NSK hat eine Kugelgewindetrieb-Baureihe für Werkzeugmaschinen entwickelt, die eine höhere Oberflächengüte im Formenbau ermöglichen soll.
Hintergrund ist, dass die Werkzeugmaschinen-Hersteller in den letzten Jahren, Maschinen mit immer höherer Genauigkeit vorgestellt haben. Mit diesen Maschinen können Anwender Frästeile mit sehr hoher Oberflächenqualität produzieren. Voraussetzung ist jedoch, dass die in den Maschinen verwendeten Kugelgewindetriebe hochpräzise Bewegungsabläufe vollziehen können. Dabei müssen die Entwickler eine Herausforderung meistern: Wenn ein Kugelgewindetrieb die Bewegungsrichtung wechselt, verursachen plötzliche Reibungsschwankungen Bewegungsfehler mit zwei Spitzen („quadrant glitches“), die Schlieren auf der bearbeiteten Oberfläche hinterlassen und somit die Oberflächenqualität verringern. Zahlreiche Studien zu diesen Quadrantenfehlern zeigen, dass es möglich ist, die erste Spitze steuerungstechnisch (durch softwarebasierte Motorsteuerungskompensation) zu korrigieren. Die zweite Spitze vollständig zu kompensieren, ist deutlich schwieriger, da mehr Faktoren zusammenwirken. NSK hat jedoch eine Lösung gefunden, um auch diesen Bewegungsfehler deutlich zu minimieren:
Der neue Kugelgewindetrieb hat ein verbessertes Innendesign und wurde mithilfe eines „digitalen Zwillings“, und einer Reibungsanalyseentwickelt. Der Schlüssel zu dieser Entwicklung war das genaue Verständnis für den Mechanismus, der die Reibungsschwankungen in den Kugelgewindetrieben verursacht.
Kugelgewindetrieb reduziert die Reibungsschwankungen
Unter anderem stabilisiert der neue Kugelgewindetrieb das Antriebsdrehmoment und reduziert die Reibungsschwankungen bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung. Das verbessert die Bewegungsgenauigkeit und reduziert die „Quadrant-Glitch“-Bewegungsfehler. Das Ergebnis ist eine nahezu vollständige Eliminierung der zweiten Spitze. Die um bis zu 20 % geringeren Reibungsschwankungen tragen auch zur Verringerung der Höhe der ersten Spitze bei.
Durch die Kombination des neuen Kugelgewindetriebs mit der softbasierten Fehlerkompensation können Werkzeugmaschinenhersteller ihren Kunden eine Verbesserung der bearbeiteten Oberflächenqualität ermöglichen. Darüber hinaus kann der Anwender häufig auf Nachbearbeitungsprozesse wie Polieren verzichten.
Diese Varianten sind erhältlich
Die Einbaumaße der neuen NSK-Kugelgewindetriebe mit „Quadrant-Glitch“-Kompensation sind identisch mit denen herkömmlicher Produkte, so dass sie 1:1 ausgetauscht werden können. Die Kugelgewindetriebe werden mit Wellendurchmessern von 25 bis 63 mm und Steigungen von 5 bis 30 mm erhältlich sein. Zu den Vorspannungsarten gehören: Offset-Vorspannung (Z-Vorspannung), Doppelmutter-Vorspannung (D-Vorspannung) und federvorgespannte Doppelmutter (J-Vorspannung). (kf)
Bild: NSK
