Luftlager-/Linearführungssystem

Das Luftlager-/Linearführungssystem ist eine kritische Komponente von Koordinatenmessgeräten (KMGs), die die ultrapräzise, reibungsfreie Linearbewegung für genaue dimensionelle Messtechnik bereitstellt. Es kombiniert Luftlager, die bewegliche Teile auf einem dünnen Film aus Druckluft schweben lassen, um mechanische Reibung und Verschleiß zu eliminieren, mit präzisen Lineare Führungen, die die Bewegung auf eine Achse beschränken. Dieses System ermöglicht es der Sonde des KMG, sich reibungslos und wiederholbar entlang der X-, Y- und Z-Achsen zu bewegen, und bildet die Grundlage für die Messgenauigkeit und langfristige Zuverlässigkeit der Maschine, indem es Hysterese, Stick-Slip und thermische Effekte minimiert, die mit herkömmlichen Kontaktlagern verbunden sind. Das System ist für Anwendungen konzipiert, die hohe Präzision und Wiederholbarkeit erfordern, wie in Metrologielabors und Qualitätskontrolle in der Fertigung. Es arbeitet mit sauberer, trockener Druckluft, typischerweise bei Drücken zwischen 0,4 und 0,6 MPa, und erfordert eine Luftqualität gemäß ISO 8573-1 Klasse 3.4.3. Die Luftfilmstärke beträgt typischerweise 5-20 Mikrometer und ermöglicht nahezu reibungsfreie Bewegung mit hoher Steifigkeit und Dämpfung. Die Leistung des Systems wird durch Parameter wie Tragfähigkeit (50-500 kg pro Schlitten), Verfahrweg (100-2000 mm), Geradheitsgenauigkeit (±0,5 bis ±2 µm/m) und Positionierwiederholbarkeit (±0,1 bis ±0,5 µm) charakterisiert. Verwendete Materialien umfassen Granit, Keramik, Edelstahl und Aluminiumlegierung, mit Führungsschienen aus gehärtetem Stahl (60 HRC) und Lagern aus Aluminiumlegierung mit porösem Graphit. Das System ist mit Schutzarten von IP54 bis IP65 erhältlich. Für jede spezifische Anwendung ist es wichtig, modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren, da die aufgeführten Parameter Referenzbereiche sind, die bestätigt werden müssen.

Druckluft wird den Luftlagerpads zugeführt, wodurch ein dünner Film (typischerweise 5-20 Mikrometer) entsteht, der den beweglichen Schlitten von der Führungsbahn anhebt und trennt, wodurch Metall-zu-Metall-Kontakt eliminiert wird. Die Lineare Führung (oft eine Präzisionsschiene oder -bahn) sorgt für geometrische Beschränkung, um eine geradlinige Bewegung zu gewährleisten. Die Kombination ermöglicht nahezu reibungsfreie Bewegung mit hoher Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften. Der Luftfilm wird durch eine kontinuierliche Zufuhr von sauberer, trockener Luft aufrechterhalten, und die Leistung des Systems hängt von Luftdruck, Luftqualität und der Präzision der Führungsflächen ab.