ASD-PH63M

Ultrapräzise aerostatische Werkzeugspindel mit HSK-A63 Werkzeugspannsystem

Unsere Spindellösungen ASD-PH63M vereinen ultrapräzise Genauigkeiten mit Rotationstreuen besser 15 nm (Error-Motion), die höchsten Spindelsteifigkeiten und Tragfähigkeiten für aerostatische Werkkzeugspindeln auf dem Markt und ein manuelles HSK-A63 Werkzeugspannsystem.

Durch die hohe Rotationstreue und Gleichlauf findet unsere ASD-PH63M als Schleifspindel und mit Anwendung in der Herstellung von Glaslinsen großen Anklang. Hierbei konnten die sog. “Sub-Surface”-Schädigungen des Substrats, die während des Schleifprozesses entstehen, und die nachfolgende Polierzeit deutlich verringert werden.

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. Durch die Hochleistungs-Motoroption mit einem Konstantdrehmoment von 13,5 Nm und ihrer hohen Rotationstreue ist unsere ASD-PH63M zudem als Werkzeugspindel zur Aufnahme und großen Schleifscheiben geeignet.

Als Resultat erhält der Anwender in der ultrapräzisen als auch CNC-Bearbeitung eine thermisch stabile Lösung zur Generierung von optischen Komponenten oder zur hochgenauen Positionierung im Achsmodus.

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

PxH63

Gehäusedurchmesser:

Drehzahl:

Schnittstelle:

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)

HSK-A63, manuell

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 (IKZ bis 80 bar auf Anfrage)

500 mm

62 kg

ASD010PH63M
Allgemein Gehäuse- / Flanschdurchmesser [mm] 175 / 225
Länge über Alles [mm] 500
Gewicht [kg] 59
Drehzahl [kUpm] 10
Werkzeugschnittstelle [-] HSK-A63, manuell
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.)
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
Positioniergenauigkeit ["] < 1

* – Kann entfallen bei absolutem Drehencoder für Achsbetrieb

  • 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
  • IKZ (innere Kühlmittelzufuhr)

Als Option kann eine Drehdurchführung für IKZ bis 80 bar angeboten werden.

IKZ
  • 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