Von Thomas Greif, Senior technical support engineer mechatronics & network, SMC Italien
MÄRZ 2024
Stellen Sie sich vor, Sie haben soeben einen elektrischen Antrieb als die von Ihnen bevorzugte Methode zur Unterstützung einer bestimmten Applikation identifiziert. Großartig, oder? Allerdings werden Sie dann vielleicht mit zu vielen Fragen und Optionen konfrontiert, um die optimale elektrische Lösung zu finden. In diesem Artikel – und mithilfe von Beratung und der Unterstützung, die wir unseren Kunden bieten - möchte ich auf diese anfänglichen Fragen eingehen, die helfen könnten, etwas Licht in die Angelegenheit zu bringen.
SMC's einfach zu bedienender elektrischerAntrieb, die EQ Serie - Ganz einfach
Riemen- oder Spindelantrieb?
Eine wichtige Überlegung ist die Wahl zwischen einem elektrischen Antrieb mit Riemen- oder mit Spindelausführung. Die Wahl hängt meist von der spezifischen Anwendung und und den dementsprechenden Anforderungen ab. Sofern die Maschine keinen außergewöhnlich langen Hub benötigt, ist für die meisten Präzisionsanwendungen ein Antrieb mit Spindelantrieb von Vorteil. Diese Antriebe erreichen eine Wiederholgenauigkeit von ±0,01 mm, während Riemenausführungen vielleicht nur ±0,08 mm erreichen.
Ein weiterer Grund ist die Sicherheit. Elektrische Antriebe mit Spindelantrieb profitieren von der mechanischen mit einer Kugelumlaufspindel. Aus technischer Sicht stellt diese Konstruktion ein wesentlich robusteres und damit sichereres Konzept dar, insbesondere bei vertikalen Anwendungen. Riemenantriebe benötigen eine zusätzliche Sicherheitskomponente, die ein Absacken der vertikalen Last verhindert, insbesondere im Falle eines Riemenschadens.
Elektrische Schlittenantriebe von SMC, Riemenantrieb– LEFB Serie
Elektrische Schlittenantriebe von SMC, Spindelantrieb – LEFS Serie
Ich weiß, was Sie denken: Sind Spindelantriebe nicht langsamer? Technisch gesehen ja, die Höchstgeschwindigkeit ist in der Tat langsamer als bei riemengetriebenen Modellen. Aber bei einer Bewegung, die aus mindestens drei Phasen besteht (Beschleunigung, Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit und Verzögerung), kann ein Riemenantrieb nicht immer seine Höchstgeschwindigkeit erreichen. Es mag einige überraschen, dass die Positionierzeit eines elektrischen Spindelantriebs oft gleich oder manchmal sogar kürzer als die eines Riemenantriebs ist, insbesondere bei kürzeren Hüben bis 800 mm.
Eine weitere Herausforderung sind Anwendungen mit hoher Belastung, bei denen der Riemenverschleiß eine regelmäßige Überprüfung und Nachspannung erfordert. Während dieses Vorgangs wird sich Ihr Riemen wahrscheinlich ausdehnen, und bei Anwendungen mit präziser Positionierung müssen Sie alle gespeicherten Positionen erneut überprüfen und möglicherweise anpassen. Im Gegensatz dazu ist ein elektrischer Spindelantrieb wartungsfrei.
Hub versus Geschwindigkeit
Ein weiteres Problem, das jedem etablierten Anbieter elektrischer Antriebe bekannt ist, ist die Tatsache, dass eine Erweiterung des Hubs eines elektrischen Spindelantriebs dessen maximale Geschwindigkeit verringert, eine Folge der baulichen Einschränkungen.
Hier sind zwei Hauptfaktoren von Bedeutung: die Drehgeschwindigkeit und die freitragende Länge der Spindel. Wenn wir den Hub über einen bestimmten Wert hinaus erhöhen, müssen wir die Drehgeschwindigkeit der Spindel verringern, um nicht in Resonanz zu geraten, und damit die lineare Geschwindigkeit des Antriebs reduzieren.
SMC’s Schlittenausführung mit Riemenantrieb, LET-X11 Serie
Um die Leistungsanforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, verschiedene Gewindesteigungen für Spindelantriebe zu verwenden. Und wenn eine Vergrößerung der Gewinde nicht mehr ausreicht, benötigen Sie ein Antriebsmodell mit Spindelabstützung, die den Abstand zwischen Mutter und Lager verringern, um Resonanzen zu vermeiden.
Schritt- oder Servomotor?
Ein weiteres häufiges Entscheidungskriterium betrifft den Motor. Welcher ist geeigneter: Schrittmotor oder AC-Servomotor?
Das Drehmoment ist ein häufiges Unterscheidungsmerkmal, wenn es um die Dimensionierung von Motoren geht. Nicht nur das Nenndrehmoment, sondern auch das Drehmoment in Relation zur Motordrehzahl. Während AC-Servomotoren in der Lage sind, das Nenndrehmoment über den gesamten Nenndrehzahlbereich, beispielsweise 3000 U/min, Aufrecht zu erhalten, liefern Schrittmotoren das maximale Drehmoment nur bei sehr geringer Drehzahl. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt das Drehmoment deutlich ab.
SMC’s Elektrische Antriebe, AC Servomotor, LESYH Serie
SMC’s Elektrische Antriebe, Schrittmotor, LESYH Serie
Kurz gefasst, ein elektrischer Stellantrieb mit Schrittmotor ist in der Lage, Anwendungen bei niedrigen Geschwindigkeiten zuverlässig zu realisieren. Wenn jedoch eine dynamischere Funktion erforderlich ist, ist ein AC-Servomotor vorzuziehen.
Austausch
Erfahrung und Wissen sind auch im Aftersales-Bereich wichtig. Wir treffen viele Kunden, die zum Beispiel ältere und bereits abgekündigte elektrische Antriebe ersetzen wollen. Die Lösung dieses Problems besteht darin, einen Anbieter zu wählen, der neue Produktgenerationen entwickelt, die zu 100 % mit den altenen Modellen kompatibel sind. Die meisten Kunden stellen fest, dass die neuen Antriebe zwar die gleichen Abmessungen haben, aber eine Reihe neuer Vorteile bieten, beispielsweise bezüglich Ansteuerung oder Sicherheit.
SMC’s Schrittmotor-Controller mit STO Sicherheits-Teilfunktion - JXC#F Serie
Wenn Sie Unterstützung bei der Produktauswahl, Anwendungsanalyse, dem Design oder bei der Neukonzeptionierung benötigen, Können wir Sie mit unserer Expertise jederzeit gerne unterstützen - gerne auch direkt vor Ort.
