Die Schrittmotoren 
gibt es jetzt in Schutzart IP65 und IP67. Bild: Koko Motion

Die Schrittmotoren gibt es jetzt in Schutzart IP65 und IP67. Bild: Koko Motion

Das Profinet IO-Protokoll eignet sich für den Datenaustausch zwischen IO-Controllern, zum Beispiel SPS-Steuerungen, IO-Baugruppen oder Endgeräten wie dem Schrittmotor Lexium MDrive. Profinet IO nutzt die bewährten Kommunikations-Modelle und Anwendungsansichten von Profibus DP und erweitert diese auf Ethernet-basierte Systeme. Sie gestatten so eine größere Bandbreite der Kommunikation mit mehr Anschlussknoten im Netzwerk. Die Profinet-IO-Spezifikation definiert ein Protokoll und eine Anwendungsoberfläche zum Austausch von IO-Daten, Alarm-Meldungen und Diagnosen. Dabei wird direkt das Ethernet-Protokoll eingesetzt.

Das Hardware-basierte System HMTechnology, kurz HMT, realisiert die Closed-Loop-Funktion der Antriebe. Diese servoähnliche Regelung verhindert das Außer-Tritt-Fallen des Schrittmotors durch Herunterregeln der Drehzahl und beugt so dem unerwarteten Blockieren bei Überlast vor.

Durch die Kombination aus Leistungsfähigkeit und Robustheit eignen sich die Antriebe für eine große Anzahl von dezentralen Automatisierungseinsätzen. Ihr All-in-one-Design spart Platz, reduziert Verkabelung und verbessert die Zuverlässigkeit der Maschinen. Es erschließt damit integrierte Lösungen auf der Feldebene und lässt sich direkt in entsprechende Kommunikationsnetzwerke einbinden.

Im Maschinenbau herrschen mitunter raue Umgebungsbedingungen mit entsprechenden Umwelteinflüssen. Produkte, die hier eingesetzt werden, müssen daher besonders robust und dicht sein. Mit Steckkontakten ist dies ab einem gewissen Grad nicht mehr zu gewährleisten, weswegen der Hersteller die Schrittmotorenantriebe in den Flanschmaßen Nema 23 und 34 auch mit M12-Schraubanschlüssen in IP54 und IP65 anbietet.

An den drei Anschlüssen werden die Versorgungsspannung, die Ein-/Ausgänge sowie die jeweilige Schnittstelle angebracht. Bisher gibt es sie mit den Schnittstellen RS485, Canopen und seit Januar 2015 auch mit Ethernet mit den Protokollen Ethernet/IP, Modbus TCP, ASCII und Profinet. Im Laufe des Jahres sollen weitere Antriebe mit diesen Anschlussvarianten hinzukommen.

Ein nächster Schritt sieht vor, auch die kleineren Varianten Nema 17 mit diesen optionalen Anschlüssen auszustatten. Anschlusskabel mit passendem M12-Stecker sind verfügbar. Die Verkabelung wird durch die Verwendung von standardisierten M12-Komponenten erreicht.

Die Lexium-Reihe baut auf der Funktionalität der bisherigen MDrive-Antriebe auf. Der Anschluss der Versorgungsspannung ist mit Schutzbeschaltungen für uneingeschränkten Hot Plug ausgerüstet, sprich für Wechselbarkeit von Systemkomponenten und Modulen im laufenden Betrieb der Versorgungsspannung.

Die seriellen Schnittstellen und Ein-/Ausgänge wurden galvanisch getrennt, wodurch diese elektrisch robust sind. Die Schrittmotoren mit Encoder verfügen jetzt serienmäßig über die patentierte integrierte Closed-Loop-Steuerung HMT zur Nachregelung und Verhinderung von Schrittverlust.

Geschützt gegen Staub und Wasser

Die jetzt in Schutzart IP65 und IP67 erhältlichen Schrittmotoren sind gegen Staubeintritt und Strahlwasser geschützt, sodass sie besonders in rauer Industrieumgebung funktionssicher arbeiten. Für die Flanschmaße Nema 23, 24 und 34 werden die Motoren entsprechend abgedichtet. Alle Varianten gibt es auch mit integriertem Encoder, sodass sich die Schrittmotoren mit passender Ansteuerung auch im „Closed Loop“ betreiben lassen.

Die zwei-Phasen-Schrittmotoren haben 200 Vollschritte und sind mit Haltemomenten von 0,7 bis zwölf Newtonmeter lieferbar. Aufgrund des Verhältnisses von Haltemoment zu Resthaltemoment eignen sie sich für den Betrieb im Mikroschritt und für schnelle Positionierungen. Zusammen mit den externen Mikroschrittsteuerungen lassen sich hochauflösende Positionierantriebe mit mehreren tausend Mikroschritten pro Umdrehung als Direktantrieb ohne Getriebe realisieren.

Hohe Drehmomente von bis zu zwei Newtonmeter bei Nema-23-Motoren, drei Newtonmeter bei Nema-24-Motoren und bis zu zwölf Newtonmeter bei Nema-34-Motoren ermöglichen zudem eine platzsparende Bauweise. Damit bringt der Konstrukteur mehr Leistung auf weniger Bauraum unter, was bei besonders bei Anwendungen wie Werkzeugpositionierungen, Verpackungsmaschinen und Fräsmaschinen eine Rolle spielt.

Anspruchsvolle Umgebungen mit hohen Schutzgradanforderungen bedingen meist eine räumliche Trennung von Motor und Steuerung, sodass nur der Motor den Verschmutzungen ausgesetzt ist. Die IP65- und IP67-Schrittmotoren haben einen speziellen Kabelausgang und stehen in den Frontflanschmaßen Nema 23 mit 56 mal 56 Millimeter, Nema 24 mit 60 mal 60 Millimeter und Nema 34 mit 86 mal 86 Millimeter zur Verfügung.

Der kombinierbare Schrittmotor verfügt über jeweils zwei Motorlängen pro Flanschgröße und ist mit verschiedenen Wicklungen ausgestattet. Dadurch ist er an unterschiedliche Motortreiber und Maschinenkonzepte anpassbar. do

Autorin: Angela Struck, Presse Service Büro, für Koco Motion