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Magnetische Multiturn-Encoder Tuning-Kits für Schrittmotoren mit weiterer Schnittstelle

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Posital hat das Schnittstellenangebot für die Stepper Kits erweitert, die sich schnell und sicher in marktgängigen Schrittmotoren installieren lassen und deren Performance näher an aufwändigere Servoantriebe heran bringen können.

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Explosion Shot – ein paar Handgriffe reichen und das Stepper Kit ist im Motor integriert.
Explosion Shot – ein paar Handgriffe reichen und das Stepper Kit ist im Motor integriert.
(Bild: Posital-Fraba)

Nun gibt es die Motorfeed-Kits, die neben absoluten Positionsdaten auch komplett energieautarke Multiturn-Funktionalität liefern, nicht nur mit dem BiSS C-Interface für die bidirektionale Kommunikation, sondern auch mit der synchron-seriellen SSI-Schnittstelle. Beide sind Open Source-Interfaces, die sich über einfache Computer auslesen lassen.

Motorfeed-Kits mit synchron-serieller SSI-Schnittstelle

Mit der Schnittstellenerweiterung stellt der Hersteller die Stepper Kits, die mit robuster Magnettechnik und dem Wiegand-Harvester zur batterielosen Versorgung des Rotationszählers aufwarten, auf eine deutlich breitere Basis. Die Montage-Kits wurden laut Posital gezielt auf den Nachrüstmarkt ausgerichtet.

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Schrittmotoren haben breites Anwendungsgebiet

Schrittmotoren gehören zu den populärsten Basis-Komponenten, wenn es um offene Regelkreise zur Positionssteuerung geht. Die kompakt und simpel aufgebauten Gleichstrommotoren haben einen breiten Anwendungsbereich. Im industriellen Umfeld werden sie etwa für klassische Positionieraufgaben in Maschinen oder für Pick-&-Place-Prozesse mit hoher Geschwindigkeit genutzt. Gegenüber Servomotoren, die das Highend-Segment bei E-Antrieben darstellen, fallen Schnittmotoren deutlich schlichter aus. Während Schrittmotoren prinzipiell ohne Feedback-System positionieren können, kommen hier schon länger einfache optische Inkrementalgeber zum Zug. Diese Low Cost-Encoder gleichen typische Schwachstellen aus. Durch das Erfassen und Bereitstellen von Winkelwerten kompensieren sie etwa Schrittverluste, die durch zu hohe Lastmomente entstehen und zu ungenauer Positionierung führen können, so die Ausführungen von Posital.

Performance von Schrittmotoren anheben

„Mit den magnetischen Kits gehen wir weit über das hinaus, was Inkremental-Kits bislang im Stepper-Bereich zu bieten hatten“, erklärt Jörg Paulus, Europa-Chef von Posital. „Unsere Feedback-Systeme garantieren Absolut- und Multiturn-Funktionalität in einem energieautarken, batterielosen und von Rechenpower getriebenen Gesamtpaket, das die Performance von Schrittmotoren deutlich anhebt.“ Das Ergebnis soll von besserem Rundlauf über mehr Transparenz bei den Steuerungsprozessen bis zu mehr Qualität bei der eigentlichen Positionieraufgabe reichen. Bei den Stepper Kits, die mit 17 Bit Singleturn- und 16 Bit Multiturn-Auflösung aufwarten, sind sämtliche Komponenten in einem kompakten Elektronikpaket (d: 37 mm) untergebracht. Ein paar Handgriffe genügen, um das Kit – nebst kleinem Permanentmagnet, der auf der Welle fixiert wird – im Motor zu montieren. Während die Hall-Sensoren über das rotierende Magnetfeld die Singleturn-Position erfassen, werden die Umdrehungen über einen energieautarken Rotationszähler festgehalten.

Stepper Kits mit magnetischer Abtasttechnik

Posital forciert seit Jahren als Alternative zu optischen Systemen die magnetische Abtasttechnik, so auch bei den Stepper Kits. Die kontaktfreie Messtechnik verfügt über keinerlei bewegliche Teile, ist stoß- und vibrationsresistent und lässt sich auch von Schmutz oder Feuchtigkeit nicht aus dem Takt bringen. Stark ist auch die integrierte elektronische Kalibrierfunktion. Es reicht, die Motorwelle kurz mit konstanter Geschwindigkeit zu drehen. Dabei werden die für jeden Motor individuellen Eigenheiten erfasst und in der Software hinterlegt. Konzipiert sind die Kits so, dass sie sich in gängigen Schrittmotoren installieren lassen. Dabei greifen die Vorgaben des US-Verbandes Nema, die traditionell die Normung bei Stepperantrieben bestimmen.

Footprint und mechanische Anbindung sind so ausgelegt, dass die Kits als direkter Drop-In-Ersatz für klassische Inkremental-Encoder genutzt werden können. Aus dem Stand ermöglichen sie das Aufrüsten von Schrittmotoren zu absoluter Positionssteuerung bei gleichzeitiger Multiturn-Fähigkeit – dies wird als Novum im Markt beschrieben.

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