6 Meter Linearachse mit Zahnriemenantrieb | Sonderprojekt für Messeausstellung
Für ein besonderes Messeexponat haben wir eine Linearachse mit beeindruckender Länge von sechs Metern entwickelt. Die Aufgabe: Ein rund 200 Kilogramm schweres Ausstellungsobjekt soll damit leise und zuverlässig bewegt werden. Unsere Lösung war eine maßgeschneiderte Konstruktion mit Zahnriemenantrieb in Omega-Drive-Anordnung – optimal für diese Anwendung.
Da es keine besonderen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit gab, fiel die Wahl bewusst auf einen Zahnriemen. Ein Zahnstangenantrieb wäre zu laut gewesen, ein Spindelantrieb bei dieser Länge technisch nicht realisierbar. In der Mitte des Schlittens sitzt der Motor mit Zahnriemenrad, rechts und links davon leiten Umlenkrollen den Riemen um.
Angetrieben wird die Achse von einem 12-Nm-Closed-Loop-Schrittmotor mit integrierter Elektronik. Für den Versuchsaufbau kam ein 48V-Netzteil in Kombination mit einem Arduino UNO und unserer CNC-Software Grbl-Control zum Einsatz. Die Steuerung erfolgt entweder manuell über Pfeiltasten oder automatisiert per G-Code.
Im Testbetrieb erreichten wir eine Geschwindigkeit von bis zu 20 m/min, wobei der Kunde nur 6 m/min benötigt. Parallel zur Achse läuft eine Energiekette in einem Aluminium-U-Profil. Die finale Verkabelung sowie Elektronik im Schlitteninneren übernimmt der Kunde selbst.
Zur Sicherheit haben wir zwei induktive Näherungsschalter verbaut. Aluminiumklötze am Achsenende dienen als Auslöser. Die Riemenbefestigung erfolgt einseitig fest, auf der anderen Seite sorgt ein Klemmelement mit Spannschraube für einfache Justierung. Gummipuffer an beiden Enden dämpfen das Anfahren auf Block.
Die Konstruktion basiert auf einem 80x80-mm-Aluprofil. Zwei Profilschienenführungen in Größe 30 von CPC sorgen für präzise Führung. Gefräste und glasperlengestrahlte 15-mm-Aluplatten verbinden die Struktur, ergänzt durch 80x160-mm-Verbindungsprofile, auf denen das 2 Meter hohe Messeexponat montiert wird.
Die Motorhalterung und Umlenkrollen sind an seitlichen Profilen befestigt, wobei Rillen-Kugellager verwendet wurden. Die Energiekette ist außen angebracht, die Kabelführung erfolgt innen zum Motor. Eine 3D-gedruckte Kunststoffabdeckung sowie eine obere Abdeckplatte sorgen für ein sauberes Erscheinungsbild.
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