Linearsysteme bewegen Bauteile, Werkzeuge oder Lasten auf geraden Bahnen. Sie reichen von einer einzelnen Führung bis zur kompletten Mehrachsanlage. Welche Bauform passt, hängt davon ab, wie viele Achsen gebraucht werden, wie der Antrieb aussieht und wie viel davon bereits fertig montiert sein soll. Wie ein einzelnes Linearsystem aufgebaut ist und ausgelegt wird, erklärt der gleichnamige Glossarbeitrag.
Bauformen von Linearsystemen
Linearführungen
Die einfachste Form eines Linearsystems besteht aus Schiene und Wagen ohne eigenen Antrieb. Konstrukteure kombinieren die Linearführung selbst mit Antrieb und Tragstruktur. Das bietet die größte Freiheit bei der Gestaltung.
Linearachsen und Linearmodule
Führung, Antrieb und Tragprofil sind zu einer einbaufertigen Einheit zusammengefasst. Linearachsen verkürzen die Konstruktionszeit, legen aber Baugröße und Antrieb weitgehend fest. Ein Beispiel mit Franke Linearführung ist die lineare Roboterachse, die präzise und wiederholbare Bewegungen in der Automatisierung ermöglicht.
Kreuztische und Mehrachssysteme
Werden zwei oder drei Achsen kombiniert, entstehen Kreuztische für Bewegungen in der Ebene oder Portale und Mehrachssysteme für Bewegungen im Raum, etwa in Handhabungsanlagen, Klebeportalen und Bestückungsautomaten.
| Bauform | Freiheitsgrade | Vorteil | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Linearführung | eine Achse, ohne Antrieb | maximale Gestaltungsfreiheit | Sondermaschinen, Türen, Schlitten |
| Linearachse, Linearmodul | eine Achse mit Antrieb | kurze Konstruktionszeit | Handhabung, Zuführung |
| Kreuztisch | zwei Achsen in der Ebene | kompakte Positionierung | Prüftechnik, Bearbeitung |
| Portal, Mehrachssystem | zwei bis drei Achsen im Raum | großer Arbeitsraum | Pick and Place, Kleben, Bestücken |
Worauf es bei der Auswahl ankommt
- Anzahl der Achsen und Bewegungsablauf: eine Achse, eine Ebene oder ein Raum.
- Last, Hub und Dynamik: Gewicht der bewegten Teile, Verfahrweg, Geschwindigkeit und Beschleunigung.
- Genauigkeit: geforderte Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit.
- Umgebung: Schmutz, Reinraum, Lebensmittelbereich, Vakuum oder Magnetfelder.
- Integration: fertige Einheit oder Führung, die in die eigene Konstruktion integriert wird.
- Wartung: Nachschmierung oder wartungsfreier Betrieb über die gesamte Lebensdauer.
Franke Linearführungen für unterschiedliche Einsatzbedingungen
Franke liefert die Führung für Linearsysteme, als Profilschiene mit Laufwagen oder als Profilschienenpaar mit Rollenschuhpaar. Für unterschiedliche Umgebungen gibt es eigene Typen, jeweils in beiden Bauformen:
| Einsatzbedingung | Profilschiene mit Laufwagen | Schienenpaar mit Rollenschuhpaar |
|---|---|---|
| Standardanwendungen, leiser und leichter Lauf | Typ FDA mit Laufwagen | Typ FDA mit Rollenschuhpaar |
| kostensensible Anwendungen | Typ FDB mit Laufwagen | Typ FDB mit Rollenschuhpaar |
| Feuchtigkeit und Reinigungsmittel | Typ FDC mit Laufwagen, Typ FDG mit Laufwagen | Typ FDC mit Rollenschuhpaar, Typ FDG mit Rollenschuhpaar |
| Magnetfelder, etwa in der Medizintechnik | Typ FDD mit Laufwagen | Typ FDD mit Rollenschuhpaar |
| Lebensmittelherstellung und Reinraum | Typ FDE mit Laufwagen | Typ FDE mit Rollenschuhpaar |
| höchste Beschleunigung, Pick and Place | Typ FDH mit Laufwagen | Typ FDH mit Rollenschuhpaar |
| Hochvakuum | Typ FDI mit Laufwagen | Typ FDI mit Rollenschuhpaar |
Linearsysteme in der Praxis
Linearsysteme mit Franke Linearführungen arbeiten in ganz unterschiedlichen Branchen. Einige Beispiele:
- Medizintechnik: In einer Patientenliege positioniert die Linearführung zusammen mit amagnetischen, wartungsfreien Komponenten innerhalb eines MRT Geräts. Im Probenhandling im Reinraum bewegt sie Proben.
- Verpackung: Eingesetzt etwa in einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine und in der Nahrungsmittelverpackung.
- Maschinenbau: Im Wasserstrahlschneidegerät bewegt ein im Schienenprofil integrierter Linearmotor den Schneidkopf.
- Apparatebau und Gerätebau: Ein Kameraslider nutzt Franke Linearführungen für leichten, leisen und ruckfreien Lauf bei minimalem Gewicht.
- Automatisierungstechnik: Ein Kommissioniersystem für Apotheken arbeitet mit Franke Linearführungen.
- Weitere Branchen:Robotik und Handling, Forschung und Entwicklung, Fahrzeugbau und Energiegewinnung.
Alle Beispiele im Überblick: Anwendungen für Linearführungen.
Häufige Fragen zu Linearsystemen
Welche Arten von Linearsystemen gibt es?
Man unterscheidet Linearführungen ohne eigenen Antrieb, Linearachsen und Linearmodule mit integriertem Antrieb sowie Kreuztische und Mehrachssysteme, die mehrere Achsen kombinieren.
Wann ist eine einzelne Linearführung die bessere Wahl als eine fertige Linearachse?
Wenn Bauraum, Gewicht oder Antrieb individuell gestaltet werden sollen. Eine Linearführung lässt sich frei in die eigene Konstruktion integrieren, während eine Linearachse Baugröße und Antrieb weitgehend vorgibt.
Welche Franke Linearführung eignet sich für Reinraum oder Vakuum?
Für Lebensmittelherstellung und Reinraum ist der schmierstofffreie Typ FDE ausgelegt, für Hochvakuum der Typ FDI mit Schmierstoffen und Werkstoffen gegen Ausgasung.
Welche Linearführung eignet sich für Anwendungen mit Magnetfeldern?
Der amagnetische Typ FDD ist für Umgebungen mit Magnetfeldern ausgelegt, etwa in der Medizintechnik oder Elektronikfertigung.
In welchen Branchen werden Linearsysteme eingesetzt?
Unter anderem in Maschinenbau, Medizintechnik, Verpackung, Apparatebau und Gerätebau, Robotik und Handling, Forschung und Entwicklung, Fahrzeugbau, Energiegewinnung und Automatisierungstechnik.
Weitere Begriffe im Franke-Glossar: Linearsystem | Linearführung | Rollenführungen | Lineartechnik
Alle Produkte im Überblick: Produktübersicht Linearführungen