Einkaufsleitfaden: Schrittmotoren – Einsatzgebiete und wichtige Beschaffungskriterien für industrielle Anwendungen

veröffentlicht am
25.10.2024


Schrittmotoren sind präzise steuerbare Motoren, die für exakte Positionierungen und Bewegungssteuerungen in industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Sie bieten die Möglichkeit, ohne zusätzliche Rückmeldung durch Encoder oder Sensoren genaue Positionen anzufahren und eignen sich daher besonders für Anwendungen, bei denen eine präzise Steuerung der Bewegung erforderlich ist. In Deutschland finden Schrittmotoren breite Anwendung in Bereichen wie der Automatisierungstechnik, Robotik, Medizintechnik und Elektronikfertigung.

Für Einkäufer ist es wichtig, die verschiedenen Typen von Schrittmotoren sowie die spezifischen Anforderungen ihrer Anwendungen zu kennen, um eine präzise, langlebige und kosteneffiziente Lösung sicherzustellen.

Was sind Schrittmotoren?

Schrittmotoren sind bürstenlose Gleichstrommotoren, die sich in genau definierten Schritten drehen. Durch das Aktivieren von Spulen im Stator bewegt sich der Rotor um einen bestimmten Winkel. Die Drehung erfolgt durch die sukzessive Ansteuerung der Wicklungen im Stator, wodurch sich der Rotor in diskreten Schritten bewegt. Die wichtigsten Arten von Schrittmotoren sind:

Die Wahl des richtigen Schrittmotors hängt von Faktoren wie der Last, dem benötigten Drehmoment, der Positionierungsgenauigkeit und der Ansteuerungsmethode ab.

Typische Einsatzbereiche von Schrittmotoren

Schrittmotoren finden breite Anwendung in zahlreichen Industrien, in denen präzise Positionierungsaufgaben erforderlich sind. Typische Einsatzbereiche sind:

Wichtige Kriterien für die Auswahl und Beschaffung von Schrittmotoren

Die Auswahl des richtigen Schrittmotors ist entscheidend für die Effizienz und Präzision des jeweiligen Systems. Die folgenden Kriterien sind für Einkäufer besonders relevant:

Drehmoment und Haltemoment

Das Drehmoment eines Schrittmotors bestimmt seine Fähigkeit, eine Last zu bewegen. Das Haltemoment gibt an, wie viel Kraft der Motor aufbringen kann, um eine Position zu halten, ohne sich zu bewegen. Anwendungen, bei denen Lasten präzise in einer Position gehalten werden müssen, benötigen einen Motor mit einem hohen Haltemoment.

Einkäufer sollten sicherstellen, dass das Drehmoment und Haltemoment des Motors für die spezifischen Anforderungen der Anwendung ausreichen, um die Leistung und Genauigkeit zu gewährleisten.

Schrittauflösung und Mikroschrittsteuerung

Die Schrittauflösung eines Schrittmotors ist entscheidend für die Präzision und die kleinste einstellbare Bewegung. Typische Schrittmotoren haben Schrittwinkel von 1,8° (200 Schritte pro Umdrehung) oder 0,9° (400 Schritte pro Umdrehung). Die Mikroschrittsteuerung ermöglicht es, die Auflösung weiter zu erhöhen und sanfte Bewegungen zu erzielen, was in präzisen Anwendungen wie der CNC-Bearbeitung oder optischen Systemen vorteilhaft ist.

Einkäufer sollten sicherstellen, dass die Schrittauflösung den Anforderungen der Anwendung entspricht und dass eine Mikroschrittsteuerung verfügbar ist, falls eine höhere Präzision erforderlich ist.

Betriebsspannung und Stromstärke

Die Betriebsspannung und der Strom, den der Schrittmotor benötigt, beeinflussen die Leistungsfähigkeit und das Ansprechverhalten des Motors. Höhere Spannungen ermöglichen oft eine bessere Beschleunigung und höhere Drehzahlen, während der Betriebsstrom die thermische Belastung des Motors beeinflusst.

Einkäufer sollten die elektrischen Anforderungen der Anwendung prüfen und sicherstellen, dass die Betriebsspannung und der Betriebsstrom des Motors mit der Steuerung und den vorhandenen Spannungsquellen kompatibel sind.

Schwingungen und Resonanzverhalten

Schrittmotoren neigen bei bestimmten Geschwindigkeiten zur Resonanz, was zu Schwingungen und Geräuschen führen kann. Dies kann die Präzision und Laufruhe der Bewegung beeinträchtigen. Der Einsatz von Mikroschrittsteuerungen und Dämpfern kann helfen, die Resonanzeffekte zu reduzieren und die Laufruhe des Motors zu verbessern.

Für Anwendungen, die eine besonders ruhige Bewegung erfordern, sollten Einkäufer darauf achten, dass der Motor und die Steuerung das Resonanzverhalten minimieren.

Steuerung und Ansteuerungsmethoden

Schrittmotoren benötigen spezielle Steuergeräte, die die richtige Phasenfolge und Stromstärke liefern. Eine genaue Steuerung ermöglicht den Betrieb des Motors mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Schrittauflösungen. Die gängigsten Steuerungsarten sind Vollschritt-, Halbschritt- und Mikroschrittsteuerungen, wobei Mikroschrittsteuerungen die höchste Auflösung bieten.

Für Anwendungen, die hohe Präzision und Flexibilität erfordern, sollten Einkäufer sicherstellen, dass eine geeignete Steuerung vorhanden ist, die alle benötigten Betriebsmodi unterstützt.

Temperatur- und Umgebungsbeständigkeit

Schrittmotoren erzeugen Wärme, die in einem Dauerbetrieb abgeführt werden muss, um die Lebensdauer und Effizienz des Motors zu sichern. In bestimmten Anwendungen, wie in der Lebensmittelindustrie oder der Medizintechnik, sind spezielle Beschichtungen oder Materialien notwendig, um eine Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen und Temperaturen zu gewährleisten.

Einkäufer sollten sicherstellen, dass der Motor für die spezifischen Umgebungsbedingungen ausgelegt ist und die erforderliche Schutzklasse (z. B. IP-Schutz) bietet, um die Leistung und Langlebigkeit des Motors zu maximieren.

Energieverbrauch und Betriebskosten

Schrittmotoren haben in der Regel einen konstanten Stromverbrauch, auch wenn sie in der Halteposition sind. Daher kann der Einsatz von energieeffizienten Steuerungen und Motoren dazu beitragen, den Energieverbrauch zu optimieren und die Betriebskosten zu senken. Steuerungen, die die Stromversorgung bei Stillstand reduzieren, können den Energieverbrauch deutlich verringern.

Einkäufer sollten den Energieverbrauch des Motors und dessen Steuerung berücksichtigen und auf eine energieeffiziente Lösung achten, um langfristig Kosten zu sparen.

Wartungsanforderungen und Lebensdauer

Schrittmotoren sind in der Regel wartungsarm, da sie keine Bürsten besitzen. Dennoch kann die Lebensdauer je nach Betriebsbedingungen und Anwendung variieren. Hochwertige Materialien und gute Kühlungsmöglichkeiten tragen zur Verlängerung der Lebensdauer bei und reduzieren den Wartungsaufwand.

Einkäufer sollten auf die Lebensdauer und die Wartungsfreundlichkeit des Motors achten und Modelle mit hoher Belastbarkeit und langer Lebensdauer bevorzugen.

Zertifizierungen und Normen

In bestimmten Industrien, wie der Medizin-, Lebensmittel- und Chemieindustrie, sind spezifische Zertifizierungen für Schrittmotoren erforderlich, um die Einhaltung von Sicherheits- und Qualitätsstandards zu gewährleisten. ATEX-zertifizierte Motoren sind beispielsweise in explosionsgefährdeten Bereichen wichtig.

Einkäufer sollten prüfen, ob der Schrittmotor die erforderlichen Zertifizierungen und Normen erfüllt, um alle sicherheits- und qualitätsrelevanten Anforderungen der Anwendung zu erfüllen.

Lieferantenauswahl und technischer Support

Ein erfahrener und zuverlässiger Lieferant ist entscheidend für die erfolgreiche Beschaffung eines Schrittmotors. Ein guter Lieferant bietet nicht nur qualitativ hochwertige Produkte, sondern auch umfassende technische Beratung und Unterstützung bei der Auswahl des passenden Schrittmotors. In Deutschland gibt es zahlreiche Anbieter, die auf Schrittmotoren spezialisiert sind und technischen Support sowie eine schnelle Ersatzteilversorgung bieten.

Ein verlässlicher Lieferant kann bei der Installation und Konfiguration des Motors behilflich sein und die Integration in bestehende Systeme erleichtern.

Fazit

Schrittmotoren bieten eine präzise und steuerbare Lösung für Positionierungs- und Bewegungsaufgaben in zahlreichen industriellen Anwendungen. Für Einkäufer ist es entscheidend, die spezifischen Anforderungen der Anwendung genau zu analysieren und Schrittmotoren in Bezug auf Drehmoment, Schrittauflösung, Steuerung und Umgebungsanforderungen auszuwählen. Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Lieferanten und eine fundierte Auswahl tragen zur Effizienz und Langlebigkeit des Schrittmotors bei und helfen, die Betriebskosten langfristig zu senken.

Die 10 besten Lieferanten in Deutschland in diesem Bereich

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PowerTronic Drive Systems

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