen an ISO-Klasse 1. Die Zahnriemenantriebe Modul 115/42 MB und 65/15 MB können beispielsweise ohne Absaugung bei einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s bis ISO-Klasse 5 eingesetzt werden – mit Absaugung bis Klasse 1.

Dynamische und präzise Direktantriebe für Handhabung und Montage

13.07.2020 | Direktantriebe eignen sich für den Einsatz in dynamischen und präzisen Handhabungs- und Montagearbeiten. Sie sind kompakt, schnell, positioniergenau und wiederholgenau. IEF-Werner hat nun seine bewährte Euroline Baureihe um die Variante Euroline 140 erweitert. Der kompakte elektrische Linear Actuator bietet einen Hub bis 3,75 m und eine maximalen Geschwindigkeit von 5 m/s. 

Hubsäule | Ergonomische Höhenverstellung

Die verschiedenen Ausführungen der Linearantriebe eignen sich besonders gut für dynamische und präzise Anwendungen. So findet ein Euroline Linearantrieb z. B. Einsatz in der Handhabungs- und Montagetechnik oder in der Halbleiter- und Elektronikfertigung. Der neue Linearantrieb Euroline 140 bewegt kleine und mittelgroße Handhabungsgewichte von bis zu 30 kg.

Linearantrieb für präzisen Einsatz in Messsystemen

Der Actuator ist extrem leise, schnell und positionsgenau und damit bestens geeignet für den Einsatz in Messsystemen. Durch seine flexible Metallbandabdeckung ist der Direktantrieb gekapselt. Das verhindert das Eindringen von Schmutz und das Freisetzen von Partikeln weitestgehend.

Der lineare Antrieb arbeitet aber nicht nur in schmutzigen sondern auch in sehr sauberen Umgebungen wie im Reinraum oder in der Pharmazie zuverlässig. Mit der Euroline 140 lassen sich mehrere unabhängige Schlitten platzsparend auf einer Führung anbringen. Die Lineareinheit eignet sich sehr gut zum Aufbau eines  mehrachsigen Positioniersystems beispielsweise mit dem Linearantrieb Euroline 200.

Der kleinste Hub des Linearantriebs liegt bei 10 mm und reicht in 48 mm Schritten bis maximal 3754 mm. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 5 m/s bei einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,005 mm. Die Spitzen-Belastung des Antriebs beträgt 420 N. Am Schlitten kann die Euroline-Baugröße 140 Drehmomente bis zu 200 Nm aufnehmen.

In der Lineareinheit integriert sind alle Komponenten wie Linearmotor und Wegmesssystem. Damit erhält der Kunde seine einbaufertige Pick+place Anwendungen. Der Einbau der kompakten Lineareinheit erfordert nur wenig Aufwand bei Konstruktion und Montage und einen geringen Platzbedarf.

Linearachsen für effiziente Verpackungsautomation

06.05.2020 | Rollon bietet für die Verpackungsautomation sowie Handlingsaufgaben ein umfassendes Programm an Linearaktuatoren und Linearführungen. Diese Linearkomponenten sorgen für effiziente Lösungskonzepte beim Handling in Verpackungsanlagen, Palettierern und Pickerlinien. 

Ob Industriegüter, Lebensmittel oder Pharma, in Kooperation mit den Systemintegratoren, Maschinenbauern und Partnern schafft der Lineartechnikspezialist technisch und wirtschaftlich optimale Automatisierungskonzepte. 

Diese werden für Maschinen, Anlagen und Roboter der Branche individuell konzipiert und passgenau zugeschnitten. Die Linearachsen der Actuator Line eignen sich dank ihrer hohen Leistungsfähigkeit, Belastbarkeit und Präzision für den Einsatz in der Pick-and-place Automation und Verpackungs Maschinen.

Darunter befinden sich auch die Zahnriemen getriebenen Achsen des Smart Systems. Diese Antriebssysteme verfügen über selbsttragende Aluminiumstrangpressprofile. Diese ermöglichen hohe Tragzahlen, Verfahrgeschwindigkeiten, eine lange Lebensdauer und erreichen hohe Taktzahlen in den Verpackungsmaschinen bei geringem Eigengewicht.

Die zahnriemengetriebenen Komponenten sind damit prädestiniert für den Aufbau von Mehrachssystemen in Verpackungsprozessen. Für den Einsatz in sauberen Umgebungen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie stehen spezielle Linearachsen zur Verfügung, die besonders leicht zu reinigen sind und höchsten hygienischen Ansprüchen entsprechen.

Mit ihnen lassen sich zudem sehr lange Y-Achsen mit großen Spannweiten mit geringer Durchbiegung umsetzen. Sie sind für den Dauereinsatz in der Verpackungstechnik und Umgebungen mit abrasiven Stäuben ausgelegt.

Lineartechnik für alle und im Besonderen

08.10.2019 | Auf der Motek in Stuttgart berichtet Rainer Ott, Technischer Verkauf, Dr. Erich Tretter GmbH + Co., Rechberghausen, in einem Interview über die Neuheiten der Antriebstechnik, die Dr. Tretter auf der diesjährigen Motek in Stuttart vorstellt. Wir haben ihm folgende Fragen gestellt:

1. Welche Highlights präsentieren Sie auf der diesjährigen Motek?
2. Bleiben wir bei den Movitec Achsen: Was sind die Features dieser Baureihe?
3. Für welche Anwendungen sind die Achsen besonders prädestiniert?
4. Ein passendes Standardprodukt ist immer prima, was aber, wenn sich keines findet?

Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Dr. Tretter, Hiwin, IEF-Werner, Jenny-Science.

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