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Von der Medizintechnik bis zur Intralogistik:: Ausgabe 02/2021, 14.10.2021

Der Antrieb muss zur Positionieraufgabe passen

In der industriellen Automation, der Intralogistik aber auch in der Medizintechnik oder bei Systemen zur Zugangskontrolle sind Positionierantriebe im Einsatz. Dabei stellen die verschiedenartigen Anwendungen sehr unterschiedliche Anforderungen an die eingesetzte Technik.

Autor: Samuel Schlitter

Bilder: ebm pabst AG

Sollen die Antriebe möglichst kompakt sein? Sind hohe Leistungen oder hohe Dynamik erforderlich? Wie sieht es mit Anlaufmoment oder Überlastfähigkeit aus? Wie viel Intelligenz ist notwendig? Müssen die Motoren möglichst leise arbeiten? Wie steht es um EMV und Ausfallsicherheit? Und schlussendlich spielt meist auch der Kostenfaktor eine nicht unwesentliche Rolle. Kein Wunder also, dass sich bei Positionieraufgaben recht unterschiedliche Antriebslösungen finden, die allerdings auch immer spezifische Vor- und Nachteile haben.
Je nach Komplexität und Anforderungen einer Positionieraufgabe haben sich unterschiedliche Antriebskonzepte etabliert. Zu den gängigsten gehören AC-Servos, DC-Motoren – entweder mit Bürsten oder bürstenlos mit elektronischer Kommutierung (BLDC) – oder auch Schrittmotoren. Für alle gibt es typische Einsatzbereiche, in denen sie ihre jeweiligen funktionsbedingten Vorteile ausspielen können.

AC-Servo- oder Schrittmotor
AC-Servomotoren gelten als besonders leistungsstark und reaktionsschnell. Ein typisches Einsatzfeld findet sich wegen ihrer hohen Dynamik beispielsweise in schnellen Bestückungsautomaten. Für viele Positionieraufgaben übersteigt ihre Leistungsfähigkeit die Anforderungen, und die Antriebe sind daher für diese Applikationen überteuert. In «einfacheren» Anwendungen findet man deshalb oft Schrittmotoren, die entweder mit offenem oder geschlossenem Regelkreis arbeiten. Bei einem offenen Regelkreis gibt es keine Positionsrückmeldung. Dabei wird der Motor meist überdimensioniert, um die Drehmomentanforderungen stets zu erfüllen und sicherzustellen, dass keine Schritte verloren gehen. Das spart zwar Sensorik ein, Anwender können jedoch nicht eindeutig erkennen, ob der Motor tatsächlich in die gewünschte Position gebracht wurde. Zudem benötigen die überdimensionierten Motoren viel Energie.

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Positionierantriebe aus dem modularen Antriebssystem: Das Herzstück bilden die Innenläufermotoren mit Abgabeleistungen von 30 bis zu 750 Watt. Je nach Anwendung lassen sie sich individuell mit Regelelektronik, unterschiedlichen Getriebe-, Bremsen- und Encoder-Modulen kombinieren.