Schrittmotorenwerden häufig zur Positionierung verwendet, da sie kostengünstig und einfach anzutreiben sind und in offenen Systemen eingesetzt werden können. Das heißt, solche Motoren benötigen keine Positionsrückmeldung, daServomotorenSchrittmotoren können in kleinen Industriemaschinen wie Lasergravierern, 3D-Druckern und Bürogeräten wie Laserdruckern eingesetzt werden.
Schrittmotoren sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Im industriellen Einsatz sind zweiphasige Hybrid-Schrittmotoren mit 200 Schritten pro Umdrehung weit verbreitet.
MechanischCÜberlegungen
Um beim Mikroschritt die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, müssen die Konstrukteure dem mechanischen System besondere Aufmerksamkeit schenken.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Schrittmotoren zur Erzeugung linearer Bewegungen zu verwenden. Die erste Methode besteht darin, Riemen und Riemenscheiben zu verwenden, um dieMotorzu den beweglichen Teilen. Dabei wird die Rotation in eine lineare Bewegung umgewandelt. Die zurückgelegte Strecke ist abhängig vom Bewegungswinkel des Motors und dem Durchmesser der Riemenscheibe.
Die zweite Methode besteht darin, eine Schraube oderKugelumlaufspindelEin Schrittmotor ist direkt am Ende desschrauben, sodass sich die Mutter linear bewegt, während sich die Schraube dreht.
In beiden Fällen hängt es vom Reibmoment ab, ob es sich tatsächlich um eine lineare Bewegung aufgrund der einzelnen Mikroschritte handelt. Das bedeutet, dass das Reibmoment minimiert werden muss, um die beste Genauigkeit zu erreichen.
Beispielsweise lassen sich bei vielen Spindeln und Kugelumlaufspindeln die Vorspannungen in gewissem Maße einstellen. Die Vorspannung ist eine Kraft, die verwendet wird, um Spiel zu verhindern, das zu Spiel im System führen kann. Eine Erhöhung der Vorspannung verringert zwar das Spiel, erhöht aber auch die Reibung. Es besteht also ein Kompromiss zwischen Spiel und Reibung.
Be CechtWHenneMMikro-Sklopfen
Bei der Entwicklung eines Motion-Control-Systems mit Schrittmotoren kann nicht davon ausgegangen werden, dass das Nennhaltemoment des Motors auch bei Mikroschritten erhalten bleibt, da das inkrementelle Drehmoment stark reduziert wird, was zu unerwarteten Positionierungsfehlern führen kann. In manchen Fällen verbessert eine Erhöhung der Mikroschrittauflösung die Systemgenauigkeit nicht.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, empfiehlt es sich, die Drehmomentbelastung des Motors zu minimieren oder einen Motor mit höherem Haltemoment zu verwenden. Oftmals ist es die beste Lösung, das mechanische System so zu konstruieren, dass es größere Schrittweiten verwendet, anstatt auf feine Mikroschritte zu setzen. Schrittmotorantriebe können mit 1/8-Schritten die gleiche mechanische Leistung erzielen wie herkömmliche, teurere Mikroschrittantriebe.
Veröffentlichungszeit: 27. März 2023
