Mikropositionierung

Mikropositionierung

PRINZIP

Hierbei handelt es sich um ein digitalhydraulisches Mikropositioniersystem, welches bereits in Werkzeugmaschinen eingesetzt wird. Ziele sind eine hohe Steifigkeit bei sehr hoher Stellgenauigkeit, Dynamik und Robustheit des Systems.
Der Stellbereich liegt bei ca. +/-100µm. Der kurze Hub ermöglicht die Verwendung von elastischen Membranen, welche frei von Reibeffekten sind, weil sie keine gleitenden Dichtungen benötigen und somit deutlich genauer positionsgeregelt werden können. Die Verwendung von Digitalventilen zur Regelung der geforderten Position macht das System zudem kostengünstig und robust hinsichtlich Ölreinheit.

FACTBOX

SYSTEMPARAMETER
Stellbereich: +/- 100µm; Positioniergenauigkeit: < 1µm; Steifigkeit Membranen (ohne Öl): ca. 150 N/µm; Steifigkeit mit eingespanntem Öl (ohne Reg-lung): ca. 300 N/µm; Steifigkeit mit Regelung: ∞ N/µm (Einschränkung nur Systemdruck); Druckversorgung ca. 75bar; Reibungsfreies System; Digitalhydraulisch oder konventionell (Propor-tionalventil) möglich

REGELUNG
Die Regelung des Systems erfolgt über eine herkömmliche Proportionalregelung, welche einfach zu implementieren und warten ist. Trotz dieses einfachen Regelansatzes erreicht man die gefor-derte Genauigkeit von 1µm. Die Position des beweglichen Targets erfasst ein präziser Wirbelstromsensor. Bei reduzierter Genauigkeitsanforderung kann die Position aber auch über die Druckdifferenz in den Membranen geregelt werden, was zu einer weiteren Kostenreduktion führt.

SYSTEMVORTEILE
Hohe Genauigkeit (< 1µm); Hohe Dynamik; Geringe Investitionskosten; Einfacher Regler; Einfache Wartung; Hohe Robustheit; Geringste Geräuschentwicklung trotz schaltender Ventile

ANWENDUNGSGEBIETE

Hochgenaue Positionierung von Werkzeugspindeln; Kraftregelung; Klemmmechanismen mit geregelter Klemmkraft; Hochgenaue Wegregelung als serieller Aufsatz für relativ ungenaue Zylinderantriebe

KOMPAKTHEIT

Durch den geringen Ölbedarf, kann das System, völlig eigenständig ohne Anschluss an eine zentrale Ölversorgung und damit räumlich flexibel in mögli-chen Applikationen integriert werden. Für den Betrieb reicht im vorliegenden Fall ein 0.16 L Spei-cher für einen Zeitraum von über 10 Minuten. Die Flachheit der beweglichen Membranen erlaubt eine gute Systemintegration.

UNSER DEMONSTRATOR

Der Demonstrator wird bei ca. 75bar Versorgungsdruck betrieben, ein marktübliches Digitalventil (Rexroth SEC6) stellt den Differenzdruck in den Membranen, welche sich dadurch verformen und das bewegliche Target verschieben. Angesteuert wird das System über eine handelsübliche HNC100 von Bosch Rexroth.

Fähigkeiten

Gepostet am

10. Februar 2014

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