Veel kracht in heel weinig ruimte

Doorontwikkelde aandrijfsystemen. Elektromotoren opereren zelden alleen. Voor de meeste toepassingen moeten ze worden gecombineerd met tandwielkasten voor de toerentalreductie, en met encoders. Om ervoor te zorgen dat de componenten perfect op elkaar zijn afgestemd en om de installatievereisten tot een minimum te beperken, verdient het aanbeveling de afzonderlijke componenten als een complete oplossing van één leverancier te verkrijgen. Zelfs waar de inbouwruimte extreem krap is en waar aandrijvingen met een hoog koppel nodig zijn die vanwege de inbouwsituatie zo kort mogelijk moeten zijn, is er een praktijkgerichte oplossing die bijzonder geschikt is voor toepassingen in de robotica, protheses, laboratoriumautomatisering, pompen, medische technologie of vliegtuigcabine-apparatuur.

De aandrijfspecialist FAULHABER heeft haar kracht als systeemaanbieder opnieuw bewezen door haar BXT-serie van platte motoren uit te breiden met op elkaar afgestemde tandwielkasten en geïntegreerde encoders, en met toerentalregelaars die ook in de axiale richting uitzonderlijk kort zijn. Alle componenten zijn geoptimaliseerd voor een perfecte samenwerking. De drie maten kunnen veel verschillende aandrijfuitdagingen oplossen. Bij een onderarmprothese zou bijvoorbeeld de kleinste aandrijving met een diameter van 22 mm ideaal zijn voor de hand en de 16 mm motor voor de elleboog. Andere mogelijke toepassingen voor de kleine compacte aandrijvingssystemen zijn robotgrijpers, industriële automatisering, humanoid robots en zelfs biorobotica voor gemotoriseerde krachtondersteunende – handexoskeletten. Dankzij hun nauwkeurige toerentalregeling zijn ze ook geschikt voor bijvoorbeeld dialyse-apparaten of medische pompen.

Innovatieve wikkeltechniek voor meer koppel

De motoren zijn ontwikkeld op basis van het klassieke externe-rotorontwerp. Dankzij de innovatieve wikkeltechniek en de geoptimaliseerde constructie produceren de borstelloze DC-servomotoren een koppel tot 134 mNm met een diameter van 22 mm, 32 mm en 42 mm, en leveren ze een continu vermogen tot 100 W bij een hoog rendement. Dit betekent dat deze compacte motoren de gebruikelijke normen in deze aandrijfklasse ruimschoots overtreffen. Met name de verhouding van koppel ten opzichte van inbouwruimte en gewicht is veel beter dan wat gebruikelijk is op de markt. Dankzij de hoge kopervulfactor en het ontwerp van de poolschoenen is het magneetveld sterk en de koppelrimpel zeer klein. De motoren, die werken met toerentallen tot 10.000 rpm, zijn verkrijgbaar met of zonder behuizing, wat weer meer mogelijke toepassingen mogelijk maakt.

Metalen planetaire tandwielkasten met vele reductieverhoudingen

De GPT-familie van metalen planetaire tandwielkasten, die ook indruk maakt door de compacte afmetingen en hoge koppels, is geschikt voor de toerentalreductie van de vlakke motoren. De volledig metalen tandwielkasten bereiken prestatiewaarden die vergelijkbaar zijn met die van de aanzienlijk duurdere technologieën, zoals die met keramische componenten. De tandwielkasten zijn verkrijgbaar met motorconforme diameters en bieden reductieverhoudingen van 3:1 tot 1.294:1 met uiterst fijne verdelingen in tot vier trappen. Elke trap is geoptimaliseerd voor hoge koppel- en toerentalprestaties. Afhankelijk van de diameter bereiken de tandwielkasten continue koppels van 1, 8 en 18 Nm. Voor kortere periodes zijn ook hogere koppels mogelijk.

Bovendien zijn de tandwielkasten uiterst robuust en verdragen ze zowel continue als snel wisselende belastingen. Ze zijn ontwikkeld voor een beperkte axiale inbouwruimte en zijn beduidend korter dan andere modellen met dezelfde diameter. De 22 mm versie met één reductietrap is bijvoorbeeld slechts ca. 18 mm lang en die met vier reductietrappen ca. 37 mm. Met de 42 mm tandwielkast zijn de lengtes iets minder dan 31 mm respectievelijk ca. 68 mm.

Compact aandrijfsysteem van één leverancier: de serie platte motoren met hoog koppel is uitgebreid met op elkaar afgestemde tandwielkasten en geïntegreerde encoders en toerentalregelaars, die bovendien uitzonderlijk kort zijn in de axiale richting. (Copyright: FAULHABER)

Encoder in behuizing met hoge positioneringsnauwkeurigheid

Alle BXT-motoren zijn uitgerust met digitale Hall-sensoren. Dankzij hun grote aantal polen kan het toerental zeer nauwkeurig worden geregeld. Voor nauwkeurige positioneringstaken is er de IEF3-4096 magnetische encoder. De encoder is volledig geïntegreerd in de motorvariant met behuizing, waardoor de lengte van de totale aandrijving met slechts 6,2 mm toeneemt. Ondanks het vlakke ontwerp biedt hij drie kanalen met indexfunctie, een Line Driver en een hoge resolutie tot 4.096 impulsen per omwenteling. De combinatie van motor en encoder is een ideale systeemoplossing waar extreem nauwkeurige positionering moet plaatsvinden in beperkte ruimtes en waar tegelijkertijd hoge koppels nodig zijn, bijvoorbeeld in de robotica, medische technologie, laboratoriumautomatisering of industriële automatisering.

Geïntegreerde toerentalregelaars om het productaanbod af te maken

Vanaf april 2020 is toerentalregeling ook beschikbaar voor de BXT-motoren. Ze worden geïntegreerd in de BXT-varianten met behuizing, die hierdoor slechts 6,2 mm langer worden. Dankzij het doordachte ontwerpconcept kunnen zowel de encoder als de toerenregelaar in dezelfde behuizing worden geplaatst en veel dezelfde onderdelen worden gebruikt. De toerentalregeling wordt uitgevoerd door de digitale Hall-sensoren die in de motoren zijn geïntegreerd. Zo kan een groot toerentalbereik van 200 rpm tot 10.000 rpm worden behaald. De compacte combinatie van motor en toerenregelaar is ideaal voor ruimtekritische toepassingen en vereenvoudigt de installatie en de inbedrijfstelling.