20 Millimeter sind nicht gleich 20 Millimeter - worauf es bei präziser Positionierung wirklich ankommt
Warum Verfahrweg, Auflösung und Wiederholbarkeit zusammen betrachtet werden müssen.
Der Tisch soll sich um 20 Millimeter bewegen. Klingt nach einer überschaubaren Aufgabe. Bis die nächsten Fragen kommen: Wie genau muss er die Position treffen? Wie zuverlässig muss er dorthin zurückkehren? Wie viel Platz steht zur Verfügung? Und was bewegt sich eigentlich mit - eine kleine Optik, ein Probenhalter oder ein kompletter Versuchsaufbau?
Aus einer einfachen Wegangabe wird schnell eine Frage nach dem passenden Gesamtsystem. Denn bei motorisierten Positioniertischen entscheiden nicht allein Verfahrweg und Schrittauflösung über das Ergebnis. Mindestens ebenso wichtig sind Wiederholbarkeit, mechanische Stabilität, Belastbarkeit und die passende Steuerung.
Aus einer einfachen Wegangabe wird schnell eine Frage nach dem passenden Gesamtsystem. Denn bei motorisierten Positioniertischen entscheiden nicht allein Verfahrweg und Schrittauflösung über das Ergebnis. Mindestens ebenso wichtig sind Wiederholbarkeit, mechanische Stabilität, Belastbarkeit und die passende Steuerung.
Warum eine Auflösung von 0,125 µm noch keine Positioniergenauigkeit von 0,125 µm bedeutet
Ein Blick auf die technischen Daten motorisierter Lineartische zeigt häufig beeindruckend kleine Werte. Ein Tisch kann beispielsweise eine rechnerische Schrittauflösung von 0,125 Mikrometern erreichen. Das bedeutet allerdings nicht, dass er jede beliebige Position mit einer absoluten Genauigkeit von 0,125 Mikrometern anfährt.
Auflösung: Wie klein ist die theoretisch ansteuerbare Bewegung? Wiederholbarkeit: Wie zuverlässig erreicht das System eine zuvor angefahrene Position erneut? Positioniergenauigkeit: Wie groß ist die tatsächliche Abweichung zwischen Sollposition und Istposition?
Auch mechanisches Spiel, Temperaturveränderungen, Belastung und Ansteuerung beeinflussen das Ergebnis. Für viele Anwendungen ist deshalb eine gute Wiederholbarkeit wichtiger als die kleinste theoretisch mögliche Schrittweite. Wer eine Probe mehrfach unter einem Mikroskop positioniert oder einen Laserprozess wiederholt an derselben Stelle ausführt, benötigt vor allem reproduzierbare Bewegungen.
Auflösung: Wie klein ist die theoretisch ansteuerbare Bewegung? Wiederholbarkeit: Wie zuverlässig erreicht das System eine zuvor angefahrene Position erneut? Positioniergenauigkeit: Wie groß ist die tatsächliche Abweichung zwischen Sollposition und Istposition?
Auch mechanisches Spiel, Temperaturveränderungen, Belastung und Ansteuerung beeinflussen das Ergebnis. Für viele Anwendungen ist deshalb eine gute Wiederholbarkeit wichtiger als die kleinste theoretisch mögliche Schrittweite. Wer eine Probe mehrfach unter einem Mikroskop positioniert oder einen Laserprozess wiederholt an derselben Stelle ausführt, benötigt vor allem reproduzierbare Bewegungen.
Wenn 100 Millimeter Verfahrweg mit hoher Auflösung kombiniert werden
8MT167-100-MEn1 - motorisierter Lineartisch mit Encoder.
Mit 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung und rechnerisch 0,125 µm im Achtelschritt eignet sich dieser Lineartisch für automatisierte Positionieraufgaben. Besonders interessant ist die Kombination aus Schrittmotor, Untersetzungsgetriebe und Rotationsencoder.
Der Encoder liefert zusätzliche Informationen über die Bewegung des Antriebs. Ein Rotationsencoder erfasst aber nicht automatisch sämtliche mechanischen Abweichungen zwischen Motor und Positioniertisch. Das käfiggeführte Kugellagerdesign soll die sogenannte Käfigwanderung vermeiden - ein Effekt, der bei wiederholten kurzen Bewegungen die Zuverlässigkeit mechanischer Führungen beeinträchtigen kann.
Mit einer horizontalen Belastbarkeit von 7 kg und maximal 5 mm/s bietet das System eine interessante Kombination aus Tragfähigkeit, Verfahrweg und feiner Ansteuerbarkeit.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/3217/8mt167-100-men1-motorisierter-lineartisch
Mit 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung und rechnerisch 0,125 µm im Achtelschritt eignet sich dieser Lineartisch für automatisierte Positionieraufgaben. Besonders interessant ist die Kombination aus Schrittmotor, Untersetzungsgetriebe und Rotationsencoder.
Der Encoder liefert zusätzliche Informationen über die Bewegung des Antriebs. Ein Rotationsencoder erfasst aber nicht automatisch sämtliche mechanischen Abweichungen zwischen Motor und Positioniertisch. Das käfiggeführte Kugellagerdesign soll die sogenannte Käfigwanderung vermeiden - ein Effekt, der bei wiederholten kurzen Bewegungen die Zuverlässigkeit mechanischer Führungen beeinträchtigen kann.
Mit einer horizontalen Belastbarkeit von 7 kg und maximal 5 mm/s bietet das System eine interessante Kombination aus Tragfähigkeit, Verfahrweg und feiner Ansteuerbarkeit.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/3217/8mt167-100-men1-motorisierter-lineartisch
Von einer Achse zu einem vollständigen Positioniersystem
Viele Anwendungen benötigen nicht nur eine lineare Bewegung. Eine Probe muss beispielsweise zunächst horizontal verschoben, anschließend quer dazu ausgerichtet und schließlich in der Höhe eingestellt werden. Hier kommen XY- und XYZ-Systeme ins Spiel.
8MT167-100XYZ - motorisiertes XYZ-Positioniersystem. Drei Bewegungsachsen, 1 µm Vollschrittauflösung und eine angegebene bidirektionale Wiederholbarkeit von 2 µm machen das System zu einer Lösung für räumliche Positionieraufgaben.
Die Vorteile zeigen sich besonders bei automatisierten Messabläufen. Einmal definierte Positionen können programmgesteuert angefahren werden. Das erleichtert reproduzierbare Versuchsreihen und reduziert manuelle Eingriffe. Allerdings müssen Lastverteilung, Steifigkeit des Gesamtaufbaus und mögliche Fehlerüberlagerungen zwischen den Achsen berücksichtigt werden.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/3511/8mt167-100xyz-motorisierter-lineartisch
8MT167-100XYZ - motorisiertes XYZ-Positioniersystem. Drei Bewegungsachsen, 1 µm Vollschrittauflösung und eine angegebene bidirektionale Wiederholbarkeit von 2 µm machen das System zu einer Lösung für räumliche Positionieraufgaben.
Die Vorteile zeigen sich besonders bei automatisierten Messabläufen. Einmal definierte Positionen können programmgesteuert angefahren werden. Das erleichtert reproduzierbare Versuchsreihen und reduziert manuelle Eingriffe. Allerdings müssen Lastverteilung, Steifigkeit des Gesamtaufbaus und mögliche Fehlerüberlagerungen zwischen den Achsen berücksichtigt werden.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/3511/8mt167-100xyz-motorisierter-lineartisch
Kompakt gebaut, flexibel eingesetzt
Nicht jede Positionieraufgabe erfordert einen großen Verfahrweg oder eine aufwendige Mehrachsenlösung. In vielen Laboraufbauten ist der verfügbare Bauraum begrenzt.
8MT30-50 - motorisierter Verschiebetisch. Mit 50 mm Verfahrweg, 1,25 µm Vollschrittauflösung und einem Eigengewicht von nur rund 0,5 kg ist dieses Modell für kompakte Aufbauten interessant.
Der Tisch kann in unterschiedlichen Orientierungen eingesetzt werden und bewegt bei vertikaler Montage Lasten bis zu 3 kg. Der direkte Zugang zur Führung erleichtert die Nachschmierung. Das kann insbesondere bei häufig bewegten Achsen und langfristig betriebenen Versuchsaufbauten relevant sein.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/678/8mt30-50-motorisierter-verschiebetisch
8MT30-50 - motorisierter Verschiebetisch. Mit 50 mm Verfahrweg, 1,25 µm Vollschrittauflösung und einem Eigengewicht von nur rund 0,5 kg ist dieses Modell für kompakte Aufbauten interessant.
Der Tisch kann in unterschiedlichen Orientierungen eingesetzt werden und bewegt bei vertikaler Montage Lasten bis zu 3 kg. Der direkte Zugang zur Führung erleichtert die Nachschmierung. Das kann insbesondere bei häufig bewegten Achsen und langfristig betriebenen Versuchsaufbauten relevant sein.
Produktseite: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/678/8mt30-50-motorisierter-verschiebetisch
Wie findet man den richtigen Positioniertisch?
Die drei Modelle zeigen, wie unterschiedlich Positionierlösungen ausgelegt sind.
8MT30-50: eine Achse, 50 mm Verfahrweg, 1,25 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s, horizontale Belastbarkeit 5 kg.
8MT167-100-MEn1: eine Achse, 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s, horizontale Belastbarkeit 7 kg.
8MT167-100XYZ: drei Achsen, jeweils 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s. Für die Belastbarkeit des Mehrachsensystems sind konkrete Einbaulage und Lastverteilung zu prüfen.
Die Daten dienen der ersten Orientierung. Bei Mehrachssystemen müssen mechanische Belastungen jeder Achse gesondert betrachtet werden.
8MT30-50: eine Achse, 50 mm Verfahrweg, 1,25 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s, horizontale Belastbarkeit 5 kg.
8MT167-100-MEn1: eine Achse, 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s, horizontale Belastbarkeit 7 kg.
8MT167-100XYZ: drei Achsen, jeweils 100 mm Verfahrweg, 1 µm Vollschrittauflösung, maximal 5 mm/s. Für die Belastbarkeit des Mehrachsensystems sind konkrete Einbaulage und Lastverteilung zu prüfen.
Die Daten dienen der ersten Orientierung. Bei Mehrachssystemen müssen mechanische Belastungen jeder Achse gesondert betrachtet werden.
Die Steuerung gehört zur Positionieraufgabe
Ein motorisierter Tisch allein ergibt noch kein automatisiertes Positioniersystem. Erst das Zusammenspiel mit einem geeigneten Controller und einer passenden Software ermöglicht programmierte Bewegungsabläufe, wiederkehrende Positionierungen und die Einbindung in übergeordnete Systeme. Bei den vorgestellten Modellen wird der Controller 8SMC5-USB empfohlen. Gerade bei automatisierten Mess- und Prüfaufgaben lohnt es sich deshalb, die spätere Integration bereits bei der Auswahl der Mechanik zu berücksichtigen.
Fazit: Nicht die kleinste Zahl entscheidet
Eine hohe Auflösung ist beeindruckend. Für die Praxis ist jedoch entscheidend, ob der Positioniertisch die tatsächlichen Anforderungen der Anwendung erfüllt. Wer eine kleine Optik gelegentlich verschieben möchte, benötigt eine andere Lösung als jemand, der mehrere Kilogramm schwere Baugruppen über drei Achsen automatisiert positioniert.
Verfahrweg, Wiederholbarkeit, Belastbarkeit, Geschwindigkeit und Steuerbarkeit müssen zusammenpassen. Denn am Ende zählt nicht, wie viele Nachkommastellen im Datenblatt stehen, sondern wie zuverlässig das Gesamtsystem seine Aufgabe erfüllt.
Weitere Lösungen: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/
Verfahrweg, Wiederholbarkeit, Belastbarkeit, Geschwindigkeit und Steuerbarkeit müssen zusammenpassen. Denn am Ende zählt nicht, wie viele Nachkommastellen im Datenblatt stehen, sondern wie zuverlässig das Gesamtsystem seine Aufgabe erfüllt.
Weitere Lösungen: https://www.optik-mechanik.de/mechanik/lineartische/motorisierte-lineartische/
