Schrittmotortreiber | Schrittmotoren Ansteuerung für Präzision

Details: Veröffentlicht: 04.12.2019; Zuletzt aktualisiert: 28.01.2025; Zugriffe: 9663

Schrittmotortreiber kommen in der Antriebstechnik zum Einsatz, wo sie Schrittmotoren präzise ansteuern und optimieren. Schrittmotor-Treiber wandeln Steuersignale in exakte Bewegungen um und ermöglichen Funktionen wie Mikroschrittbetrieb, Stromregelung und Schutzmechanismen. Der Artikel stellt aktuelle Entwicklungen vor sowie Technologien und Einsatzmöglichkeiten für Konstrukteure und Ingenieure in anspruchsvollen Anwendungen.

SIGMATEK Schrittmotortreiber Schrittmotorendstufe

Inhalt

Schrittmotortreiber 2025 – Das Wichtigste in Kürze
Schrittmotoransteuerung Neuheiten und Innovationen
- Schrittmotor-Endstufe mit Closed Loop und Inkrementalgeber
- Schrittmotortreiber mit CANopen und Ethercat Schnittstelle
Häufig gestellte Fragen

Schrittmotortreiber 2025 – Das Wichtigste in Kürze

Der Schrittmotortreiber hat sich zu einem zentralen Produkt in der Bewegungssteuerung entwickelt, insbesondere in Branchen wie Automatisierung, Medizintechnik und Robotik. Aktuelle Entwicklungen fokussieren auf höhere Effizienz, Mikroschrittsteuerung für präzise Positionierung und integrierte Sensorik für Echtzeit-Diagnosen. Trends wie Internet of Things (IoT)-Integration und adaptive Steuerungssysteme erweitern die Einsatzmöglichkeiten erheblich.

Besonders im 3D-Druck nehmen Schrittmotor-Treiber eine Schlüsselrolle ein, da sie auf der einen Seite die präzise Steuerung von Druckköpfen und Achsen ermöglichen. Andererseits minimieren moderne Treiber Vibrationen und Geräusche und sie ermöglichen eine höhere Druckqualität. Branchenübergreifend bleibt die Herausforderung, Präzision, Energieeffizienz und Kompatibilität mit digitalen Steuerungssystemen zu vereinen, um Stück für Stück immer mehr anspruchsvolle Anforderungen zu erfüllen.

Schrittmotoransteuerung Neuheiten und Innovationen

Wir präsentieren Ihnen nachfolgend die Neuheiten, Innovationen und mögliche Anwendungen:

Schrittmotor-Endstufe mit Closed Loop und Inkrementalgeber

28.01.2025 | Sigmatek präsentiert mit dem Modell ST 152 (Bild oben) eine leistungsstarke Schrittmotor-Endstufe für die Hutschiene, die Teil der S-Dias Motion-Linie ist. Die Endstufe ist für zweiphasige Schrittmotoren mit Nennspannungen bis 50 V DC und einem Dauerstrom von 5 A ausgelegt und eignet sich sowohl für Closed-Loop- als auch Open-Loop-Betrieb.

Im Closed-Loop-Modus ermöglicht die Rückkopplung über Inkrementalgeber eine präzise Überwachung der Motorposition und Echtzeitkorrekturen bei Abweichungen. Dadurch werden hohe Präzision, Dynamik und Beschleunigung auch in anspruchsvollen Anwendungen gewährleistet. Der Open-Loop-Betrieb bietet ebenfalls eine hohe Performance und eignet sich für viele Standardanwendungen.

Optimierte Beschichtung für stromisoliertende Lager

Dank Microstepping mit einer Anzahl von bis zu 256 Mikroschritten pro Vollschritt sorgt die Endstufe für einen besonders ruhigen Motorlauf. Der integrierte Spannung-PWM-Modus-Chopper reduziert Betriebsgeräusche bei niedrigen Drehzahlen, was etwa im 3D-Drucker vorteilhaft ist. Durch eine sensorlose, lastabhängige Motorstromregelung basierend auf der Gegen-EMK werden die Energieeffizienz gesteigert, die Motortemperatur gesenkt und Betriebskosten minimiert.

Für Sicherheit sorgt die Funktion Safe Torque Off (SIL 3, PL e) über einen 2-kanaligen Enable-Eingang, der den Motor bei Bedarf sicher abschaltet. Zwei digitale Eingänge stehen für Endschalter, Positionslatch oder Referenzfahrten zur Verfügung.

Die Parametrierung der Schrittmotor-Endstufe erfolgt über die Steuerungsapplikation, unterstützt durch vorgefertigte Motion-Bausteine im Engineering-Tool Lasal. Damit erleichtert Sigmatek die Integration in verschiedenste Anwendungen. Die ST 152 ist Teil eines umfassenden Portfolios von Schrittmotortreibern, das präzise und energieeffiziente Steuerungslösungen für unterschiedlichste Einsatzbereiche bietet.

Schrittmotortreiber mit CANopen und Ethercat Schnittstelle

Koco Motion Schrittmotortreiber 04.12.2019 | Koco Motion präsentiert mit den EM_S die nächste Generation an Schrittmotortreibern, die über die Takt-Richtungs-Schnittstelle angesteuert werden. Sie bieten bessere Einstellmöglichkeiten, sind noch einfacher bedienbar und haben eine bessere Performance als ihre Vorgänger. Für die Fabrik der Zukunft gibt es die Treiber wahlweise mit CAN open- oder Ethercat-Schnittstelle.

Verbesserte DIP-Schalter bieten mehr Einstellungsmöglichkeiten: So lassen sich 5 V oder 24 V Eingänge über Schiebeschalter einstellen. Insbesondere Betreiber älterer Generationen wird das freuen, denn die 24 V Ausgänge konnten vielfach nur über Vorwiderstände verarbeitet werden. Haben sie das nicht beachtet, wurde der Treiber beschädigt.

Anti-Resonance Eigenschaften stellen ein optimales Drehmoment sicher. Daraus ergeben sich eine besonders gleichmäßige vibrationsarme Bewegung und der Stepper Motor läuft leiser. Dank einer neuen Funktion zur automatischen Haltestromreduzierung ist der Schrittmotor sparsamer im Energieverbrauch und erwärmt sich weniger.

Verschiedene Schrittmotor Größen lassen sich automatisch konfigurieren. Die Schrittmotor Treiber gestatten einen Softstart des Stepper Motors, der ohne Einschaltbewegung auskommt. Es gibt einen digitalen Ausgang für Fehler und ab der Bauform EM5 wird zusätzlich ein Ausgang zur Ansteuerung einer Bremse zur Verfügung stehen. Die integrierte Überspannungs- und Überstromschutzeinrichtung stellt einen zuverlässigen Betrieb sicher.

Schrittmotor-Treiber mit CANopen-Kommunikationsbus

Die EM-CAN-Serie besteht aus einem Schrittmotortreiber mit CANopen Kommunikationsbus. Sie unterstützen das Standardprotokoll CiA 402 und sind mit den entsprechenden CANopen Mastersteuerungen kompatibel. Diese Schrittmotoren haben eine ausgezeichnete Leistung und können 2 Phasen Schrittmotoren der Baugrößen Nema 8, über Nema 17, Nema 23 bis hin zu Nema 34 antreiben.

Die neuen Ethercat Steuerungen unterstützen den Open-Loop und Closed-Loop-Betrieb von Schrittmotoren – und zwar etwas einfach und günstig. Es gibt die Ethercat Controller in verschiedenen Größen für unterschiedliche Antriebsgrößen. Bis zu sieben konfigurierbare Ein- und Ausgänge lassen sich einfach in bestehende Typen integrieren. Sie unterstützen folgende Betriebsarten: Profile Position (PP), Profile Velocity (PV), Homing (HM) and Cyclic Synchronous Position (CSP).

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Schrittmotortreiber?

Ein Schrittmotortreiber ist eine elektronische Steuereinheit, die elektrische Signale in präzise Bewegungen eines Schrittmotors umwandelt. Er steuert den Motor durch Takt- und Richtungssignale, regelt den Stromfluss und ermöglicht Funktionen wie Mikroschrittbetrieb für hohe Positioniergenauigkeit. Moderne Treiber bieten zusätzliche Schutz- und Diagnosefunktionen sowie oft die Integration in digitale Steuerungssysteme.

Wie funktioniert ein Schrittmotor-Treiber?

Ein Schrittmotortreiber, auch Stepper Motor Driver, steuert die Motorwicklungen durch gezielte Stromimpulse, die den Rotor in festen Schritten bewegen. Dabei reguliert der Motortreiber die Richtung, Geschwindigkeit und Position. Funktionen wie Mikroschrittbetrieb erhöhen die Präzision, während Schutzmechanismen den sicheren Betrieb vom Gerät gewährleisten.

Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Koco Motion, Sigmatek.