Temperaturreglering direkt i linjärstyrningen: Så dubblade SW den termiska noggrannheten

BA W06 och BA W08 från SW är bland de snabbaste bearbetningscentren på marknaden. De kan producera komponenter av aluminiumlegering med hög precision, till exempel flygplans- och fordonsdelar och batterihöljen, på nolltid. Beprövade konstruktionsprinciper som monoblock, den "treaxlade enheten" i box-in-box-design, eller den svängande fixturhållaren för lastning och lossning parallellt med den huvudsakliga bearbetningstiden, ligger till grund för att minimera cykeltiderna. Det gör att SW kan öka maskinens styvhet samtidigt som minimal massa bibehålls och andelen icke produktiva stillestånd går att reducera.

Utmaningen: Hög värmetillförsel, låg massa

Den snabba positioneringen längs de tre axlarna uppnås genom mycket dynamiska linjärmotorer. Det finns dock en negativ bieffekt: en betydande mängd spillvärme som måste avledas från maskinen. "Med tanke på att den viktoptimerade treaxlade enheten i box-in-box-konstruktionen med tunnväggiga svetsade konstruktioner bara kan absorbera en liten mängd värme är det extra viktigt för oss att värmebalansen är effektiv", förklarar Marcus Mixner, utvecklingschef på SW. "Utan temperaturreglering skulle linjärmotorernas dynamiska utgångseffekt snabbt leda till termiska deformationer."

Lösningen: Värmeavledning via linjärstyrning

För att kontinuerligt öka positioneringsnoggrannheten har SW arbetat intensivt i flera år med att förbättra den termiska stabiliteten genom den befintliga precisionskylkretsen. "Vi ser termisk noggrannhet som en viktig konkurrensfördel inom precisionsbearbetning", säger Mixner. "Efter inledande försök och optimeringar av Z-vagnen, som kommer in i arbetsutrymmet, fokuserar vi nu på att temperaturreglera styrningen i den vertikala huvudaxeln, som bär X- och Z-vagnarna."

Den avgörande lösningen för att kunna implementera på ett både ekonomiskt och utrymmesneutralt sätt kom från vår mångåriga partner inom linjär rörelseteknik, Bosch Rexroth: Det patenterade termokompenserande skensystemet (TCRS) integrerar temperaturreglerfunktionen som en valfri funktion direkt i den valda rull- eller kulskensstyrningen. Principen är enkel men effektfull: Om alternativet TCRS har valts finns det två spår under styrskenan för standardrör som är anslutna till maskinens kylkrets. Med direkt värmeavledning från linjärstyrningen är det enkelt att kompensera för termiska effekter, vilket innebär att dimensionella fluktuationer i processen och därmed andelen förkastade objekt går att reducera, material sparas och cykeltiderna förkortas ytterligare.

Fler bra delar i små partistorlekar

Marcus Mixner ser också en viktig fördel för kunderna med den snabba produktionen av bra delar: "Marknaden ställer allt högre krav på maskiner för mindre partistorlekar. Därför måste vi hålla tidskonstanterna så korta som möjligt." Termisk stabilitet är ett viktigt krav för detta. Baserat på mätdata som samlats in under två år har SW lyckats utveckla ett komplext system för temperaturreglering med kylvatten som "kyler bort" de temperaturtoppar som uppstår under drift vid höga hastigheter. Detta gör att vi kan minimera andelen objekt som förkastas under hela processen. "Sedan lanseringen av bearbetningscentren BA W06 och BA W08 har vi bara fått positiv feedback från fältet", rapporterar Mixner.

Kontinuerlig innovation

Med den integrerade temperaturreglerlösningen visar SW återigen prov på sin förmåga att fortlöpande tillgodose föränderliga marknadskrav. Partnerskapet med Bosch Rexroth har redan tidigare spelat en viktig roll i detta avseende, och ett exempel är införandet av RSHP-rullskensstyrningen. Kulvagnen överför långsamt de rullande elementen till maximal kraft via en patenterad inkörningszon, vilket möjliggör lågpulserande rörelser. I kombination med den nya TCRS-styrskenan kommer SW-kunderna återigen att dra nytta av ökad kvalitet och prestanda.

För Mixner har alternativet med flexibel temperaturreglering fortfarande stor potential: "Vi arbetar redan på ytterligare applikationer", avslöjar Mixner. "Vi värdesätter också de personliga råd som vi får från Bosch Rexroth och deras expertis inom verktygsmaskiner och automatisering." Mixner är bland annat intresserad av möjligheten att integrera en tredje funktion – mätning – i styrskenan på ett utrymmesneutralt sätt. Bosch Rexroth erbjuder det integrerade mätsystemet IMS för just detta ändamål.

"Innovativa lösningar och erfarna partners som Bosch Rexroth är särskilt viktiga för att vi ska kunna bibehålla konkurrenskraften ur både teknisk och ekonomisk synvinkel, särskilt i den nuvarande marknadssituationen", menar Mixner. "Tack vare det beprövade och öppna samarbetet har vi lyckats fördubbla den termiska noggrannheten jämfört med tidigare maskiner och kunnat sätta nya standarder internationellt."