Motorfeedback-System SKM36

Trendsetter zur Kompaktheit

Motorfeedback für hochintegrierte Rotationsaktuatoren
Maximaler Funktionsumfang bei minimaler Baugröße – das ist die „Kernkompetenz“ des Multiturn-Motorfeedback-Systems SKM36.
Dynamisch, kurz und laufruhig sind die Rotationsaktuatoren der Baureihe TPM+ von Wittenstein motion control. Möglich macht dies neben einer ausgeklügelten, kupplungsfreien Verbindung von Planetengetriebe und AC-Servomotor das Miniatur-Motorfeedback-System SKM36.

Motorfeedback-Systeme wie der SKM 36 mit mechanischem Multiturn-Getriebe sind integrierte Geber für elektrische Antriebe für Kommutierung, Position und Drehzahl – mit gleichzeitig standardisierten elektrischen und mechanischen Schnittstellen. Neben Basismerkmalen wie einer hohen Temperaturfestigkeit, elektronischem Typenschild, hoher Auflösung und Hiperface-Schnittstelle wird die kleine, platzsparende Bauform immer wichtiger. Sie ermöglicht kurze Abmessungen von Servo-Antrieben und Rotationsaktuatoren wie dem TPM+ von Wittenstein motion control und unterstützt den Trend zu immer kompakteren Robotiklösungen, Handlingsystemen oder Verpackungsmaschinen. Die Geräte werden unter anderem als Achsantrieb für Lackierroboter, als Schwenkantrieb in Elektronik-Produktionsanlagen, als Verdichter-Antrieb in Verpackungsmaschinen, als Antrieb von Dosiereinrichtungen oder in automatischen Wechslersystemen von Werkzeug- und Holzbearbeitungsmaschinen eingesetzt. Das kompakte Motorfeedback-System SKM36 von Sick Stegmann hat wesentlich zu der in vielen Applikationen wichtigen Minimierung der Motorengröße beigetragen – jetzt mit einem Längenvorteil gegenüber einer herkömmlichen Motor-Getriebe-Lösung von mehr als 50 Prozent.

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TPM ist die Bezeichnung für eine Servo-Aktuatoren-Familie des Unternehmens aus Igersheim, die bereits mehr als 20.000 Mal erfolgreich eingesetzt wird. Beim Rotationsaktuator TPM+ wurden beide Merkmale, Dynamik und Bauraum, verbessert und somit eine neue Integrations- und Dynamikstufe erreicht. Da das Sonnenrad und die Rotorwelle ohne Kupplung verbunden sind, verschmelzen das spielarme Präzisions-Planetengetriebe und der AC-Servomotor mehr und mehr zu einer Einheit. Die Folge: Der Bauraum konnte gegenüber dem ohnehin schon kompakten TPM nochmals um 20 Prozent reduziert werden – und das in einem formschönen Gehäuse, bei dem bekannte Produktdesigner aus der Automobilbranche wichtige kreative Impulse für eine gefällige und schmutzunempfindlichere Optik lieferten. Weitere Merkmale sind der vibrationsarme und leise Betrieb und die hohe Verdrehsteifigkeit zwischen Motor und Getriebe, die optimale Regeleigenschaften bietet. Schließlich überzeugt das TPM+ auch durch seine hohe Präzision von weniger als einer Winkelminute – ermöglicht durch das schräg verzahnte Präzisions-Planetengetriebe und die hohe Auflösung des Motorfeedback-Systems SKM36.

Maximaler Funktionsumfang bei minimaler Baugröße – das ist der Kern des Multiturn-Motorfeedback-Systems SKM36. Dank seines durchdachten Aufbaus beträgt der Gehäusedurchmesser nur 36 Millimeter – auch die Bauhöhe ohne Welle ist mit 37 Millimeter gering. Damit ist das 65 Gramm leichte Motorfeedback-System das kompakteste Gerät seiner Art, ohne „nur“ eine verkleinerte Version der üblichen Drehgeber zu sein. Das besondere Merkmal ist die sehr kleine Codescheibe in der Mitte der Drehachse; sie lässt eine hohe Arbeitsdrehzahl und eine hohe Winkelbeschleunigung zu. Der Radius der Codespur beträgt nur zwei Millimeter, wodurch eine ganzheitliche holistische Abtastung möglich ist. Die von herkömmlichen Systemen bekannten Exzentrizitätsfehler von Codescheibe, Kugellager und Welle treten hier nicht auf. Auf der Codescheibe befinden sich 128 Striche, die über eine in der Welle montierte Infrarot-LED und ein speziell entwickeltes Opto-ASIC so abgetastet werden, dass Sinussignale mit hoher Linearität und Interpolierbarkeit entstehen. Gleichzeitig sind durch das mikromechanische Getriebe im SKM36 bis zu 4.096 Umdrehungen messbar, sodass der Multiturn-Geber eine Auflösung von maximal 16.777.219 Schritten erreicht. Da die Anzahl der im SKM36 verwendeten „Chip On Board“-Bauteile optimiert ist, wird die Baugröße des Motorfeedback-Systems im Wesentlichen durch die mechanischen Montagevorrichtungen sowie die elektrische Schnittstelle bestimmt.

Das in den TPM+ Rotationsaktuatoren eingesetzte Motorfeedbacksystem SKM36 steht unter der Bezeichnung SKS36 auch als Singleturn-Variante ohne mechanisches Getriebe zur Verfügung. Von beiden Geräteausführungen werden Direktanbau-Versionen mit robustem Zink-Druckguss-Gehäuse in IP65, einer Sechs-Millimeter-Vollwelle sowie einem Servo-Klemmflansch angeboten. Aufgrund ihrer hohen Robustheit können sie auch dort eingesetzt werden, wo eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit erforderlich ist, etwa bei Pressen, Walzwerksanlagen oder Baustahl-Schneidemaschinen. Die elektrische Anschlusstechnik wahlweise über M12-Stecker oder Kabelabgang ermöglichen eine einfache Anbindung zur Energieversorgung und Datenübertragung.

Die Direktanbau-Versionen des SKS36 und des SKM36 eignen sich als robuste und temperaturfeste Strecken- und Leitgeber für die Masterachsen von Maschinen. Dabei kommt ihr Stand-alone-Konzept den Wünschen innovativer Antriebshersteller anschlusstechnisch entgegen, denn immer öfter besitzen Antriebe für die Anbindung eines Leit- oder Streckengebers anstelle einer teuren SSI-Einsteckkarte eine zweite Hiperface-Schnittstelle. Beide Motorfeedback-Systeme bieten diesen Schnittstellenstandard serienmäßig und passen in die künftig bestimmenden Automatisierungslösungen von Maschinenantrieben. PR/pb

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