DC-Kleinservomotor

Die Härte!

Wiederholgenauer Kleinmotor für Härtemessung
Das kompakte Nano-Shore-Messgerät für direkte Messung am Produkt. (Bild: Faulhaber)
Bei Bauteilen aus elastischen Polymeren ist die Werkstoff-Härte eine wichtige Produkteigenschaft. Bei der Shore-A-Härtemessung wird ein Prüfkörper auf den Werkstoff gedrückt – mit Hilfe eines kommutierten DC-Kleinservomotors von Faulhaber.

Das Unternehmen Q-Tec aus Zeilarn hat das physikalische Verfahren zur Härtemessung geometrisch verkleinert, um auch kleinste Proben beziehungsweise gezielt Punkte auf größeren Produktstücken anzumessen. Für die exakte Positionierung und Kraftverstellung an der um das Zehnfache verkleinerten Prüfspitze wurden die Kleinantriebsspezialisten von Faulhaber ins Team geholt. So entstand eine kompakte Messvorrichtung, die Normvorgaben in Miniaturform umsetzt. Je kleiner dabei die verwendete Prüfnadel, umso besser lassen sich kleine und kleinste Artikel vermessen. Wichtig dabei: die genaue Positionierung und ein exakt reproduzierbarer Prüfablauf. Denn nur eine gleichmäßig veränderbare Prüfkraft an der Nadelspitze ermöglicht die sichere Charakterisierung des Werkstoffs. Elektronisch kommutierte DC Kleinservomotoren sind hier der Antrieb der Wahl. Mit integriertem Motion Controller und RS232 Schnittstelle sind sie das exakte mechanische Bindeglied zwischen Messcomputer und Prüfspitze.

Die Kleinantriebsspezialisten aus Schönaich mussten für die Motorenauswahl mehrere Anwendungsanforderungen berücksichtigen: kleine Bauform, um die kompakten Gerätemaße einzuhalten, möglichst autarker Betrieb des Motors, um die Geräteelektronik zu entlasten und selbstverständlich eine hohe Auflösung im Positionierbetrieb. Für diesen speziellen Fall erwies sich ein 35-Millimeter-Motor mit integriertem Motion Controller als ideal. Mit 50 Millinewtonmeter Abgabedrehmoment an der Welle und bis zu 90 Watt Leistung ist die Mechanik problemlos zu bewegen. Der angeschlossene Controller ermöglicht Drehzahlregelung, Drehzahlprofile, Schrittmotorbetrieb und Positionierbetrieb. Letzterer ist hier gefragt. Mit einer Auflösung bis 1/3.000 Umdrehung und der Möglichkeit, Referenzmarken- und Endschalterpositionen zu berücksichtigen, ist der Antrieb in der Lage, exakt den Vorgaben der Messgerätelektronik zu folgen.

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Über eine RS232-Schnittstelle ist die Kommunikation mit der externen Logik möglich. Die Controllerintelligenz verarbeitet dabei alle antriebsrelevanten Daten intern und entlastet so die eigentliche Messelektronik. Zudem ist im Antrieb schon ein Selbstschutz gegen Überlast, Überspannung und ein Fehlerausgang integriert. Gewünschte Funktionen wie Fahrprogramme und Drehzahlrampen können im Motion Controller abgespeichert werden.

Moderne Kleinantriebstechnik steht in ihrer Vielfalt den größeren Brüdern in nichts nach. Interne Sensorik und Controllertechnik berechnet antriebsrelevante Daten intern im Antrieb. So entlastet der moderne DC-Kleinservomotor die Entwickler; mit der Antriebstechnik selbst müssen sie sich nicht mehr beschäftigen. Entwicklungskosten und Time-to-market sinken. Durch die kompakten Abmaße des intelligenten Antriebsmoduls kommen Einsparungen bei der Montage und den Geräteabmessungen hinzu. pb

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