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Schrittmotor mit SteuerungHannover Messe Halle 5, Stand A31

Titelstory

Koco Motion und Adlos haben ihre geniale einzigartige Plattform "Kannmotion" überarbeitet. Die Kooperationspartner präsentieren den aus einem Schrittmotor mit integrierter Steuerung und Encoder bestehenden Antrieb Generation 2.0. Es wurden elektronische und mechanische Verbesserungen vorgenommen und die Software weiterentwickelt. Das Bedientool der Schrittmotoren wurde ebenfalls komplett überarbeitet. Es unterstützt Anwender jetzt noch besser bei der Integration der Plattform in ihre Produktentwicklung.

Kostengünstig und auf die Anwendung zugeschnitten, das ist das Konzept der Kannmotion-Plattform von Koco Motion und Adlos. Vor drei Jahren haben sich die beiden Unternehmen zusammengeschlossen, um ein kundenspezifisches Schrittmotoren Antriebssystem zu entwickeln, das es so noch nicht gab. Die Schrittmotoren werden komplettiert mit weiteren Komponenten, eben allem, was der Anwender so benötigt.

„Diese Anpassung verschafft unseren Kunden einen Mehrwert, durch den sie ihre TCO (Total Cost of Ownership) optimieren können“, sagt Thomas Vogt, Geschäftsführer der Adlos AG, Liechtenstein. „Mit unserem Kannmotion erhalten Sie genau nur die Features, die sie für ihre Anwendung brauchen“, fügt Olaf Kämmerling, Geschäftsführer der Koco Motion GmbH, Dauchingen hinzu.

Schrittmotor mit integrierter Steuerung und Encoder

stepper motor with controllerDer aus einem Schrittmotor mit integriertem Encoder und einer direkten Ansteuerung bestehende Antrieb ist als geschlossener Regelkreis konzipiert. Der Closed-Loop-Antrieb ist einfach aufgebaut und vollständig programmierbar. Die kundenspezifischen Anpassungen von Hard- und Software basieren in der Regel auf 80 % Standardbausteinen, die nach dem Baukastenprinzip zusammengestellt werden.

Das kompakte Antriebssystem arbeitet auch im Dauerlauf zuverlässig wie ein Servomotor und lässt sich über Befehle oder Ablaufprogramme der Schrittmotorsteuerung programmieren. Es steht in den Flanschgrößen Nema 11, 14, 17, 23, 24 und Nema 34 (z. B. Nema 34, 86 mm x 86 mm) mit Haltemoment von 0,05 bis 12 Nm zur Verfügung. Die Versorgungsspannung ist von 12 V bis 48 V gegeben und der Phasenstrom kann bis maximal 10 A betragen. Einsatzgebiete finden die Motoren überall dort, wo Positionieraufgaben, geregelter Dauerlauf oder ein programmierter Bewegungsablauf gefordert sind.

Wenige Komponenten bringen Vorteile

Stepper motor with controllerDer Kannmotion benötigt weniger Bauteile als vergleichbare Motoren. Durch die Reduzierung der Bauteile verringert sich der Montageaufwand. Auch werden der Verschleiß und das dabei entstehende Fehlerpotential reduziert. Der Verschleiß verringert sich zudem Dank Direktantrieb des Kannmotions. Durch den Wegfall des Getriebes fällt auch der Geräuschpegel kleiner aus. Der Wirkungsgrad ist um 30 bis 50 % höher als bei einem konventionellen DC Getriebemotor. Die Schrittmotoren mit Steuerung und Encoder sind zudem sehr kompakt gebaut, weil die ebenfalls sehr kompakte Schrittmotorsteuerung direkt auf dem Antrieb sitzt und der Encoder bereits integriert ist.

Über die Einstellung des Stroms lässt sich das abgegebene Drehmoment anpassen. Hier besteht ein Klemmschutz gemäß Maschinenrichtlinie, so dass beim Schließen von einer Klappe keine Verletzungsgefahr besteht.

Auch ein technischer Defekt bei Manipulation oder Fehlbedienung des Antriebs ist ausgeschlossen. „Wenn beispielsweise Kinder an einer Antriebklappe herumspielen, indem sie die Klappe ständig auf und zu machen, würde das Getriebe zerstört werden“, beschreibt Thomas Vogt ein Beispiel. Durch dessen Wegfall sei das Problem aber gar nicht erst präsent. Der Antrieb lässt sich einfach zurückdrehen. Das Rastmoment vom Motor ist sehr niedrig und Komponenten werden nicht belastet.

Auslegung eines Schrittmotor Systems mit Auf-den-Punkt-Garantie

Schrittmotor mit Steuerung und EncoderWie muss man es sich nun vorstellen, wenn man solch ein Kannmotion System, bestehend aus einem Schrittmotor mit Steuerung und Encoder bei Koco Motion bestellen oder auslegen möchte? „Die Integration eines Motors in ein neues Produkt erscheint im ersten Augenblick recht simpel: Der Motor soll eine spezifische Dreh- oder Linearbewegung ausführen. Diese erzeugte Bewegung ist das Herz des Antriebs. An diesem Punkt kommt unser Know-how dazu: Die Auswahl des richtigen Antriebs mit der optimal passenden Ansteuerelektronik“, beschreibt Herr Kämmerling das Prozedere. Zur Spezifikation der Anforderungen müssen die Kunden zunächst viele W-Fragen beantworten wie:

  • Welche Geschwindigkeit wird benötigt?
  • Wann soll sich der Motor drehen?
  • Welche Motortechnik ist gewünscht?
  • Wie soll der Antrieb befestigt werden?
  • Welches Drehmoment bzw. welche Kraft?
  • Welche Adaption an die Motorwelle?
  • Welcher Bauraum steht zur Verfügung?
  • Wie wird der Antrieb angesteuert?
  • Welche Lebensdauer wird vorausgesetzt?
  • Welche Umweltbedingungen herrschen vor?

Mit einer Anpassung der Schrittmotoren lassen sich Effizienz, Lebensdauer, Erwärmung usw. positiv beeinflussen. Wichtig ist ein frühzeitiger Austausch der Infos und die Erstellung eines realistischen Zeitplans. Dann folgt die Auswahl des Motors, der evtl. anzupassen ist. Die Motoren Technologie gibt die Ansteuerung vor. Darauf ausgerichtet wird das Bewegungsprofil beschrieben und initiiert. Weitere Funktionen oder Komponenten wie Anzeige- oder Steuerelemente oder Peripheriegeräte werden dann wie Bausteine hinzugefügt.

Schrittmotoren mit Steuerung in Industrie 4.0

Olaf KämmerlingDer Schrittmotor mit Steuerung und Encoder kann auch Industrie 4.0 Dafür haben seine Macher den Kannmotion für die Kommunikation in der smarten Fabrik ausgelegt. Er verfügt über CAN open sowie RS232- und RS485-Schnittstellen. Außerdem können die Antriebe mit digitaler Input- und Output-Funktion (DIO) gesteuert werden. Weitere Schnittstellen sind auf Kundenwunsch umsetzbar.

„Leider können wir an dieser Stelle nicht viele konkrete Anwendungsfälle beschreiben. Da sind unsere Kunden eigen. Mit den meisten haben wir eine Geheimhaltungsvereinbarung abgeschlossen. Soviel aber kann ich sagen: Von der Formatverstellung, über Vakuumgreifer, Gemüseschäler, Blutpumpen und Schweißroboter, ja sogar Musikinstrumente ist die Applikationsvielfalt derart groß, dass wir sie eh gar nicht alle aufzählen könnten“, sagt Thomas Vogt. „Zwei schöne Beispiele haben wir aber doch, die zeigen, wieviel Total Cost of Ownership man sparen kann“.

 „Unterm Strich ist es immer wichtig, was man bezahlen möchte für den direkten Zuschnitt eines Antriebs auf die Funktionen, die ihm zugedacht sind. Hierbei spielen nicht nur die Anzahl der Bauteile oder ihre Preise eine Rolle, sondern auch die Montage-, Wartungs- oder Reparaturkosten – TCO eben“, gibt Olaf Kämmerling zu bedenken und weiter: „Leider schauen Anwender noch viel zu sehr auf den Preis des Antriebs selbst und nicht auf die Gesamtkosten. Ein Umdenken hier wäre sehr wünschenswert.“

Kannmotion Generation 2.0 und die Zukunft

Thomas VogtSeit sechs Monaten ist der Schrittmotor mit Steuerung Generation 2.0 auf dem Markt. Verbesserungen wurden in der Mechanik, Elektronik sowie Software vorgenommen. Ein komplett überarbeitetes Tool der Kannmotion Manager unterstützt den Anwender bei der Integration.

„Sicher die größte Änderung ist die Art der Programmierung. Eine möglichst breit einsetzbare Firmware (Software) und schnellere Reaktionszeiten waren das Ziel. Nun haben wir eine Entwicklungsumgebung geschaffen, mit welcher der Anwender im objektorientierten Flow Chart Editor oder im C Code seine Applikation umsetzten kann. Der Himmel ist die Grenze“, schwärmt Thomas Vogt.

„Der Markt hat unser Kannmotion-System sehr gut aufgenommen. Hier konnten wir bereits verschiedene Anwendungen in allen Projektstadien von der Evaluation über Final Testing bis hin zur Serie umsetzen. Die Möglichkeit der kundenspezifischen Ausführung ist aus unserer Sicht immer noch einzigartig“, fügt Olaf Kämmerling hinzu.

Adlos und Koco Motion bekommen immer neue Inputs von ihren Kunden für eine Weiterentwicklung ihrer Schrittmotoren Plattform. Zuletzt haben sie die Steuerung in Bezug auf Nema 11 auf einen speziellen Kundenwunsch hin realisiert. Ganz nah am Kunden wollen sie die Entwicklung dieser einzigartigen Plattform auch künftig vorantreiben. Damit bieten sie dem Markt Produkte an, die genau das machen, was sie sollen – nicht mehr und nicht weniger. 


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