Motion - ZELLANALYSE MIT PRÄZISION - DAS MAGAZIN MIT ANTRIEB - Ingenieur.de
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motion
01.2021
DAS MAGAZIN MIT ANTRIEB
ZELLANALYSE
MIT PRÄZISION
I N H A LT
04
NEWS
04 Homeschooling für Entwickler
FAULHABER startet eine
spannende Webinarserie
NEWS
05 Leistungsfähig und
06 extrem miniaturisiert
Vorstellung der neuen ungehäusten
Motion Controller MC 3001
14 FA B R I K A U T O M AT I O N & R O B O T I K
06 Unikate im Serientakt
Wie servogesteuerte Greifbacken mit FAULHABER
Motoren die Produktion kleiner Losgrößen
automatisieren
10 M E D I Z I N & L A B O R G E R ÄT E
10 Zellanalyse
mit Präzision
18 Automatisierung von Testreihen
in der medizinischen Forschung
22 M E D I Z I N & L A B O R G E R ÄT E
14 Eine Idee stärkt
der Welt den Rücken
Ein durch FAULHABER motorisiertes Exoskelett
entlastet den Rücken bei schweren Arbeiten
FA B R I K A U T O M AT I O N & R O B O T I K
18 Die Kleinserie fährt Taxi
Wie man mithilfe von FAULHABER
Antriebstechnik Produktionsstationen
variabel mit Teilen versorgt
TECHNOLOGIE
22 Coole Partner
für kleine Hitzköpfe
Dr. Andreas Wagener erklärt die Kriterien für
die Auswahl des richtigen Motion Controllers
in einem Antriebssystem
02 01.2021
EDITORIAL IMPRESSUM
Ausgabe 01.2021
Herausgeber / Redaktion:
Liebe Leserinnen, liebe Leser, DR. FRITZ FAULHABER
GMBH & CO. KG
Schönaich · Germany
noch hält die Pandemie an und auch wir gehen neue Wege, um mit unseren Kun-
Tel.: +49 (0)70 31/638-0
den und Geschäftspartnern im Kontakt zu bleiben. Ich freue mich, dass unsere Fax: +49 (0)70 31/638-100
neue digitale Veranstaltungsreihe der FAULHABER Webinare auf so große Resonanz E-Mail: info@faulhaber.de
stößt. Nach dem erfolgreichen Start in diesem Frühjahr werden wir das Themen- www.faulhaber.com
spektrum unserer Online-Seminare weiter ausbauen und gemeinsam mit Ihnen
spannende Themen erörtern, präsentiert von unseren FAULHABER Mitarbeitern, Gestaltung:
die absolute Experten auf ihren Gebieten sind. Werbeagentur Regelmann
Pforzheim · Germany
Testreihen mit Zellkulturen gehören zu den wichtigsten Methoden der medizi- www.regelmann.de
nischen Forschung. Mit dem Test-Automaten CYRIS® FLOX wird die Arbeit in den
Laboren deutlich vereinfacht. Bürstenlose Motoren von FAULHABER sorgen dabei Bildnachweise & Copyright:
dafür, dass den Kulturen über die Versuchsdauer Nahrung und Medikamente zuge- Alle Rechte vorbehalten. Die Rechte der
führt und die Entwicklung der Zellen minutiös überwacht wird – ohne menschli- verwendeten Grafiken, Bilder und genann-
ten Marken liegen bei den jeweiligen Eigen
chen Eingriff. Neben der Forschung steht nach wie vor die aktive Bekämpfung der
tümern. Das Copyright der Beiträge liegt
Pandemie im Vordergrund. FAULHABER unternimmt daher alles, was möglich ist,
beim Herausgeber. Eine Vervielfältigung
um unserer Aufgabe als systemrelevantes Unternehmen gerecht zu werden und die oder elektronische Verarbeitung, auch
Medizintechnik weltweit mit zuverlässigen Antriebssystemen zu versorgen. Selbst- in Auszügen, ist nur mit ausdrücklicher
verständlich achten wir auch darauf, an unseren Standorten die Gesundheit der Zustimmung des Herausgebers gestattet.
Mitarbeiter bestmöglich zu schützen, neuerdings auch mit kostenlosen Antigen-
Schnelltests zur freiwilligen Selbstkontrolle. Erscheinungsweise & Abo:
Die FAULHABER motion erscheint zweimal
Kleine leistungsfähige DC-Motoren sind eine wesentliche Voraussetzung für jährlich und wird Kunden, Interessenten
die Entwicklung immer höher integrierter Systeme. Zum applikationsgerechten und Mitarbeitern von FAULHABER kostenlos
Antriebs- oder Positioniersystem werden sie aber erst in Kombination mit weiteren zugestellt.
Komponenten, also Getrieben, Encodern und Motion Controllern. Hier die richtige
Auswahl zu treffen ist Grundvoraussetzung für eine zuverlässige Funktion. Alle Die FAULHABER motion gibt es auch digital:
www.faulhaber.com/motion
Komponenten müssen zum Motor passen und dessen Anforderungen erfüllen. In
unserem Expertenbeitrag stellen wir Ihnen daher die besten Tipps zur Auswahl eines
für Ihr Antriebssystem passenden Motion Controllers vor.
Erfahren Sie mehr über diese und weitere spannende Themen in dieser Ausgabe
der FAULHABER motion – unserem Magazin mit Antrieb.
Ich wünsche Ihnen eine angenehme Lektüre!
Mit den besten Grüßen
Gert Frech-Walter
Geschäftsführer
FAULHABER motion 03
NEWS
HOMESCHOOLING FÜR ENTWICKLER
Man lernt nie aus. Gerade im Bereich der Antriebs- Teilnehmer haben die Gelegenheit, sich mit unseren
technik ist es wichtig, den eigenen Erfahrungshorizont Experten auf Augenhöhe auszutauschen, wobei die-
kontinuierlich zu erweitern, um innovative Möglich- se auch auf individuelle Fragestellungen eingehen.
keiten frühzeitig zu erkennen und für die Anwen- Modern, mobil, multimedial: Unsere Webinare sind
dungsentwicklung zu nutzen. Hierzu hat FAULHABER das Tool der Stunde, wenn es darum geht, das eigene
eine spannende Webinarserie gestartet. Jedes Webinar Wissen zu vertiefen – gerade auch im Homeoffice. Die
behandelt ein spezielles Thema und wird von einem Teilnahme ist völlig kostenlos und erfordert lediglich
ausgewiesenen Experten professionell moderiert. Die eine einmalige Registrierung.
Unser Experte Mario Zecchin
während einer Webinar-Session
04 01.2021
LEISTUNGSFÄHIG UND
EXTREM MINIATURISIERT
Die neuen ungehäusten Motion Controller MC 3001
sind mit einer Bauhöhe ab 2,6 Millimetern und einem
Format ab 16x27 Millimetern extrem miniaturisiert.
Sie verfügen über eine sehr hohe Regeldynamik und
können mit 1,4 Ampere im Dauerbetrieb und bis zu 5
Ampere Spitzenstrom betrieben werden. Trotz ihrer
extremen Kompaktheit verfügen die nur daumen
großen Controller über die gleiche Funktionalität
sowie die gleichen Interfaces (RS232 und CANopen) und
Geberschnittstellen wie die leistungsfähigeren weiteren
Produkte der Generation MC V3.0.
DC-Kleinstmotoren, lineare DC-Servomotoren oder
bürstenlose DC-Motoren aus dem FAULHABER Produkt-
portfolio von 6 bis 30 Millimeter werden wahlweise
durch die integrierte Endstufe mit optimierter Strom-
messung angesteuert. Die Konfiguration erfolgt dabei
über den FAULHABER Motion Manager V6 (ab Version
6.8). Die Motion Controller sind als MC 3001 B (Board-
to-Board-Stecker) oder MC 3001 P (28-Pin-Stiftleiste) in
2 Varianten verfügbar. Sie sind für den Slave-Betrieb
konzipiert und können über Standardschnittstellen ein-
fach und schnell mit einer Vielzahl an übergeordneten
Folgende Webinar-Themen
Mastersystemen kombiniert werden. Alternativ ist auch
wurden schon behandelt:
ein Stand-Alone-Betrieb möglich.
otion Controller & Speed Controller
M Die neuen Motion Controller eignen sich als intelli-
Die richtige Technologie für gentes Treibermodul besonders zum Einbau in kunden-
Ihre Antriebslösung spezifische Anwendungen aus den Bereichen Robotik,
Auslegung von Antrieben mithilfe Automatisierungstechnik, Maschinenbau sowie Medi-
des FAULHABER Drive Selection Tool zin- und Labortechnik. Bei Anwendungen aus die-
Geräuschentwicklung bei Antriebssystemen sen Bereichen ist Platz oft begrenzt und gleichzeitig
eine hohe Regelungsdynamik und Leistungsfähigkeit
Diese können Sie sich hier nochmals anschauen: gefragt. Mit den neuen Varianten wird das Motion
Controller Portfolio von FAULHABER nach unten abge-
rundet.
www.gotostage.com/channel/faulhaber-webinars
Die Vorteile auf einen Blick:
Zukünftig geplante Themen sind:
Extrem miniaturisiert
Best Practices beim Einsatz von DC-Motoren Sehr leistungsfähig
Antriebssysteme für Raumfahrtanwendungen Hohe Regeldynamik
Motion Controller MC 3001 B/P:
Inbetriebnahme und Einsatzmöglichkeiten
FAULHABER Speed Controller:
Optimaler Einsatz und kundenspezifische
Anpassung
Der neue MC 3001 im Maßstab 1:1
Die Registrierung und alle Termine finden Sie hier:
www.faulhaber.com/webinare www.faulhaber.com/news
FAULHABER motion 05
FA B R I K A U T O M AT I O N & R O B O T I K
Unikate im
Serientakt
CNC-Drehen und Fräsen mit hoher Varianz oder großen
Volumina? Eine innovative Lösung aus den Niederlanden
ermöglicht beides und senkt gleichzeitig die Schwelle
zur Automatisierung. In den servogesteuerten Greifbacken
sorgen bürstenlose DC-Servomotoren mit integriertem
Speed Controller von FAULHABER für die dafür notwendige
Präzision und Zuverlässigkeit.
06 01.2021
Das niederländische Unternehmen BMO
Automation startete 2008 mit der Vision
einer wesentlich effektiveren Beladung
von CNC-Dreh- und Fräsmaschinen. Kun-
den, zumeist aus der metall- und kunst-
stoffverarbeitenden Industrie, können
auf modulare Gesamtlösungen für die
Zerspanungsindustrie zurückgreifen,
die sich durch qualitativ hochwertige,
benutzerfreundliche und flexible Auto-
matisierungslösungen auszeichnen. In
Zusammenarbeit mit FAULHABER ent-
stand dabei ein Servogreifer, der in den
Roboterzellen mit einem Roboterarm
verbunden ist. Diese Zellen dienen dem
automatisierten Be- und Entladen von
CNC-Dreh- und Fräsmaschinen.
Game Changer
BMO Automation aus dem nieder-
ländischen Nederweert in der Provinz
Limburg ermöglicht mit ihren Roboter-
zellen eine automatisierte Produkti-
on ganz unterschiedlicher Losgrößen
ab Stückzahl 1. „Leistung bei BMO ist
definiert als Flexibilität² mal Produkti-
vität. Durch den von uns entwickelten
Servogreifer erhöht sich die Flexibilität
erheblich und Kunden können ab Char-
gengröße 1 automatisieren. Das ist die
Zukunft!“, betont Marketing Manager
Maarten van Bun. „Ein einfacher Robo-
ter oder Cobot erledigt 1000 Mal den
gleichen Job. Wir glauben aber, dass
die Zukunft mehr eine Automatisie-
rung kleinerer Produktreihen in einem
Durchgang darstellt. Wir nennen das
Multi Batch Automatisierung. Wir kön-
nen auch 1000 Teile automatisiert fer-
tigen, aber eben aufgeteilt in mehrere
Serien mit niedrigen Volumina. Eben
High Mix und High Volume.“
High Mix & High Volume
Grundsätzlich sind die Margen bei der
Fertigung von niedrigen Stückzahlen
höher als in der Massenproduktion.
Gleichzeitig ist es personal- und damit
kostenintensiver, wenn zwischen ein-
zelnen Dreh- und Fräsvorgängen die
Werkstücke manuell geladen wer-
den müssen. Daher ist eine Lösung,
die beim Einsatz von CNC-Dreh- und
-Fräsmaschinen in der metall- und
kunststoffverarbeitenden Industrie
sowohl hohe Varianzen als auch hohe
Volumina erreicht, ein Game Changer.
FAULHABER motion 07
BMO Automation kombiniert für ihren
Ansatz dazu die Vorteile der Paletten-
automatisierung mit der Option, auch
einzelne Werkstücke vollautomati-
siert laden zu können. Aus dem Prin-
zip „High Mix – Low Volume“ wird so
„High Mix & High Volume“.
Möglich machen dies unter anderem te FAULHABER aus früheren Projekten, wie auch elektronischen Teil eine sehr
servogesteuerte Greifbacken, deren Prä- wo er sehr gute Erfahrungen mit den kompakte aber dennoch leistungsfä-
zision und Zuverlässigkeit durch FAUL- Motion Control-Produkten gesammelt hige Lösung, die uns überzeugt hat.“
HABER Antriebe garantiert wird. Im Ser- hat“, erklärt Maarten van Bun. Über das
vogreifer treibt ein FAULHABER Motor Drive Selection Tool auf der FAULHABER
Ausgezeichnet innovativ
eine Getriebespindel an, die Teil eines Webseite wurde der passende Motor
Linear-Führungssystems ist. Infolge- ausgewählt. Dabei wurde BMO Auto- Eine Konzentration auf die CNC-Auto-
dessen bewegen sich die Greiferfinger, mation von FAULHABER unterstützt, matisierung, langjährige Erfahrung
verbunden mit den geführten Blöcken, etwa bei der Überprüfung der Skript- und gute Kontakte zu Herstellern von
in die gewünschte Position für das Pro- dateien für die Kommunikation mit der CNC-Maschinen ermöglicht eine voll-
dukt, das in die CNC-Maschine geladen BMO Intelligent Control Software. ständige Integration der Roboterauto-
werden soll. Nach dem Dreh- oder Fräs- Die Entwicklung dauerte etwa ein Jahr, matisierung in die zerspanende Ferti-
vorgang können sich die Dimensionen einschließlich einer zweimonatigen gung. BMO ist hier Vorreiter in Sachen
des Werkstücks verändern. Hier passt Testphase bei Referenzkunden. Die Automatisierung und Digitalisierung.
der Servogreifer automatisch und ohne größte Herausforderung war dabei, Das belegen auch die drei Nominie-
die Lade- und Entladezyklen zu verän- eine zuverlässige Lösung zu integrieren, rungen zum TechniShow Award. Die
dern, die Position der Greiferfinger an. die in möglichst kleinen Dimensionen erste Nominierung in 2016 gab es für
Ein Tausch des Greifers ist somit nicht und geringem Gewicht verfügbar ist eine Automatisierungslösung, mit der
notwendig. und sich so nur minimal auf die Nutzlast Einzelstücke und Serien durchgehend
„Harco Hermans, bei uns für Forschung des Roboters auswirkt. „FAULHABER gefertigt werden konnten. Möglich
und Entwicklung verantwortlich, kann- bietet hier sowohl im mechanischen machte dies der Wechsel von Span-
08 01.2021 FA B R I K A U T O M AT I O N & R O B O T I K
FAULHABER BX4 SC
BÜRSTENLOSE DC-SERVOMOTOREN
MIT INTEGRIERTEM SPEED CONTROLLER
www.faulhaber.com/de/maerkte
www.bmoautomation.nl
mitteln, Paletten und Produkten. Zum matisierten Robotik-Lösung gezeigt. lokale Lockdowns, wie sie sich gerade
Zeitpunkt der Nominierung eine echte „Corona hatte einen großen Einfluss in der Pandemie gezeigt haben, ver-
Premiere. 2018 wurde BMO für eine auf die Metallindustrie. Am Anfang meiden.
bahnbrechende Xenon-Software für waren Kunden bei Investitionen kon- „Wenn Sie automatisieren möchten,
die Smart Industry 4.0 ausgezeichnet. servativer, das Segment änderte sich ist es wichtig, dass ein genauer Pro-
Verschiedenste Daten von CNC-Maschi- jedoch bald, da klar wurde, eine CNC- zess erstellt wird, der kontinuierlich ein
nen einer Bearbeitungsanlage werden Automatisierung ist nicht nur eine hohes Maß an Sicherheit garantiert.
dabei gesammelt und verknüpft. 2020 Lösung für die Zukunft, sondern auch Diese Präzision und insbesondere die
wurde das Unternehmen für seine für jetzt. Ein Roboter wird nicht krank Wiederholungsgenauigkeit sind wich-
Smart Centric E-Clamp zum dritten Mal und auch mit begrenzten Arbeits- tig, da alles vollautomatisch erfolgt, die
in Folge nominiert, konnte sich dieses zeiten kann ein menschlicher Bediener Fehlerquoten gering sind, unsere Auto-
Mal jedoch nicht durchsetzen. das Produktionsniveau gemeinsam mit matisierungen funktionieren, ohne dass
einer BMO Robotiklösung hoch hal- ein Mitarbeiter dabei stehen muss. Ein
ten.“ zuverlässiger Prozess ist daher extrem
Automatisch im Vorteil
Auch ermöglicht eine automatisierte wichtig. Die Produkte von FAULHABER
„Eine CNC-Automatisierung steigert Fertigung die Produktion vor Ort und garantieren uns Qualität, Sicherheit und
die Produktivität, verkürzt die Durch- man kann so die Nachteile einer aus- nichts, worüber wir uns Sorgen machen
laufzeit und ist ein Ausweg aus dem gelagerten Produktion wie zum Bei- müssen. Wir wissen, dass es gut ist und
Fachkräftemangel“, stellt Maarten van spiel geschlossene Grenzen, Einschrän- vertrauen den Produkten, die FAULHABER
Bun fest. Auch in der Covid-19 Pande- kungen im Reise- und Warenverkehr, uns anbietet.“, so das Fazit von Maarten
mie hat sich der Vorteil einer auto- längere Grenz- und Zollkontrollen und van Bun.
FAULHABER motion 09
M E D I Z I N & L A B O R G E R ÄT E
ZELLANALYSE
MIT PRÄZISION
Grenzwert der Lebensfähigkeit
Leben retten, Krankheiten heilen, überwiegend in den Zellen des mensch-
Beschwerden lindern – das tun moder- lichen Körpers. So kann eine Zellkultur
ne Medikamente millionenfach, Tag für stellvertretend das „Ausprobieren“ der
Tag. Doch längst nicht für jedes Leiden Arznei übernehmen.
gibt es auch schon eine Arznei. Zudem „Wir können zum Beispiel herausfin-
hat uns Corona eindrücklich vor Augen den, ab welchem Grenzwert eine Sub-
geführt, dass ständig neue Krankheiten stanz für die Zellen giftig wird“, erklärt
zu den bereits bekannten hinzukom- Márton Nagy, Biotechnologie-Ent-
men. Deshalb werden immer neue wickler beim Münchner Unternehmen
Medikamente benötigt und es wird . „Das gilt übrigens nicht nur
ständig an ihrer Entwicklung gearbei- für Arzneimittel, sondern zum Beispiel
tet. Diese Mittel sollen natürlich eben- auch für potenzielle Umweltgifte. Wir
so wirksam wie sicher sein – am besten, bringen eine bestimmte Menge der
noch bevor man sie an Menschen testet. Substanz in die Nährlösung ein, in der
Diese letzte, die klinische Testphase ist sich die Kultur befindet und beobach-
zwar unerlässlich, doch kann man auch ten, wie die Zellen reagieren. Dann
schon im Labor sehr viel über die Wir- wird die Menge schrittweise gestei-
kung eines pharmazeutischen Mittels gert. Anhand bestimmter Messdaten
erfahren. Denn diese entfaltet sich und der optischen Überwachung mit
10 01.2021Wann wird eine heilsame Arznei zum Gift? Was wirkt
gegen Krebszellen? Welche Dosis führt mit den geringsten
Nebenwirkungen zum Ziel? Antworten auf diese Fragen sucht
die medizinische Forschung in Testreihen mit Zellkulturen.
Der Test-Automat CYRIS® FLOX erleichtert Laboren diese
Arbeit jetzt enorm. Motoren von FAULHABER sorgen dabei
dafür, dass den Kulturen über die Versuchsdauer Nahrung und
Medikamente zugeführt und die Entwicklung der Zellen minutiös
überwacht wird – ganz ohne menschlichen Eingriff.
dem Mikroskop erkennen wir, ab wann
es für die Zellen kritisch wird. Dieser
Wert lässt sich auf das Körpergewicht
eines Menschen umrechnen. In der Pra-
xis setzt man dann in der Regel einen
Bruchteil davon als zulässigen Grenz-
wert für die Dosierung fest.“ In der
Pharmaforschung werden viele Tests
mit Krebszellen durchgeführt. Bei ihnen
wird der Spieß gleichsam umgedreht:
Man will herausfinden, welches Mittel
in welcher Menge ihre Vermehrung
hemmt oder sie ganz abtötet.
Die Beobachtung der Zellen ist ein
mehrschichtiger und vor allem zeitlich
ziemlich aufwendiger Vorgang. Ein ein-
zelner Versuch dauert im Schnitt etwa
drei Tage. In dieser Spanne werden
zahlreiche Einzelmessungen vorgenom-
men, und die Zellen werden in kurzen
Abständen immer wieder fotografiert.
Die Bildsequenzen kann man zu einem
Zeitrafferfilm zusammenfügen und
darauf den Verlauf des Zellwachstums
verfolgen. Für die Messungen werden
drei physikalische Größen untersucht:
Sauerstoffgehalt, pH-Wert und elektri-
scher Widerstand des Zellrasens.
FAULHABER motion 11Physikalische Größen
geben Auskunft
Bisher erforderten solche Testreihen det. Diese haben sich allerdings nicht Analysegerät CYRIS® FLOX eingebaut.
ziemlich viel Handarbeit. Die verschie- bewährt und wurden später durch Drei davon bewegen den Pipettier-
denen Schritte konnten nur teilweise Modelle von FAULHABER ersetzt. Sie kopf im Roboterarm auf drei Achsen.
automatisiert werden. Mit CYRIS® FLOX überzeugten durch die Kompaktheit Sie sind dafür zuständig, die Pipetten
hat ein vollautomatisches und Zuverlässigkeit der Komponenten. exakt über die Mikrotiter-Schälchen
Gerät geschaffen, das den mehrtägigen Als es um die Weiterentwicklung für zu fahren und zur Abgabe der Lösung
Testdurchlauf ohne menschlichen Ein- die Serienproduktion ging, musste also knapp über ihnen zu positionieren. Ein
griff absolvieren und zugleich die Ergeb- kein Antriebslieferant mehr gesucht vierter Motor treibt 24 Saugkolben an,
nisse vollständig dokumentieren kann. werden. Es wurden jedoch neue Ziele welche bis zu 200µl Kulturmedium in
Das Kernstück des Testaufbaus ist eine für diesen Bereich definiert: „Wir sterile Pipettenspitzen befördern. Zwei
Mikrotiter-Platte aus durchsichtigem wollten mit möglichst wenig unter- Motoren bewegen das Mikroskop auf
Material, die mit 24 Vertiefungen ver- schiedlichen Motortypen arbeiten“, einen XY-Tisch unter den Zellproben.
sehen ist. Diese nehmen wie Miniatur- beschreibt Entwicklungschef Matthias Die Fotos von den einzelnen Schälchen
Petrischalen die Zellproben auf. 24 Moll die Ausgangssituation. „Außerdem werden von unten durch das durch-
Pipetten an einem Roboterarm ver- wollten wir die Verkabelung einfacher sichtige Material der Mikrotiter-Platten
sorgen die kleinen Kulturen mit Nähr- gestalten. Wir haben uns einen Antrieb geschossen.
lösung und führen die Substanzen zu, gewünscht, bei dem die Elektronik
die getestet werden sollen. Dabei kann bereits integriert ist. Sie war bis dahin in
Präzision und Zuverlässigkeit
für jede Pipette eine andere Zusam- einem Steuerelement des Roboterarms
im Dauerbetrieb
mensetzung der Lösung gewählt wer- untergebracht, wodurch viele Kabelver-
den. Jedes Schälchen ist mit Sensoren bindungen in einem bewegten Element „Damit man später im Zeitraffer die
für Sauerstoffgehalt, pH-Wert und nötig waren.“ Darüber hinaus sollten Entwicklung einzelner Zellen verfolgen
elektrischer Widerstand ausgestattet. die Motoren in der Lage sein, Fehler kann, muss sich das Objektiv immer
Durch ein Mikroskop-Objektiv werden zu melden, so etwa wenn Überhitzung genau am selben Punkt unter dem Schäl-
in regelmäßigen Abständen die einzel- eine mechanische Blockade verursacht / chen befinden“, erläutert Matthias Moll
nen Schälchen von unten fotografiert. zu verursachen droht. die Herausforderung an dieser Stelle.
In der Kombination mit einem integ- „Mithilfe der FAULHABER-Motoren kön-
rierten Motion Controller der Reihe nen wir den Tisch auf zwei Mikrometer
Entwicklung zur
CxD erfüllte der bürstenlose Servomo- genau positionieren.“ Zum Vergleich: Ein
Automatisierung
tor 2232…BX4 diese neuen Anforde- menschliches Haar ist zwischen 50 und
ist ein Start-up mit akade- rungen der Techniker von 70 Mikrometer dick. Auch der Motor,
mischen Wurzeln. Die Gründer des – und auch alle anderen, wie hohe der die Kolben des Pipetten-Kopfes
Unternehmens waren zuvor in der uni- Leistung bei äußerst kompakter Bau- antreibt, muss äußerst genau arbeiten.
versitären Forschung tätig. Dort haben form, geringes Gewicht und Volumen Nur wenn die Flüssigkeitsmenge genau
sie für erste Prototypen ihres Geräts sowie die Kompatibilität zur Laboran- den Vorgaben entspricht, können valide
Motoren anderer Hersteller verwen- wendung. Sechs Motoren sind in dem Testergebnisse zustande kommen. Im
12 01.2021 M E D I Z I N & L A B O R G E R ÄT EKOMPONENTEN
CYRIS® FLOX
Pipettierkopf
mit 24 Kanälen
Reservoir
24-Well
Sensorplatte
CYRIS® FLOX-Automaten ist Präzision
eine Daueraufgabe. Die Maxime für
die Motor-Anwendungen lautet daher
Wiederholgenauigkeit. Die exakte
Bewegung muss über die Tage des Test-
verlaufs in kurzen Abständen immer Edelstahl-
Arbeitsfläche
wieder ohne Abweichung ausgeführt
werden. „Wir erwarten von den Antrie-
ben das höchstmögliche Maß an Zuver- Plattenaufnahme und
Gehäuse der Impedanz-
lässigkeit im Dauerbetrieb“, betont der messplatine
Entwicklungschef. „Erst damit schaffen
wir die Voraussetzung für eine lan-
ge ‚walk-away time‘.“ So bezeichnet
man in der Welt der Laborautomatisie- Mikroskop
rung die Zeit, in der ein Versuch ohne
menschlichen Eingriff auskommt. „Mit
CYRIS® FLOX lässt sie sich von wenigen
Minuten oder Stunden auf mehrere
Tage ausdehnen. Die hochqualifizierten
Wissenschaftler und Labortechniker
können derweil andere Arbeiten aus-
führen. Die Effizienz des Laborbetriebs
steigt, die laufenden Kosten sinken, und
das Gerät amortisiert sich sehr schnell.“
XY-Tisch
www.faulhaber.com/de/maerkte/medizin-laborgeraete
FAULHABER BX4 CXD www.incyton.com
BÜRSTENLOSE DC-SERVOMOTOREN
MIT INTEGRIERTEM MOTION CONTROLLER
FAULHABER motion 13M E D I Z I N & L A B O R G E R ÄT E
EINE IDEE
STÄRKT DER
WELT DEN
RÜCKEN
14 01.2021Sie ist weder tödlich, noch ansteckend, aber äußerst
belastend – und gesellschaftlich sehr teuer: die Volkskrank-
heit chronischer Rückenschmerz. Ein motorisiertes Exoskelett
kann die besonders gefährdete Lendenwirbelsäule entlasten.
Der französische Hersteller Japet setzt dabei auf FAULHABER,
denn bei seinem Produkt ist höchste Qualität gefragt,
und jedes Gramm zählt.
Rückenschmerz verursacht jede zehnte des Rückens kaum im ergonomisch kor-
Krankschreibung und 13 Prozent der rekten Bereich halten. Das gehobene
Frühverrentungen. 80 Prozent der Men- Gewicht drückt dann unweigerlich auf
schen kennen die Krankheit aus eige- eine gebeugte Wirbelsäule.
ner Erfahrung, bei 10 bis 20 Prozent der
Gesamtbevölkerung sind die Schmerzen
Negativer Hebeleffekt ver-
chronisch. Diese Zahlen stammen aus
schärft das Problem
Frankreich, wo die jährlichen Folgekos
ten für Wirtschaft und Gesundheitssys Der Hebeleffekt wirkt dabei ausge-
tem auf 20 Milliarden Euro geschätzt sprochen negativ: Je nach dem Grad
werden. Ähnliche Werte finden sich in der Beugung kann ein 10-Kilo-Paket
allen Industrieländern. mit einer äquivalenten Kraft von bis
Ungünstige Belastung und dauerhafte zu 50 Kilogramm auf die lumbalen
Überlastung der Wirbelsäule sind mit Bandscheiben der unteren Wirbelsäule
Abstand die häufigsten Ursachen für drücken. Diese natürlichen Stoßdämp-
chronische Rückenschmerzen. Eigent- fer aus Faserknorpel sind zwar ausge-
lich lässt sich die Fehlbelastung leicht sprochen zäh und widerstandsfähig,
vermeiden, indem man sich an eine doch sie altern mit den Jahren und
simple Grundregel hält: Lasten heben können zudem bei ständiger Fehlbe-
immer aus den Beinen heraus, und nur lastung frühzeitig verschleißen: Sie
mit aufrechtem Oberkörper. Allerdings schrumpfen, die Dämpfungswirkung
lässt sie sich im Alltag und bei vielen lässt nach, und auch das angrenzende
Arbeiten oft nicht befolgen. Wer einem Knochengewebe verändert sich mit
Patienten aus dem Bett hilft, ein Postpa- häufig leidvollen Konsequenzen. Beim
ket aus dem Auto wuchtet, in der Ferti- Bandscheibenvorfall platzt der Band-
gung mit schweren Teilen hantiert hat scheibenkörper sogar auf, der Kern
oder auf dem Bau mit schweren Hand- tritt aus und drückt äußerst schmerz-
maschinen arbeitet, kann die Belastung haft auf die umgebenden Nerven.
„Wenn sich die Fehlbelastung nicht
konsequent vermeiden lässt, muss
man über entlastende Maßnah-
men nachdenken“,
sagt Antoine Noel.
Der Robotik-Inge-
nieur hat 2015 zusam-
men mit Amelie Blondeaux und
Damien Bratic in Lille das Unternehmen
Japet gegründet. „Unser Ziel war, ein
aktives Stützkorsett für die Lenden-
wirbelsäule zu entwickeln. Ungünstige
Belastungen sollen durch Motorkraft
ausgeglichen werden, sodass die Band-
scheiben geschützt bleiben.“
FAULHABER motion 15Entlastung durch Aktoren
Das Ergebnis ihrer Arbeit ist das Exo-
skelett Japet.W. Es besteht im Wesent-
lichen aus zwei Gurten, die durch vier
Aktoren – je zwei pro Körperseite
– miteinander verbunden sind. Der
obere Gurt stützt den Rücken, der
untere sitzt auf den Hüften auf. Bei
den Aktoren handelt es sich um soge-
nannte seriell-elastische Aktoren (SEA).
Sie „spüren“ eine auf sie einwirkende
Kraft und arbeiten mit der eigenen
Motorkraft dagegen.
Ihre wichtigsten Elemente sind ein
Motor, eine Spindel und eine Feder. Ein
Potentiometer misst die einwirkende
Kraft, zum Beispiel wenn der Träger
des Exoskeletts sich vorbeugt und ein
Gewicht anhebt. Dieses Messsignal
setzt den Motor in Gang, das durch
ein Getriebe mit der Antriebsspindel
gekoppelt ist. Die Drehung der Spindel
überträgt die Motorkraft auf die Feder.
Kleinstmotoren
heben vier Autos
Sie drückt vom unteren auf den obe- Die Gründer von Japet sind FAULHABER
ren Gurt, stützt den Oberkörper und zuerst auf einer Fachmesse begegnet.
entlastet die Lendenwirbelsäule. Beim Ihr Unternehmen war damals noch ein
Ausmaß der Entlastung kann der Trä- technisches Versuchslabor in einem
ger des Exoskeletts zwischen vier Stu- Nebenraum einer nordfranzösischen
fen wählen. Die Steuerung und die Klinik. Vom ersten Umsatz war es noch
Batterie des Geräts sind in den Dop- weit entfernt. In ihre ersten Testgeräte
pelgurt integriert. hatten die drei Jungunternehmer lär-
„Die Hüften werden durch den zusätz- mende Billigmotoren eingebaut, die
lichen Druck nur geringfügig belastet; sich schlecht steuern ließen. Die Exper-
ohnehin vertragen sie auch größere ten von FAULHABER fanden Gefallen
Gewichte ohne Probleme“, erläutert an den Ideen der jungen Ingenieure.
Antoine Noel. „Die Krafteinwirkung Sie unterstützten sie durch intensive
auf die Lendenwirbelsäule wird hinge- Beratung und Prototypen hochwer-
gen stark reduziert. Vor allem die über- tiger Motoren, die der anspruchsvollen
mäßige Belastung der Bandscheiben in Anwendung gerecht werden konnten.
einer gebeugten Position wird damit „Das war ein wichtiger Beitrag, um unser
deutlich verringert oder ganz vermie- Produkt serienreif zu machen“, betont
den. Zugleich wird auch die Position Antoine Noel. Im Exoskelett Japet.W
des Oberkörpers verbessert.“ liefern vier DC-Motoren mit Edelme-
16 01.2021
0 O PE TDI IKZ I &
M N P&H LOAT BOONRI K
G E R ÄT EAuswirkung auf Lumbalschmerzen
unter realen Arbeitsbedingungen
SCHMERZLINDERUNG DURCH
WENIGER STRAPAZEN BEI DER ARBEIT LENDENWIRBELSTÜTZE BEI DER ARBEIT
10 10
9 9
8 8
7 7
Schmerzskala
Schmerzskala
6 6
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
0 0
Tag 1 Tag 2 Tag 3 Tag 4 Tag 5 Tag 1 Tag 2 Tag 3 Tag 4 Tag 5
Mit Japet.W Ohne Japet.W
tallkommutierung der Serie 1524… und möglichst ohne jede Wartung. ziell immer länger arbeiten, und da das
SR die Stützkraft zur Entlastung der Das wird mit den Antrieben von Know-how der älteren Beschäftigten
Wirbelsäule. Für die Kraftübertragung FAULHABER ermöglicht.“ immer wertvoller wird, hat das Exo-
sind Planetengetriebe der Serie 15A Inzwischen ist das Japet.W seit über skelett auch aus ökonomischer Sicht
zuständig. Da das Gerät naturgemäß einem Jahr auf dem Markt. Es wird ein großes Potenzial.“
am Körper getragen wird, der zudem bereits in zahlreichen Branchen ver-
entlastet werden soll, kommt es hier wendet, darunter in der Eisenbahn
auf jedes Gramm an – mit 18 Gramm industrie, auf dem Bau und in der
pro Motor machen die Antriebe nur medizinischen Pflege. Sein Einsatz
einen kleinen Bruchteil der Gesamt- wirkt der möglichen Entstehung
masse aus. Trotzdem sind sie stark chronischer Rückenschmerzen entge-
genug, um über einen Arbeitstag den gen. Es wird aber auch von Menschen
Bandscheiben das Gewicht von drei bis genutzt, die dieses Syndrom bereits
vier Mittelklassewagen abzunehmen. entwickelt haben und nach einem Weg
Neben dem Verhältnis von Volu- suchen, weiterarbeiten zu können. „75
men und Kraft zählen für Japet Prozent der Träger, die zuvor bei der
vor allem Qualität und Zuverlässig- Arbeit Rückenschmerzen entwickelt
keit zu den entscheidenden Krite- hatten, berichten von einer wirksamen FAULHABER SR
DC-KLEINSTMOTOREN MIT
rien: „Das Exoskelett ist ein zerti- Schmerzreduktion“, betont Antoine EDELMETALLKOMMUTIERUNG
fiziertes Medizinprodukt“, erklärt Noel. „Das ist aus medizinischer Sicht
Antoine Noel. „Da gelten höchste ein beachtlicher Wert, zumal chro-
Anforderungen. Außerdem muss nische Rückenschmerzen eine sehr www.faulhaber.com/de/maerkte/
das Gerät seine Träger im Dauerbe- hartnäckige und schwer zu behandeln- medizin-laborgeraete
trieb unterstützen, über lange Zeit de Krankheit sind. Da wir alle tenden- www.japet.eu
FAULHABER motion 17FA B R I K A U T O M AT I O N & R O B O T I K
DIE KLEIN
FÄHRT TA
18 01.2021SERIE
Das Internet of Things macht es möglich, individualisierte
Produkte automatisch herzustellen – bis hin zur Losgröße eins.
XI
Dabei bekommt der Weg des Bauteils durch die Montage eine
ganz neue Bedeutung. In der adaptiven Maschinenplattform von
Prolynk können Fertigungsmaschinen und Montagestationen frei
kombiniert und flexibel konfiguriert werden. Die Teile fahren ein-
zeln, quasi mit einem Mini-Taxi von einer Station zur nächsten.
FAULHABER liefert die Antriebstechnik für die kleinen Fahrzeuge.
Als Henry Ford im Jahr 1913 die erste Commercial Officer von Prolynk. „Die
„moving assembly line“ installierte, stei- Bearbeitung, manuell oder durch Robo-
gerte er damit den Ausstoß seiner Autos ter, kann völlig individuell erfolgen. Der
auf das Achtfache – ein Quantensprung Ablauf ist trotzdem automatisiert.“
der Produktionseffizienz. Das erlaubte Eine Plattform aus tischförmigen Modu-
ihm übrigens nicht nur, den Preis seines len bildet die physische Grundlage des
T-Modells drastisch zu senken, sondern Systems. Es wird aus diesen standar-
zugleich auch die Arbeitslöhne zu erhö- disierten Platten zusammengesetzt
hen. Kein Wunder, dass dieser Erfolg und kann in Größe und Form beliebig
bald abgekupfert wurde. Bis heute gestaltet werden. Einfache Metallplat-
entstehen zahllose Produkte nach dem ten bilden die Basiseinheit und dienen
Fließbandprinzip. als Bewegungsfläche.
Allerdings passt es weniger gut zu Eine Variante der Basisplatte verfügt
Kleinserien und gar nicht zur individu- über Fixiereinheiten mit Indexfunktion.
alisiert-automatischen Fertigung. Diese Bei Fertigungsschritten, die eine hohe
ist aber eines der Ziele von Industrie 4.0 Präzision erfordern oder bei denen eine
und dem Industrial Internet of Things größere Krafteinwirkung ausgeglichen
(IIoT): Einzelne Produkte sollen – bei werden muss, halten sie Fahrzeug und
möglichst hohem Grad der Automati- Komponente in Position. Hier hat das
sierung – nach Kundenwunsch gestaltet Plattenelement auch eine Aussparung
und ausgestattet werden. Dafür braucht in der Mitte. Durch sie kann die Bear-
es eine Flexibilität in den Abläufen, die beitung auch von unten erfolgen, denn
sich mit der fest installierten Bahn eines sie entspricht einer genauso geformten
Fließbands nur schlecht verträgt. Aussparung im AGV.
Komponenten fahren Taxi Beliebige Reihenfolge
der Montagestationen
Mit der Prolynk-Technologie kann die
Konfiguration der „Fertigungsstraße“ Die Prolynk-AGV gibt es in zwei Größen
beliebig verändert und an wechselnde (325x230 und 450x350 Millimeter); die
Anforderungen angepasst werden. Die maximale Beladung beträgt je nach
Komponenten absolvieren nicht mehr Modell zwischen 5 und 35 Kilogramm.
unterschiedslos eine festgelegte Stre- Über der mittigen Aussparung wird die
cke, stattdessen nimmt jede einzelne zu bearbeitende Komponente befestigt,
ein Taxi in Form einer kleinen fahrer- um auf den Weg zu den einzelnen Mon-
losen Transporteinheit (Automated tagestationen aufzubrechen. Solche
Guided Vehicle, AGV): „Das zu bear- Stationen für manuelle oder maschi-
beitende Teil wird damit zielsicher zu nelle Arbeitsschritte können beliebig
allen benötigten Stationen transpor- angeordnet werden. Dort werden zum
tiert“, erklärt Antonio Sanchez, Chief Beispiel Teile angelötet, Schrauben
FAULHABER motion 19befestigt, Lasermarkierungen aufge- zusätzlicher Effizienzgewinn: In diesem Das geschieht meistens im 90-Grad-
bracht oder Prüfroutinen durchgeführt. Fall fährt das AGV zu einer Station, die Winkel. So kann es mit einer Viertel-
Gibt es ein Qualitätsproblem, kann man gerade frei ist. Wartezeiten entfallen, drehung zu einer Station abbiegen
das Fahrzeug gezielt zu der Station die Auslastung steigt. Ein weiterer Vor- oder mit zwei Drehbewegungen zwi-
schicken, wo dieses behoben wird. teil des Systems kann in der Entlastung schen den parallelen „Fahrbahnen“
„Die zentrale Steuerung kennt jedes der Mitarbeiter bestehen. Komponen- auf dem Tisch hin und her wechseln.
AGV und seine Ladung“, erklärt Anto- ten müssen nicht mehr mit Muskelkraft Diese Fahrbahnen existieren wohlge-
nio Sanchez. „Sie weiß, welche Bearbei- weiterbefördert werden. Ständiges merkt nur virtuell: Das AGV hält wie
tungsschritte an einem bestimmten Teil Anheben und Absetzen – Bewegungen ein Auto auch ohne Markierungen auf
ausgeführt werden müssen. So können mit besonders hohem Rückenschmerz- der Straße die Spur.
in einem automatisierten Ablauf indi- potenzial – können entfallen.
viduelle Produkte entstehen. Während Das Prolynk-AGV wird von zwei
Große Kraft und
sie ständig mit dem Prolynk-System Rädern angetrieben, die jeweils in
präzise Orientierung
kommuniziert, behält die SPS immer der Mitte der Längsseiten platziert
die vollständige Kontrolle über die Pro- sind. Die Ecken des Fahrzeugs werden Auf welcher Spur es vor- oder rück-
zesse.“ Wenn die Bearbeitungsschritte von passiven Rollen abgestützt. Wenn wärts fahren oder wohin es abbiegen
nicht in einer bestimmten Reihenfolge die Räder sich gegenläufig bewegen, soll, erfährt das Fahrzeug per WLAN
benötigt werden müssen, entsteht ein dreht das Fahrzeug auf der Stelle. von der zentralen Steuerung. Sie gibt
20 01.2021
0 FOAP BT R
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TOA TN II O
KN & R O B O T I Kdie Wege sowie die Stationen vor und ten, die Motoren bieten weitere Vor- leicht in die jeweilige Steuerung ein-
entscheidet, welches Gefährt bei kreu- teile, die für unsere Anwendung unver- gebunden werden. Neue Produkte,
zenden Bahnen die Vorfahrt bekommt. zichtbar sind. In dem Fahrzeug ist nur neue Abläufe und Technologien kann
Die Teile-Taxis müssen nur ihre genaue sehr wenig Platz, es braucht dennoch man ebenfalls problemlos integrieren;
Position rückmelden, damit diese Ver- viel Motorkraft, um auch schwere Teile die vorhandenen Module lassen sich je
kehrsregelung funktioniert. Dabei mit der geforderten Geschwindigkeit nach den Gegebenheiten neu zusam-
spielen die Motion Controller vom Typ zu bewegen. Beim Ver-
MC 5004 P und die Encoder der Serie hältnis zwischen Volu-
IE3-1024 von FAULHABER eine wich- men und Drehmoment
tige Rolle. Sie erfassen die Drehung hält die Serie BX4 auf
der bürstenlosen Motoren der Serie dem Weltmarkt eine Wenn sich ein Unternehmen für die
BX4. Mithilfe ihrer Daten berechnet Spitzenstellung. Diese Prolynk-Lösung entscheidet, werden die
die Prolynk-Elektronik Wege und Posi- Leistungsdichte trägt
tionen. Die Motorkraft wird durch Pla- entscheidend dazu bei, kleinen Fahrzeuge zum Kernstück eines
netengetrieben der Bauart 32/3 auf die dass wir unseren Kun- Produktionsprozesses.
Antriebsriemen der Räder übertragen. den eine ebenso verläss-
„Wenn sich ein Unternehmen für die liche wie flexible Lösung
Prolynk-Lösung entscheidet, werden anbieten können.“
die kleinen Fahrzeuge zum Kernstück Die Kombination aus
eines Produktionsprozesses. Sie müssen Verlässlichkeit und Flexibilität gibt den menstellen. „Das System ist unbegrenzt
also unbedingt völlig zuverlässig und Anwendern der Prolynk-Lösung größt- anpassungsfähig“, betont Antonio San-
mit minimalem Wartungsbedarf funkti- mögliche Freiheit bei der Gestaltung chez. „Die Produktionskapazität folgt
onieren – über möglichst lange Zeit und ihrer Produktionsprozesse. Sie können unmittelbar der Auftragslage.“
bei niedrigen Betriebskosten“, erläutert theoretisch mit einer kleinen Plattform
Antonio Sanchez die Prioritäten für die aus wenigen Platten und einem ein-
Auswahl der AGV-Komponenten. „Bei zigen Mini-AGV anfangen. Das System
der Antriebseinheit stand für uns also lässt sich beliebig erweitern oder umor-
die Qualität der Produkte an erster ganisieren und hochgradig flexibel an
Stelle. FAULHABER kann uns aber nicht die benötigten Maschinen anpassen.
nur die geforderte Qualität gewährleis Es bietet smarte Funktionen und kann
FAULHABER BX4
BÜRSTENLOSE DC-SERVOMOTOREN
4-POL-TECHNOLOGIE
www.faulhaber.com/de/maerkte/fabrikautomation-robotik
www.prolynk.eu
FAULHABER motion 21TECHNOLOGIE
Coole Partner
für kleine Hitzköpfe
Kleine, leistungsfähige DC-Motoren Stop-Betrieb? Sollen Positionen präzise wacht werden kann. Motoren mit nur
sind eine wesentliche Voraussetzung für angefahren werden? Welche Art von 22 mm Durchmesser oder weniger
die Entwicklung immer höher integrier- Last muss der Antrieb bewegen? Welche haben aber keine integrierten Tempe-
ter Systeme. Sie treiben in den unter- Lastzyklen treten auf? Wird ein Getriebe raturfühler, dafür fehlt schlicht der Ein-
schiedlichsten Bereichen die Technik benötigt? Welcher Motor ist am besten bauplatz. Schließt man einfach einen
voran, in der Medizin- und Labortech- für die Applikation geeignet? Daran beliebigen Regler an einen solchen
nik ebenso wie in Luft- und Raumfahrt, schließt sich die Entscheidung für den Kleinstantrieb, kann schlimmstenfalls
in der Robotik, Optik und Photonik Motion Controller an. Und hier kann die Spule durchgebrannt sein, ehe man
oder ganz allgemein bei industriellen es spannend werden, denn nicht jeder die Wärme außen überhaupt spürt.
Maschinen und Anlagen. Zum applika- Motion Controller passt zu jedem Motor. Die Motion Controller von FAULHABER,
tionsgerechten Antriebs- oder Positio- Vor allem DC-Kleinstmotoren stellen hier die speziell auf die Erfordernisse der
niersystem werden die kleinen Motoren auf Grund ihrer Konstruktion besondere kleinen Motoren hin entwickelt und
aber erst in Kombination mit weiteren Anforderungen. unter Betriebsbedingungen getestet
Komponenten, also Getrieben, Enco- sind, vermeiden solche Probleme. Sie
dern und Motion Controllern. Hier die „schätzen“ die Wicklungstemperatur
Gefahr der Überhitzung
richtige Auswahl zu treffen ist Grund- entsprechend dem jeweiligen Motortyp
voraussetzung für eine zuverlässige Herzstück der DC-Klein- und Kleinstmo- über unterschiedlich komplexe Model-
Funktion. Alle Komponenten müssen toren aus dem FAULHABER-Programm le. Dadurch kann die volle Dynamik des
zum Motor passen und dessen Anfor- ist die patentierte freitragende kernlose Motors ausgeschöpft werden, zum Bei-
derungen erfüllen. Die Wahl eines fal- (oder eisenlose) Rotorspule mit Schräg- spiel bei schnellen Positioniervorgängen.
schen Controllers beispielsweise kann wicklung und Bürstenkommutierung, Gleichzeitig wird der Strom begrenzt,
im schlimmsten Fall einen Motor in die um einen ruhenden Magneten bevor die Wicklung überhitzt. Die dafür
kürzester Zeit zerstören. rotiert. notwendigen Parameter lassen sich mit
Aufgrund des symmetrischen Luftspalts der Funktion „Motorauswahl-Dialog“
Bei der Auswahl eines passenden Motion kann sich kein Rastmoment bilden, des FAULHABER Motion Managers ein-
Controllers für ein Antriebssystem müs- was einen präzisen Positionierbetrieb fach an den Antriebsregler übertragen.
sen zunächst einige Fragen geklärt sein. und eine sehr gute Drehzahlregelung Zusätzliche Informationen über die
Grundlegend ist beispielsweise, welche ermöglicht. Dreifaches Dauerdrehmo- thermische Anbindung in der Applika-
Bewegungen ausgeführt werden sollen ment im Überlastbetrieb ist in Servo- tion können in die in den Controllern
und welche Anforderungen sich daraus Anwendungen durchaus üblich und hinterlegten Modelle einfließen und
für die Motorregelung ergeben. Arbei- auch problemlos möglich, wenn die sie noch weiter verbessern. Wie gut
tet der Antrieb im Dauer- oder Start- Temperatur der Motorwicklung über- wird der Motor gekühlt? Muss die Leis
22 01.2021Servoantrieben passt. Bei maximal 30 V
Versorgungsspannung erreicht der mit
Abmessungen ab 16 mm Breite, 27 mm
Länge und 2,6 mm Höhe kleine Motion
Controller dabei einen Dauerstrom von
1 A und einen Spitzenstrom von 5 A. Bei
niedrigeren Versorgungsspannungen
wie z.B. in 12-V-Systemen können auch
Dauerströme bis zu 2 A problemlos
erreicht werden. Dabei müssen gegen-
über den großen Familienmitgliedern
keine Abstriche an der Funktion in
Kauf genommen werden. I/O-Umfang
und Encoder-Schnittstelle entsprechen
denen der gesamten Familie. Als Kom-
munikationsschnittstellen stehen USB,
RS232 und CANopen zur Verfügung.
Über eine kundenspezifisch ausführbare
Trägerkarte (Motherboard) kann dann
auch eine kompakte EtherCAT Schnitt-
stelle bereitgestellt werden.
Die Controller gibt es in zwei Ausfüh-
rungen: Die Bauform mit flach bauen-
den Board-to-Board-Steckverbindern
(MC 3001 B) bietet sich an, wenn meh-
rere Antriebsregler auf einer Träger-
karte kombiniert werden sollen. Die
Variante MC 3001 P hat eine über drei
tung begrenzt werden, weil die Umge- den FAUHABER Motion Controllern
Seiten laufende Stiftleiste im 2,54-mm-
bungstemperaturen hoch sind? Sind ein liegt diese je nach Typ zwischen 78 kHz
Raster und lässt sich besonders einfach
Getriebe und ein Encoder vorhanden? und 100 kHz. Durch die Art der Modu-
in eigene Aufbauten integrieren, z.B.
Liegen solche weiterreichenden Infor- lation wirken am Motor bis zu 200 kHz,
für Mehrachsanwendungen in der
mationen vor, lässt sich beispielsweise passend zu den Erfordernissen der klei-
Laborautomation. Damit gibt es jetzt
auch bei einem Antrieb, der im Zyklus- nen Motoren.
auch für die kleinsten DC-Antriebe aus
betrieb in einer Klimakammer arbeitet,
dem FAULHABER-Programm leistungs-
jeweils die maximale Motorleistung nut-
Leistungsfähig und fähige Motion Controller, die perfekt
zen, indem der Motorregler die Parame-
extrem miniaturisiert zu den Motoren passen, sowohl hin-
ter für die Umgebungstemperatur aus
sichtlich der Baugröße als auch der
der Steuerung der Klimakammer in Die seit einigen Jahren bewährten
Funktion.
den hinterlegten Modellen nachführen Motion Controller der MC V3.0 Familie
kann. Ähnliches gilt auch, wenn die Last- waren von ihrer Baugröße als auch von
zyklen bekannt sind. Der Motor lässt sich der Auflösung der integrierten Motor-
dann oft kleiner auslegen, was beson- strommessung jedoch nur bedingt für
ders beim Einsatz in mobilen Geräten die ganz kleinen Motoren des FAUL
ein Vorteil ist. HABER-Portfolios geeignet. Jetzt steht
Bedingt durch die für dynamische mit dem neuen MC 3001 B/P erstmalig
Vorgänge vorteilhafte niedrige elek- ein Motion Controller zur Verfügung, Dr.-Ing. Andreas Wagener
trische Zeitkonstante, können durch der sowohl in Bezug auf die Baugröße Leiter System Engineering
bei FAULHABER
die in Antriebsreglern übliche Pulswei- als auch in Bezug auf die Auflösung der
tenmodulation (PWM) Zusatzverluste Strommessung ideal zu den kleineren
entstehen. Die typischen elektrischen
Zeitkonstanten von FAULHABER Glo-
ckenankermotoren liegen bei einigen
10 µs. Bei PWM-Frequenzen unter 50
kHz lassen sich dann die im Datenblatt
angegebenen Dauermomente oft nicht
mehr erreichen bzw. der Motor würde
überhitzen. Daher ist bei der Auswahl M 1:1
des Motorreglers auf eine ausreichend
hohe PWM-Frequenz zu achten. Bei 16 mm
FAULHABER motion 23VORSCHAU
AUTONOM
MILLIMETERGENAU
NAVIGIEREN
Die Intralogistik spielt bei Konzepten wie
Industrie 4.0 oder Internet of Things (IoT)
eine entscheidende Rolle. Im Mittelpunkt:
autonome mobile Roboterplattformen,
die einen flexiblen Materialtransport
ermöglichen. Damit diese sich in Lager- und
Produktionshallen zurechtfinden, ist eine
äußerst präzise Navigation unabdingbar.
Diese Aufgabe erledigen die skalierbaren
mobilen Transportsysteme von Evocortex
mit ungewöhnlichen Mitteln. Ihr kreatives
technisches Konzept konnte nur mit
FAULHABER Motoren umgesetzt werden,
da diese die geforderte Leistungsdichte
bei gleichzeitig geringem Platzbedarf
vorweisen.
*000.9121.21* Mehr Informationen: ie FAULHABER motion
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