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Exakte Positionierung ohne Komplexität mit Schrittmotoren

24 Mär 2022
Kollmorgen Experten

Schrittmotortechnologie vereinfacht die Maschinenkonstruktion erheblich. Sie bieten eine nahezu servoähnliche Positionierleistung, ohne dass komplexe Rückmeldeeinrichtungen oder ein geschlossener Regelkreis erforderlich sind. In einem System mit offenem Regelkreis, bei dem zum Beispiel Flaschen durch eine Bahnumlenkung in die eine oder andere Richtung gelenkt werden, kann ein Schrittmotor die erforderliche Bewegung liefern, die optimale Ergebnisse und Kosteneinsparungen ermöglicht. Wenn es um präzise Bewegungen geht, haben Schrittmotoren einen deutlichen Vorteil gegenüber Servo-Varianten. 

Einfachere Einrichtung, geringere Kosten

Schrittmotoren sind einfacher einzurichten als ein typischer Servomotor. Im Gegensatz zu Alternativen ist keine Abstimmung erforderlich und sie sind in der Projektplanungsphase einfacher zu handhaben. In der Regel werden Schrittmotoren für das Spitzendrehmoment zusammen mit einem Sicherheitsfaktor von 50 bis 100 Prozent ausgelegt. Bei anderen Motortechnologien können in der Entwurfsphase kompliziertere Berechnungen erforderlich sein, bei denen Beschleunigung, Geschwindigkeitsabnahme, Anstiegsgeschwindigkeit, RMS-Drehmoment, Verweilzeit und andere Faktoren berücksichtigt werden müssen.

Vorteile des Mikroschritts

Die Mikroschritttechnologie hat die Entscheidung für einen Schrittmotor erleichtert, wenn eine gleichmäßige Bewegung gewünscht ist. Vor der Mikroschritttechnologie bewegten sich Schrittmotoren mit 1,8 Grad oder 200 Schritten pro Umdrehung. Sie gingen vom Stillstand in eine sofortige Drehzahl von 200 Schritten pro Sekunde (60/min) über oder umgekehrt, was oft zu ruckartigen Starts und Stopps führte.

Mit der Mikroschritttechnologie werden die standardmäßigen 1,8 Grad um einen Faktor von bis zu 250 unterteilt. Das Ergebnis ist eine sanftere Bewegung sowie eine erhöhte Fähigkeit, sich durch und innerhalb des Bereichs niedriger Resonanzdrehzahlen zu bewegen. Die Mikroschrittechnologie ermöglicht auch eine präzisere und wiederholbare Positionierung, wenn sie mit einem Encoder zur Autokorrektur verwendet wird. Diese Präzision ist wiederholbar, wenn die Bewegung immer in dieselbe Richtung erfolgt und das System nicht ausgeschaltet wird.

HINWEIS: Wenn beides nicht der Fall ist, benötigt ein Schrittmotor die Encoder-Rückmeldung zur Bestätigung und Korrektur der Positionierung.

Auswahl des richtigen Schrittmotors

Der richtige Schrittmotor muss das erforderliche Lastdrehmoment und die Drehzahl liefern, die Anforderungen an das Bewegungsprofil erfüllen und in den zur Verfügung stehenden Bauraum passen. Die einfachste Möglichkeit, einen Motor zu bestimmen, erfolgt durch den Einsatz unseres Auslegungstools. Dieses Tool berechnet Motorlastpunkte, analysiert das Last- und Bewegungsprofil und stellt anschließend eine Liste passender Motoren über die Schrittmotordatenbank zur Auswahl. Durch Bestimmung der Leistungskurve, des Temperaturprofils (als Ergebnis aus dem Auslegungstool) und unter Berücksichtigung der Betriebsspannung des Schrittmotors ermittelt das Auslegungstool die am besten geeignete Schrittmotor-Option.

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Dieses Blogthema wurde in Zusammenarbeit von Motion- und Automationsexperten bei Kollmorgen erstellt, darunter Ingenieure, Customer Service - Mitarbeiter und Applikateure. Gerne helfen wir auch bei Ihrem Projekt.

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