Lösungen für dynamische Bewegung und präzise Positionierung

Auf der SPS IPC Drives präsentiert Dynetics in Halle 4, Stand 490, lineare Servomotoren, Kugelgewindetriebe, elektrische Zylinder, Piezo-Motoren und Controller-Module sowie ASICs für die Motor- und Bewegungssteuerung.

Video: Linearer Servomotor

Linearer Servomotor für hochdichte Anwendungen und hohe Auflösung

Der lineare Servomotor (siehe Video) ist ein hochpräziser, zuverlässiger, wartungs- und rastfreier bürstenloser Antrieb. Er besteht lediglich aus einer Welle mit einem Dauermagneten aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung und einem Treiber (Forcer) aus zylindrischen Spulenwicklungen. Die Motoren der Baureihe SS des Herstellers Nippon Pulse Motor (NPM) entwickeln eine höhere Schubkraft als herkömmliche Motoren gleicher Baugröße. Sie sind für Anwendungen mit engem Bauraum geeignet. Der maximal nutzbare Hub der Welle beträgt über 2 Meter. Kundenspezifische Wellenlängen und unterschiedliche Wicklungsvarianten des Treibers sind möglich. Die linearen Servomotoren gibt es in verschiedenen Wellendurchmessern. Die SS-Motoren sind ideal für industrielle Anwendungen, bei denen mehrere Treiber auf einer einzigen Welle realisiert werden müssen. Der Motor hat einen sehr hohen Wirkungsgrad bei nur geringer Wärmeentwicklung. Damit eignet er sich optimal für sensitive Anwendungen, z. B. in den Biowissenschaften.

Das FMAX-Modul ist für Anwendungen mit komplizierten Bewegungsprofilen von Linearantrieben und Robotik sowie Mikroskope, Scanner und ähnliche Systeme geeignet

Controllermodul für komplizierte Bewegungsprofile

Der FMAX-4 X-2SD ist ein Controllermodul für Schritt- und Servomotoren, das auf einem ASIC von NPM und einem Servotreiber basiert. Das Modul bietet Funktionen zur einfachen Konfiguration von komplizierten Bewegungsprofilen bis zu vier Achsen, wobei die X- und Y-Achsen sowohl rotierende als auch lineare bürstenlose Gleichstrommotoren sein können (z. B lineare Servomotoren von NPM). Die Z und U-Achsen können mit zusätzlichen Treibern auch Motoren anderer Technologien steuern. Das FMAX- Modul kann bei 2-bis 4-Achsen linear und bei 2-Achsen zirkular interpolieren. Es unterstützt 13 Homingroutinen, „fliegende“ Einstellung von Geschwindigkeit und Position, absolute und inkrementale Position, sowie S-Kurve und trapez- förmige Bewegungsprofile. Das Controllermodul kann in ein selbständiges Zwei-Achsen-System integriert werden. Benötigt werden nur noch Netzteil, Motor und Kabel.

Die Kugelgewindetriebe von KSS zeichnen sich durch hohe Genauigkeit bei einem hohen Wirkungsgrad aus

Hochwertige präzise Kugelgewindetriebe aus Japan

Kugelgewindetriebe sind die bevorzugten Gewindespindeln in Industrie- und Präzisionsmaschinen. Ein Kugelgewindetrieb, auch Kugel- umlaufspindel genannt, ist ein mechanischer Linearantrieb, der Drehbewegung in lineare Be- wegung mit wenig Reibung übersetzt. Er besteht aus einer Kugelgewindespindel, einer Kugelgewinde-Mutter, in der die Kugeln integriert sind, und einer Kugel-Rückführung. Der Hersteller KSS gilt als Spezialist für hochpräzise Kugelgewindetriebe. So hat KSS 2001 den weltweit kleinsten Kugelgewindetrieb entwickelt, der mit einem Wellendurchmesser von nur 1,8 Millimetern und einer kompakten, kupplungsfreien Kugelumlaufspindel punktet. Kugelgewindetriebe von KSS kombinieren hohe Genauigkeit mit hohem Wirkungsgrad. KSS bietet eine große Auswahl an Kugelgewindetrieben, besonders für Anwendungen, die eine minimale innere Reibung und einen exakten Lauf zusammen mit einem geringen Antriebsmoment und einer hohen Steifigkeit erfordern. Die Fertigung der Qualitätsprodukte erfolgt im Werk Niigata Prefecture in Japan.

Die elektrischen Zylinder von KSS sind für hochwertige Antriebe mit langer Lebensdauer geeignet

Kompakte elektrische Zylinder

Dynetics hat das Sortiment der linearen Motoren mit elektrischen Minizylindern erweitert, die auf den Schrittmotorantrieben des Hersteller KSS basieren. Diese Linearantriebe sind in ein hochentwickeltes Steuersystem integrierbar. Elektrische Zylinder lassen sich besser steuern und sind zuverlässiger als Pneumatikzylinder, wenn mehrere Positionen auf der Linearstrecke mit einer hohen Reproduzierbarkeit anzufahren sind. Beschleunigung und Geschwindigkeit können nach Bedarf gesteuert werden. Die elektrischen Zylinder sind zum Teil auch kostengünstiger, wartungsfrei und bieten eine optimale Energiebilanz. Servomotorantriebe sind im Gegensatz zu Schrittmotorantrieben immer dann vor Vorteil, wenn Dynamik, hohe Präzi- sion und ein verschleißfreier, geräuscharmer Antrieb gefordert sind. Schrittmotorantriebe sind vorteilhaft bei vertikalen Positionierungen, insbesondere wenn neben einer Linearbewegung auch eine rotierende Bewegung verlangt wird. Der Hohlwelle ist z. B. für Saugfunktionen nutzbar. Die elektrischen Zylinder von KSS basieren auf Hybrid-Schrittmotoren. Sie arbeiten schnell und präzise: Ideal für hochwertige Antriebe mit langer Lebensdauer, die nur geringe oder keine Wartung erfordern. Die KSS Linearantriebe sind unter der Serienbezeichnung AR/CL und SiMB und MoBo erhältlich. Angeboten werden die verschiedenen Modelle in den Ausführungen Captive und Non-Captive. Alle Linearantriebe der neuen Serie haben eine stark erhöhte mechanische Stabilität und eine hohe Positioniergenauigkeit. Bei der Hochpräzisionsversion sind Positionier-Wiederholgenauigkeiten von ± 0,005 mm realisierbar. Die eingebauten linearen Kugelumlaufausführungen nehmen radiale Lasten und Lastmomente auf. Schwingungen beim Anhalten werden effektiv unterdrückt. Zur Auswahl stehen Hübe von 20 mm bis zu 100 mm.

Kompakte elektrische Zylinder (AR/CL-Reihe)

Die Serie besteht aus kompakten Zylinderreihen auf der Basis von 2-Phasen-Hohlwellen- Hybridschrittmotoren mit integriertem Kugelgewindetrieben und eventuell einer Passfedernut (BSSP). Die neuen Zylinder gibt es mit zwei Flanschabmessungen der Schrittmotoren: 28 mm (NEMA11) und 42 mm (NEMA 17). Die AR-Version kommt mit integrierter Verdrehsicherung (Captive). Die CL-Version hat keine Verdrehsicherung (Non-Captive). Angeboten werden die Zylinder mit verschiedenen Wellendurchmessern und Gewinden.

AR-Zylinder (Captive)

KSS Miniatur-Kugelgewindetriebe im schlanken Gehäuse mit Passfedernut (BSSP) als Element der integrierten Verdrehsicherung. Für den Aktuator ist keine externe Verdrehsicherung mehr erforderlich.

CL-Zylinder (Non-Captive)

Einfache Konstruktion mit Gewindewelle im Hohlwellen-Hybridschrittmotor. Bei dieser Ausführung verfügt die Gewindespindel als Teil des Schrittmotorrotors im Zylinder über keine integrierte Verdrehsicherung.

Die Controller-ICs können für die Steuerung von 3D-Druckern/3D-Scanner, CNC-Werkzeugmaschinen, Laserschneidemaschinen, Laserbeschriftungssystemen, Lasergravursystemen und Maschinen für die Halbleiterfertigung verwendet werden

PCL6000 Serie: Controller-ICs mit Zirkular- und Helikalinterpolation

Die PCL6000-Serie verfügt über ein ganzes Arsenal von erweiterten Funktionen, die den Benutzer in die Lage versetzt, komplizierte Bewegungssteuerungen von zwei (PCL6025B) bis vier Achsen (PCL6045B) leicht zu realisieren. Diese ASICs können im QFP- oder BGA-Gehäuse geliefert werden. Die Controller-IC-Serie wird am Markt für ihre Linear- und Zirkularinterpolationsfähigkeiten geschätzt. Nun wurde sie um die Bausteine PCL6045BL und PCL6046 erweitert, die über eine dritte Interpolationsfunktion verfügen, um Spiral- oder Helikalinterpolationenen bei vier Achsen zu ermöglichen. Bei diesem Bewegungsprofil werden lineare und zirkulare Bewegungsprofile gleichzeitig verwendet, um die Bewegung in drei Dimen- sionen zu realisieren. Die X- und Y-Achse synchronisiert sich mit der Z-Achse bei einer im oder gegen den Urzeigersinn wirkende Helix-Anfahrbewegung. Die Spiral-Interpolation ist einsetzbar bei Beschleunigung und Verzögerung.

Merkmale der PCL6000-Serie:

• Erkennung verlorener Schritte
• Vorspeicherung (Pre-buffering) für kontinuierliche Bewegung
• Lineare Interpolation
• Antiruckelregelung
• Reduzierung vom Motorgeräusch
• Vollständig anpassbare lineare und S-Kurven-Beschleunigung/Verzögerung
• Direktes (on-the-fly) Überschreiben der Beschleunigungs- oder Zielposition
• Integrierte Homingroutine

Kompakte Piezo-Motoren von Tekceleo

Piezo-Motoren punkten mit einfacher mechanischer Struktur, geräuschlosem Betrieb, kurzen Ansprechzeiten und einem günstigen Verhältnis von Drehmoment zu Gewicht. Zudem benötigen sie keine Energie zur Verriegelung. Tekceleo (Vertrieb Dynetics GmbH) hat die patentierte WAVELLING™ Technologie entwickelt, die auf dem piezoelektrischen Effekt mit mechanischen Wellen basiert. Diese Betriebsart bietet eine hohe Leistungsdichte zusammen mit einem guten Wirkungsgrad für Kleinmotoren. Mit den passenden Ansteuersignalen bewegt sich der Rotor Schritt für Schritt zur Zielposition – nanometergenau und ohne Verdrehspiel. Der Direktantrieb verriegelt sich beim Abschalten ohne jeglichen Stromverbrauch. Die Piezo-Motoren von Tekceleo gibt es mit Durchmessern von 20 mm, 30 mm, 45 mm, 60 mm, 75 mm und 150 mm. Die Nenndrehzahlen variieren von 10 bis 600 UPM. Die nominalen Drehmomente variieren, abhängig von der Motorart, von einigen Millinewtonmetern bis zu 3 Newtonmetern. Die Motoren können mit Sensoren für Drehzahl und Position oder Drehmoment geliefert werden. Auch kundenspezifische Varianten, z. B. inklusive Linearfunktionen, etc. sind realisierbar. ■ ds

Die Piezo-Motoren von Tekceleo arbeiten mit der passenden Steuerung nanometergenau ohne Verdrehspiel