Was ist ein Schrittantrieb?

Ein Schrittaktuator ist ein elektrischer Aktuatortyp, der einen Schrittmotor verwendet, der eine hohe Ausgangsgenauigkeit erzeugen kann. Schrittmotoren sind eine spezielle Klasse von bürstenlosen Elektromotoren, die in sehr präzisen Schritten oder „Schritten“ gedreht werden können. Bei Verwendung in Schrittantrieben in Verbindung mit Präzisionsmechanismen ermöglicht diese Rotationssteuerung, dass der Antrieb durch seinen Bewegungsbereich vor- oder zurückgestellt und an vordefinierten Punkten genau gestoppt werden kann. Diese Aktuatoren werden typischerweise in Anwendungen wie Autofokus-Kameras und Teleskopobjektiven sowie in feinmechanischen Geräten verwendet, die eine hohe Genauigkeit erfordern. Der Schrittantrieb wird im Allgemeinen in Anwendungen mit niedrigem Drehmoment verwendet und von einem dedizierten Schrittmotor-Controller angetrieben, der die Ausgabe des Aktors gemäß vorprogrammierten Daten oder Systemeingaben diktiert.

Schrittmotoren werden in Umgebungen verwendet, in denen eine sehr genaue Ausgangssteuerung erforderlich ist. Schrittmotoren können je nach Motorkonstruktion über 60 Einzelpositionen verfügen, an denen sie während einer vollen 360°-Drehung angehalten werden können. Dies ermöglicht eine sehr genaue Drehsteuerung des Motors und bei Integration in einen Schrittantrieb eine genaue Steuerung des Betätigungsbereichs. Darüber hinaus werden die internen Mechanismen dieses Aktuatortyps mit engeren Toleranzen bearbeitet, als dies bei herkömmlichen Typen üblich ist, was die mögliche Genauigkeit weiter erhöht.

Der Schrittantrieb kann lineare oder rotierende Ausgänge erzeugen und wird üblicherweise in hochpräzisen Anwendungen wie dem Autofokusmechanismus verwendet, der in Kamera- und Teleskopobjektiven und großen Mikroskopen verwendet wird. Sie werden auch in Herstellungs- oder Konstruktionsprozessen verwendet, die eine hochpräzise Weiterentwicklung von Maschinenprozesskomponenten erfordern. Die Robotik ist eine weitere der vielen Branchen, in denen die mit Schrittantrieben mögliche präzise Steuerung genutzt wird. Schrittmotoren haben eine relativ geringe Leistung und haben festgelegte, konstante Leistungsausgabebereiche, so dass in den meisten Fällen die Anwendungen, bei denen sie als Betätigungsmittel verwendet werden, nur ein mäßiges Drehmoment erfordern und mehr auf Genauigkeit als auf Leistung ausgerichtet sind.

Die Steuerung eines Schrittantriebs wird über eine Schrittmotorsteuerung erreicht, die den Schrittmotor anweist, an vordefinierten Punkten zu stoppen und zu starten und wie schnell oder weit er ausfahren soll. Dieses Steuerprogramm kann vorprogrammiert sein oder durch spezielle Systemeingaben diktiert werden. Im Allgemeinen wird mindestens ein Satz von Positionssensoren enthalten sein, um der Steuerung genau anzuzeigen, wo sich der Aktuatormechanismus in Bezug auf den Rest des Systems befindet.