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Stahl-Linearführungen für Hochgeschwindigkeitsroboter

Stahl-Linearführungen für Hochgeschwindigkeitsroboter

2025-11-30
Lösung von Ausfällen von Linearlagern in Hochgeschwindigkeits-Kartesischen Robotern: Das Upgrade auf Stahlkäfige
Zusammenfassung
  • Anwendung: Vertikale Z-Achse an servogetriebenen Entnahmerobotern (Spritzguss).
  • Die Komponente: Flanschtyp Linearlager (Modell: LMK25LUU).
  • Der Ausfall: Katastrophales Zersplittern des Standard-Harz- (Nylon-) Käfigs.
  • Unsere Lösung: Aufrüsten auf Linearlager mit Stahlkäfig (Drop-in-Ersatz).
  • Ergebnis: Wartungsintervall verlängert von 3 Monaten auf 14 Monate.
Die Herausforderung: "Mysteriöse" Lagerausfälle an der Z-Achse

Ein Hersteller von Kunststoffkomponenten für die Automobilindustrie wandte sich mit einem kritischen Wartungsproblem an unser Engineering-Team. In ihrer Produktionslinie werden 50 Einheiten von Hochgeschwindigkeits-Kartesischen Robotern (Sprue Pickers) rund um die Uhr eingesetzt.

Die Wartungsmanager berichteten, dass die Linearlager an den vertikalen Armen (Z-Achse) häufig festklemmen.

  • Das Symptom: Die Kugeln der Lager klemmten, wodurch die Servomotoren überlasteten und Alarm auslösten.
  • Das Rätsel: Die gehärteten Stahlwellen zeigten keine Verschleißerscheinungen, und der Schmierplan wurde strikt eingehalten. Dennoch versagten die Lager alle 8–12 Wochen.

aktueller Firmenfall über [#aname#]

Technische Fehleranalyse

Nachdem die defekten LMK25LUU Muster in unserem Fabriklabor zerlegt wurden, war die Ursache sofort klar.

Das Problem waren nicht die Stahlkugeln oder die Außenhülse, sondern der Harzkäfig (Nylonkäfig).

In der Standardautomatisierung sind Nylonkäfige hervorragend für einen reibungslosen, leisen Betrieb geeignet. Diese spezielle Anwendung stellte jedoch ein "Worst-Case-Szenario" für Nylon dar:

  1. Hohe Beschleunigung: Der Roboter arbeitet mit 2,5 m/s mit schneller Verzögerung (ca. 2G).
  2. Trägheitsauswirkung: Wenn der vertikale Arm abrupt anhält, um ein Teil zu greifen, tragen die inneren Kugeln eine erhebliche Abwärts-Trägheit, die gegen das Ende des Käfigs schlägt.
  3. Ergebnis: Der Standard-Nylonkäfig, der dieser sich wiederholenden Schlagermüdung nicht standhalten konnte, zerbrach schließlich. Die Kunststoffteile klemmten dann die Kugelbahnen.
Hinweis des Ingenieurs: Standard-Linearlager "Markenqualität" verwenden typischerweise POM-Käfige (Polyacetal). Obwohl sie kostengünstig sind, sind sie für die hohen G-Kräfte, die von modernen servogetriebenen Systemen erzeugt werden, strukturell unzureichend.
Die Lösung: Material-Upgrade, keine Neukonstruktion

Der Kunde befürchtete, dass er den Roboterflansch neu konstruieren oder auf teure Linearführungen umsteigen müsste. Wir schlugen eine einfachere, kostengünstigere Lösung vor: Ein Material-Upgrade.

Wir lieferten unsere "Heavy Duty" Serie Linearlager (Modell: LMK25LUU-Stahl).

  • Wichtigstes Upgrade: Wir ersetzten den Standard-Nylonkäfig durch einen Käfig aus niedriglegiertem Stahl.
  • Strukturelle Integrität: Der Stahlkäfig ist genietet und starr. Er ist so konstruiert, dass er den Stoßbelastungen und Vibrationen standhält, die bei servogetriebenen vertikalen Bewegungen auftreten.
  • Drop-in-Kompatibilität: Die äußeren Abmessungen bleiben identisch mit der Standard-ISO-LMK-Serie. Der Kunde konnte die Teile sofort austauschen, ohne die Maschine zu modifizieren.

aktueller Firmenfall über [#aname#]

Vergleich: Standard vs. Heavy Duty
Merkmal Standard-Linearlager Unsere Stahlkäfig-Lösung
Modellreferenz LMK25LUU (Standard) LMK25LUU-GA (Stahl)
Käfigmaterial Harz / Nylon Legierter Stahl
Schlagfestigkeit Gering (Neigung zum Reißen) Hoch (Stoßfest)
Max. Temperatur 80°C 150°C
Grenze des Käfigmaterials Erweicht bei >80°C Stabil bis zu 300°C-400°C
Beste Anwendung 3D-Drucker, Schiebetüren Servoroboter, Presse, Druckguss
Die Ergebnisse (12-Monats-Felddaten)

Der Kunde installierte unsere Stahlkäfiglager an 5 Pilotmaschinen. Die Ergebnisse nach einem Jahr waren eindeutig:

  • Langlebigkeit: Die durchschnittliche Lebensdauer stieg von 3 Monaten auf 14+ Monate.
  • Zuverlässigkeit: Keine Fälle von Käfigzerstörung oder "plötzlichem Tod".
  • Kosteneinsparungen: Während der Stückpreis des Stahlkäfiglagers etwas höher ist, sparte die Reduzierung der Ausfallzeiten dem Kunden schätzungsweise $15.000 pro Jahr über die gesamte Produktionslinie hinweg.
Fazit

Nicht alle Linearlager sind gleich.

Wenn Ihre Automatisierungsausrüstung Hochgeschwindigkeits-Servomotoren verwendet oder in vertikalen (Z-Achsen-) Konfigurationen arbeitet, können Standard-Nylonkäfiglager das schwache Glied in Ihrer Produktionskette sein.

Als Direkthersteller bieten wir spezialisierte Lösungen an, die Handelsunternehmen oft übersehen.

Ist Ihre Ausrüstung ähnlichem Verschleiß ausgesetzt?
Warten Sie nicht auf den nächsten Ausfall.

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