ASD-Px

Ultrapräzise aerostatische Werkstückspindel

Unsere Spindellösungen ASD-Px für Werkstückrotation und -orientierung vereinen ultrapräzise Genauigkeiten mit Rotationstreuen besser 15 nm (Error-Motion) und die höchsten Spindelsteifigkeiten und Tragfähigkeiten auf dem Markt.

Durch die konsequent symmetrische Konstruktion und einer hocheffizienten Dünnfilm-Flüssigkeitskühlung ist das Wellenwachstum von kaltem Zustand und Stillstand zu durchgewärmtem Zustand bei 10.000 Upm kleiner 1 µm, bei einer Durchwärmzeit unter 8 Minuten.

Das schlanke Patronendesign ermöglicht den Einsatz in sowohl horizontalen Bearbeitungszentren als auch in vertikalen mit geschlossenem Spindelstock.

Als Resultat erhält der Anwender in der ultrapräzisen Zerspanung eine Spindellösung für alle Belange der Werkstückrotation, sei es zur Bearbeitung von besonders großen Werkstücken bei geringen Drehzahlen, bei der Bearbeitung von besonder kleinen Werkstücken mit hohen Drehzahlen oder zur präzisen Orientierung im Achsmodus.

Durch die Hochleistungs-Motoroption mit einem Konstantdrehmoment von 13,5 Nm und ihrer hohen Rotationstreue ist unsere ASD-Px zudem als Werkzeugspindel zur Aufnahme und großen Schleifscheiben geeignet. Mit deutlicher Reduzierung des sog. “Sub-Surface Damage” beim Schleifen von Glaslinsen wird somit der nachfolgende und langwierige Polierprozeß um einen Großteil gemindert.

Ganz gemäß unseres Mottos: “Ultra-Precision meets Industrial Grade

ASD010_F+R

Gehäusedurchmesser:

Drehzahl:

Schnittstelle Spannfutter:

Spannfutter:

Motor:

Konstant-Motordrehmoment, Hochleistungsoption (CNC):

Konstant-Motordrehmoment, Eisenlosoption (UP):

Drehencoder, Achsbetrieb:

Drehencoderalternativen, absolut:

Drehencoder, Spindelbetrieb:

Dritte Encoderoption:

Mediumdurchführung:

Länge:

Gewicht:

175 mm / Flansch: 225 mm

10.000, 12.000 Upm (andere Drehzahlen auf Anfrage)

Planscheibe, geschliffen, D120

Vakuumspannfutter, Nullpunktspannfutter

Permanentmagnet-Synchron, 6-Pol, 3 Phasen

13.5 Nm

6.5 Nm

11.840 Perioden optisch 1VSS SinCos mit Nullfahne

BiSS-C, FANUC, Mitsubishi-2/4, DRIVE-CLiQ

253 Perioden GMR 1VSS SinCos mit Nullfahne

Encoder Achsbetrieb oder Encoder Spindelbetrieb

Vakuum, Druckluft, Ölnebel

500 mm

59 kg

ASD010Px
Allgemein Gehäuse- / Flanschdurchmesser [mm] 175 / 225
Länge über Alles [mm] 500
Gewicht [kg] 59
Drehzahl [kUpm] 10
Motor "Hochleistung", max. 400 V Typ [-] 3 Phasen, Synchron
Konstantdrehmoment S1 [Nm] 13,5
Polzahl [-] 6
max. Phasenspannung [V] 350
Nennstrom [A] 25
Spitzenstrom [A] 36
Wellenleistung [kVA] 14
Motor "Ultrapräzision", max. 400 V Typ [-] 3 Phasen, Synchron
Konstantdrehmoment S1 [Nm] 6,5
Polzahl [-] 6
max. Phasenspannung [V] 380
Nennstrom [A] 10
Spitzenstrom [A] 20
Wellenleistung [kVA] 6,8
Drehencoder "Achsbetrieb" Typ [-] optisch, inkrementell
Perioden [-] 11840
Signal A/B [-] SinCos, 1 VSS
Nullfahne [-] ja (analog)
Alternativen (absolut) [-] BISS-C (18 / 26 / 32-bit)
Mitubishi-2/4 (23 / 27-bit)
Fanuc (23 / 27-bit)
Drive-CliQ (26 / 29-bit)
*) Drehencoder "Spindelbetrieb" Typ [-] GMR, inkrementell
Perioden [-] 253
Signal A/B [-] SinCos, 1 VSS
Nullfahne [-] ja (an./dig.)
Spannfutteranbindung Planscheibe, Durchmesser [mm] 120
**) Werkstückschnittstellen Vakuumspannfutter, Durchmesser [mm] 150-200
Nullpunktspannfutter [mm] Erowa ER-047777
Lagersystem Versorgungsdruck [bar] 6 - 10
Reinheitsklasse, ISO [-] 2
Radiale Nullpunktsteifigkeit an Planscheibe [N/µm] > 180
Radiale Tragfähigkeit an Wellennase [N] > 1800
Axiale Nullpunktsteifigkeit [N/µm] > 250
Axiale Tragfähigkeit [N] > 2500
Stabilität und Präzision Rotationstreue (Error-Motion) [nm] < 15
Durchwärmzeit [Min] < 9
Axiales Wellenwachstum [µm] < 0,8

* – Kann entfallen bei absolutem Drehencoder für Achsbetrieb

** – Option

  • Hochleistungs-Motor

Ein Konstantdrehmoment von 13.5 Nm erlaubt die Aufnahme von großen Schleifscheibe und verwandelt unsere ASD-Px in eine Werkzeugspindel zur Aufnahme von großen Schleifscheiben.

PxMotor
  • Absolut messende Drehencoder

Durch die Verwendung von absolut zählenden Drehencodern als Ersatz für den als Standard verwendeten optischen und inkrementell messenden Drehencoder können höhere Auflösungen erreicht werden und machen einen zweiten Encoder für den Spindelbetrieb und höhere Drehzahlen überflüssig. Während der als Standard verwendete, hochauflösende und inkrementell messende Drehencoder nur Drehzahlen bis 3.500 Upm erlaubt, können die absolut messenden Alternativen den gesamten Drehlbereich abdecken. Verfügbare Protokolle sind:

– Biss-C

– Mitsubishi 2-/4-wire

– Fanuc

– Drive-CliQ

PxAbsolute
  • Werkstückspannung

Die Spannfutterschnitstelle besteht aus einer geschliffenen Planscheibe mit Durchmesser 120 mm und einem standardisierten Lochkreismuster. Hieran können eigene oder auch kommerziell verfügbare, rotative Werkstückspannvorrichtungen angebracht werden. Wir bieten unseren Kunden hier folgende Optionen:

– Vakuumspannfutter mit Durchmessern 150 / 200 mm

– Nullpunktspannfutter Erowa ER-047777

Gerne entwickeln wir auch für Sie persönlich die Anbindung Ihres eigenen Wunschsystems. Sprechen Sie uns an.

Chucks
  • Auftischmodell

Für die Verwendung in horizontalen Bearbeitungszentren bieten wir unsere ASD-Px als Auftischmodell an, welches die direkte Montage auf Tischen und die Befertigung von Vermessungskameras erlaubt. Die axial weiche und radial steife Stützmenbran am hinteren Ende des Spindelstocks erhöht hierbei die Einspannsteifigkeit.

PxAuftisch
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  • ASD-Px – Auf einen Blick
ASD-Px_AtAGlance
  • Rotationstreue (Error-Motion)

Definition: Der Zahlenwert der Error-Motion umfaßt alle Synchron- und Asynchronfehlerabweichungen der Wellerotation von der theoretischen Rotationsachse, ohne den fundementalen Synchronfehler (Fundamentaler Synchronfehler = Dynamischer Rundlauf).

Levicron entwickelte eigens Prüfstände und mathematische Verfahren für die Messung und Auswertung der Spindel-Rotationstreue (Error-Motion). Hierbei wir durch ein spezielles Auswerteverfahren der Spindelfehler vom Fehler des angemessenen Objektes (z. B.) Kugel getrennt. Mit hochauflösenden und schnell abtastenden kapazitiven Sensoren und einer eigenen Auswertesoftware wird die Rotationstreue aller unserer ultrapräzien Motorspindeln verifiziert. Unsere ASD-Px ist mit besser 15 nm axiale und radiale Wellenfehlbewegungen spezifiziert.

Nebenstehende Messung der axialen Wellenbewegung zeigt jedoch, dass mit einem PV-Wert von 8 nm dies weit unterschritten wird.

ASD-Px_AxialErrorMotion
  • Axiales Wellenwachstum und Durchwärmzeit

Wie in nebenstehendem Versuchsschrieb ersichtlich, erlaubt die hocheffiziente Dünnfilmflüssigkeitskühlung eine Durchwärmzeit von kaltem Zustand und Stillstand auf Nenndrehzahl – 10.000 Upm in diesem Fall – von unter 9 Minuten. Dies erlaubt einen stabilen und mit der Zeit absolut unveränderlichen Betrieb der Spindel bei gleichbleibender Drehzahl ab dieser Zeitdauer, was um eine vielfaches kürzer ist, verglichen mit allen anderen verfügbaren Werkstückspindeln.

Die einzigartige Spindelkonstruktion kompensiert thermische axiale Wellendehnungen mit der Fliehkraftdehnung und weist zum Beispiel für unsere ASD010P120 (10.000 Upm) ein axiales Spindelwachstum von unter 0,7 µm auf, für den Betrieb von kaltem Zustand und Stillstand bis durchgewärmt und 10.000 Upm. Die axiale Wellendehnung bei Drehzahlsprung von 0 auf 10.000 Upm ist fliehkraftbedingt. Hier weitet sich die Welle aufgrund der Fliehkraftlast auf, wird kürzer und zieht sich in das Spindelgehäuse. Durch die hierzu optimierte Spindelkonstruktion wird dies folgend kompensiert durch das nachfolgende thermische Wachstum bis zu einem absoluten Wert von 0,7 µm.

Der Anwender kann damit nicht nur nach einer extrem kurzen Durchwärmzeit, sondern zudem mit einem auf dem Markt einzigartig geringen axialen Wachstum eine thermisch stabile und unbegrenzt unveränderliche Bearbeitung starten.

ASD-Px_ShaftGrowth_SoakTime