Glossar

Antriebseinheit aus einem Schrittmotor und entsprechender Spindel

Basisplatinen unterstützen die Funktionen von entsprechenden Schritt- bzw. BLDC-Motorsteuerungsmodulen und bilden komplette Steuerungslösungen (IKS)

bürstenlose Gleichstrom-Motoren
Vorteile: Schnelligkeit/ hohe Drehzahl

3D-Druck Kunststoff-Kappe zum Schutz der Steuerung,
zur Montage am Schrittmotor,
mit steuerungsspezifischen Ausschnitten, so dass die Stecker frei zugänglich sind

Die patentierte ChopSync™ Technologie ermöglicht den Betrieb von Schrittmotoren mit hoher Geschwindigkeit unter Nutzung der Trinamic Standard Treiber ICs (TMC236, TMC239, TMC246 und TMC249). Dies wird durch Reduzierung der Resonanzen erreicht, die normalerweise immer dann auftreten, wenn die Rückspeise-Spannung die Betriebsspannung

Motoren werden entweder als Closed-Loop- oder Open-Loop bezeichnet. Closed-Loop bedeutet, dass Daten sowohl an den Motor als auch zurück an die Steuerung fließen, während dies bei Open-Loop Motoren nur in eine Richtung geschieht. Das heisst, dass bei einem Closed-Loop Motor während dieser in Bewegung ist, Einstellungen vorgenommen werden können, z.B. bei zu hoher Belastung. Auf diese Weise kann die Steuereinheit versuchen diese Unregelmäßigkeiten zu korrigieren, sodass Geschwindigkeit, Drehmoment oder Position trotz eines Fehlers gehalten werden können.

Mit Hilfe der Closed-Loop Funktion können Schrittmotoren geregelt betrieben werden. Dabei bekommt der Motor nur so viel Strom, wie es die aktuelle Belastung erfordert. Ist der maximale Strom erreicht, wird die Geschwindigkeit reduziert um das nötige Drehmoment erreichen zu können und Schrittverluste zu verhindern. Für die Closed-Loop Funktion ist ein incrementaler Encoder mit ABN-Signalen erforderlich.

TRINAMIC Closed Loop Stepper Control:

Sensorlose lastabhängige Stromregelung mit Hilfe der stallGuard2™ -Funktion. coolstep™ ermöglicht es erstmals einen Schrittmotor in energieeffizienter Weise einzusetzen. Bisher wurden Schrittmotoren mit konstanter Stromspannung angetrieben. Die neue TMC260, TMC261 und TMC262 Schrittmotor-Treiber -Serie erfasst die tatsächliche Belastung der Motoren und passt dementsprechend die Spannung an. Dies verhindert unnötigen Stromverbrauch und erlaubt eine dynamische Stromanpassung, um die Leistung des Motors zu steigern und Blockierungen und Schrittverluste zu minimieren. Dies führt zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit des gesamten Systems.

flyer_COOLSTEP

CoolStep in Aktion:

dcStep™ schließt die Lücke zwischen voll ausgestatteten ClosedLoop Schrittmotorantrieben und kosteneffizienten OpenLoop Systemen. Während die meisten OpenLoop Antriebe schnell überlasten, überwinden dcStep™ Antriebe den Widerstand durch Anpassung der Geschwindigkeit. So ist die die Genauigkeit der Positionszähler immer gewährleistet. Mit dcStep™ verhält sich ein Schrittmotor in Bezug auf Energie und Effizienz ähnlich wie ein Gleichstrommotor. dcStep™ ermöglicht automatische Rampen und die schnellstmögliche Drehzahl des Motors entsprechend der tatsächlichen Lastsituation.

geschlossenes Kunststoff-Gehäuse für eine Steuerungseinheit oder die Elektronik eines PanDrives

geschlossenes 3D-Druck Kunststoff-Kappe für die Montage am Schrittmotor,
mit seitlich rausgeführten Kabeln

Gehäuse für ein komplettes PanDrive (umschließt die Steuerung UND den Motor)

x=Flansch/Breite
y=Länge)

Verwendung einer horizontalen Stiftleiste / horizontale Montage

Bei hallFX™ handelt es sich um ein Kummulationsverfahren, welches auf der Gegen-EMK von BLDC Motoren basiert. Der Vorteil ist eine direkte Emulation von Hallsensoren, was eine komplizierte Regelung in Software unnötig macht.

intelligente Kompakt-Schrittmotorsteuerung:
– intelligent, da programmierbar
– kompakt, da die neuesten Chip-Technologien von Trinamic verwendet wurden, keine externe Kühlung erforderlich

Metall-Kappe zum Schutz der Steuerung zur Montage am Schrittmotor

Bei der Ansteuerung von Schrittmotoren unterscheidet man die Betriebsarten Open Loop und Closed Loop. Closed-Loop bedeutet, dass Daten sowohl an den Motor als auch zurück an die Steuerung fließen, während dies bei Open-Loop Motoren nur in eine Richtung geschieht.

Bei der Ansteuerung ohne Rückmeldung geht man davon aus, dass der Motor sich wie erwartet verhält. Dabei ist die Motorposition unter normalen Bedingungen deterministisch und vorhersehbar. Um unerwartete Betriebssituationen zu erkennen, benötigt man daher Sicherheitsvorkehrungen (z.B. Open Loop-Enkoderüberwachung, Endschalter, StallGuard).

Mechatronikeinheit aus einem Schritt- (QSH) oder BLDC-Motor und einem passenden Steuerungsmodul

Produkt_Übersicht_PANdrives_2019

Abkürzung für BLDC-Motor der Firma Trinamic
Vorteile: Schnelligkeit/ hohe Drehzahl

Qualitätsschrittmotor (QSH) der Firma Trinamic

Abkürzung für Schrittmotoren der Firma Trinamic
Vorteile: hohe Genauigkeit und feine Mikroschrittauflösung

Metall-Gehäuse für eine Steuerungseinheit
x= max. Innenlänge

S-shaped (S-förmige) Beschleunigungsrampenprofile basieren auf polynomische Funktionen 2.Grades. Die Beschleunigung ist kontinuierlich und ruckfrei.

Sieben Rampensegmente, welche an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden können, bilden die S-förmige Rampe. Hohe Kräfte bei hoher Geschwindigkeit können durch die Anpassung der Rampensteilheit erreicht werden.

S-förmige Rampen vermeiden Sprünge in der Beschleunigung. Die Maximalgeschwindigkeit wird so schneller und sicherer erreicht.

S-shaped-Beschleunigungsrampe

Im Vergleich: lineare/trapezoidale Beschleunigungsrampe

im Vergleich:

Motoren arbeiten durch Schieben und Ziehen von Magneten oder magnetischen Flächen mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes. In einem Standard-AC- oder DC-Motor kann dieses elektrische Feld mehrmals pro Umdrehung pulsieren, was die Bewegung sogar bei hohen Geschwindigkeiten effizient, effektiv und zuverlässig macht.

Schrittmotoren hingegen arbeiten durch magnetisches Schieben und Ziehen von Zahnradzähnen in sehr kleinen Schritten. Diese pulsieren nicht nur zwei- bis achtmal pro Umdrehung, sondern hunderte Male pro Umdrehung, dadurch entsteht eine Bewegung die recht langsam ist, aber im Gegenzug sehr drehmomentenstark und hochpräzise. Standardmotoren könnten diese Art von Operationen auch durchführen, aber nur durch den Einsatz sperriger, ineffizienter und komplizierter Getriebe. Im Wesentlichen ist jede Operation, die einfach von Hand auszuüben ist, ein perfekter Job für eine Automatisierung mit einem Schrittmotor.

Zu den Anwendungen von Schrittmotoren gehören Linearantriebe, Spiegel-, Linsen- oder Kamerahalterungen, Liquid Handling Systeme, intelligente Beleuchtung, Solar-Panel-Ausrichtung, Scanner, Drucker, Plotter, 3D-Drucker und CNC-Maschinen.

Standard-Motoren haben jedoch auch einige Vorteile, zum einen sind sie sehr einfach zu bedienen und brauchen keine komplexen Steuerungen. Außerdem funktionieren sie unabhängig von der Position des Magnetfeldes im Motor. Das heißt, wenn eine zu hohe Last auf einem Standard-Motor liegt, wird es immer noch einen Widerstand geben, auch wenn er in die entgegengesetzte Richtung läuft. Wenn bei Schrittmotoren die Zähne während des Betriebs durch zu hohe Belastung falsch ausgerichtet sind, verliert dieser die Fähigkeit Kraft anzuwenden. Es gibt aber eine Lösung für dieses Problem. Viele der Controller, die wir bauen enthalten einen Sicherheitsmechanismus, der das System davon abhält dem Motor zu viel Strom zuzuführen. Im Wesentlichen ist es wie ein Sensor, der die Lastgrenze des Motors feststellt und verhindert, dass diese überschritten wird. Somit wird sichergestellt, dass der Schrittmotor ausgerichtet, in Betrieb, und präzise bleibt.

Wenn Sie Fragen zu Schrittmotoren, Schrittmotorencontrollern oder entsprechenden Anwendungen haben, kontaktieren Sie uns gerne und wir würden uns freuen, Sie beraten zu können oder einfach nur Ihre Fragen zu beantworten.

parametrierbare Beschleunigungsrampen mit 6 Stützstellen, mit denen sich das Fahrprofil an verschiedene Anforderungen anpassen lässt

Magnetwinkel-Encodersystem mit niedriger bis mittlerer Auflösung für PANdrives™, basierend auf einem motormontierten Magneten und einem Hall-Sensor-IC auf der Steuerplatine. Die minimale Auflösung beträgt 8 bit pro Umdrehung, was für die Schrittverlusterkennung ausreichend ist. Es ist aber auch eine Auflösung von bis zu 12 bit erhältlich, etwa zur Positionsnachregelung bei Schrittverlust oder zum Ersetzen des Referenzierungsvorgangs.

Trinamic – sensOstep PANdrive Demo: Direktmodus:

Neu-angemeldetes Patent eines geregelten Gleichstromstellers. Unter Verwendung der spreadCycle™ Technologie bildet der Strom immer eine gut geformte Sinuskurve und durchquert den Nullpunkt sehr sanft. Durch diesen Effekt kann der Schrittmotor sehr schnell und ohne Resonanzeffekte angesteuert werden. Alle coolStep™ Treiber verwenden diese neue Technologie.

TRINAMICs patentierte sensorlose Technologie zur Erkennung von Überlastsituationen. Mit StallGuard™ ist es möglich, Verklemmungen und mechanische Überlastung ohne zusätzliche Sensoren zu erkennen. Dies ermöglicht die Systemüberwachung und Referenzierung ohne optische Encoder und Endschalter.

Trinamic – linear stallGuard™ Bewegungsdemo:

Trinamic – stallGuard Demo:

Verbesserte Version der erfolgreichen Stallguard™ Funktion. stallGuard2™ ist die weltweit erste sensorlose hochauflösende Lasterkennung, die in einem Standard-Schrittmotor-Treiber implementiert ist. Dies gibt dem Benutzer ein einfaches und kostengünstiges Echtzeit-Feedback über den Lastwinkel des Motors. Es ermöglicht die Überwachung des Antriebssystems ohne zusätzliche Sensoren. Dies kann in der Entwicklungsphase helfen, sowohl den richtigen Motor und die richtige Mechanik zu finden als auch Abnutzung oder Schwergängigkeit aufzudecken.

Die patentierte stealthChop™ Technologie ermöglicht einen außergewöhnlich ruhigen Motorlauf. stealthChop™ minimiert Magnetostriktion durch die Verwendung eines PWM-Algorithmus, der sich überwiegend auf die Modulation der Stromspannung der Schrittmotorsteuerung bei reduzierter Drehzahl stützt. Diese Technologie minimiert PWM Stromschwankungen, die die Hauptursache für Resonanzen bei niedrigen Drehzahlen sind.

stealthChop™ ermöglicht einen weitestgehend geräuchlosen Betrieb, bei dem nur noch die Lagergeräusche zu hören sind. Anders als bei anderen Spannungsgesteuerten Ansteuerungen wird hier der Strom nachgeführt, so dass keine Drehmomentverluste bei höheren Geschwindigkeiten zu erwarten sind.

flyer_STEALTHCHOP

Trinamic Motion Control Language
Ist eine Programmiersprache, die Schrittmotorsteuerungs-Anwendungen gewidmet ist. Die Software beinhaltet Befehle zum Bewegen eines oder mehrerer Motorachsen bei bestimmten Geschwindigkeiten oder auf bestimmte Positionen und Befehle zum Einstellen aller relevanten Parameter sowie zur Steuerung und Auswertung der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge. TMCL™ ist auf den meisten TRINAMIC-Module mit integriertem Motion Controller verfügbar. Eine Programmentwicklung wird durch die Software TMCL-IDE ermöglicht – eine PC-basierte integrierte Entwicklungsumgebung, die kostenlos optional erhältlich ist. Skripte in TMCL können auch ohne PC auf der Steuerung autakt ausgeführt werden.

Beispiel-Skripte finden Sie auf TMCL.de

Abkürzung für „Trinamic-Motion-Control-Module

Verwendung einer vertikalen Stiftleiste / vertikale Montage