Bei Präzisionsmaschinen kann die Wahl zwischen einem Servomotor und einem Schrittmotor einen erheblichen Unterschied machen. Einer der Hauptunterschiede zwischen den beiden ist ihre Niederfrequenzcharakteristik. Schrittmotoren neigen bei niedrigen Drehzahlen zu niederfrequenten Vibrationen, die den Betrieb der Maschine beeinträchtigen können. Dies liegt an der Art ihrer Funktionsweise, die zu einem festen Resonanzpunkt führt. Viele Schrittmotortreiber verfügen über automatische Berechnungen dieses Resonanzpunkts, die den Steueralgorithmus anpassen, um die Vibrationen zu unterdrücken.
AC-Servomotoren arbeiten auch bei niedrigen Drehzahlen reibungslos und verfügen über integrierte Funktionen zur Resonanzunterdrückung. Diese Motoren sind in der Lage, mechanische Steifigkeitsprobleme zu kompensieren und verfügen über eine Frequenzanalysefunktion, die mechanische Resonanzpunkte erkennen kann, was Systemanpassungen erleichtert.
Ein weiterer entscheidender Unterschied zwischen Servo- und Schrittmotoren ist ihre Betriebsleistung. Schrittmotoren verwenden eine Steuerung mit offenem Regelkreis, was bedeutet, dass eine hohe Startfrequenz oder hohe Lasten zu einem Phänomen führen können, das als fehlende Schritte oder Rotorblockierung bekannt ist. Ebenso kann das Anhalten des Motors bei hoher Drehzahl zu einem Überschwingen führen. Um die Regelgenauigkeit aufrechtzuerhalten, sollten Beschleunigung und Verzögerung sorgfältig gesteuert werden. Im Gegensatz dazu verwenden AC-Servomotor-Antriebssysteme eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis und tasten die Rückmeldungssignale des Encoders direkt ab. Sie umfassen Positions- und Geschwindigkeitsschleifen und leiden nicht unter Fehlschritten oder Überschwingern, was zu einer zuverlässigeren Steuerungsleistung führt.
Die Wahl zwischen Servo- und Schrittmotoren für Präzisionsmaschinen hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Faktoren wie die Lasteigenschaften, die Betriebsumgebung und die gewünschte Regelgenauigkeit sollten berücksichtigt werden. Dennoch ist klar, dass Servomotoren im Vergleich zu Schrittmotoren eine überlegene Leistung und Zuverlässigkeit bieten.
Bei Präzisionsmaschinen kann die Wahl des Motors einen erheblichen Einfluss auf Leistung und Genauigkeit haben. Zwei häufig verwendete Motoren in Präzisionsmaschinen sind der Servomotor und der Schrittmotor. Obwohl beide Motoren einem ähnlichen Zweck dienen, gibt es deutliche Unterschiede in ihrer Konstruktion und Leistung.
Zwischen Servo- und Schrittmotoren liegt ihre Drehmoment-Frequenz-Charakteristik. Schrittmotoren haben mit zunehmender Geschwindigkeit ein abnehmendes Drehmoment und bei höheren Geschwindigkeiten sinkt das Drehmoment drastisch. Dies begrenzt Schrittmotoren auf eine maximale Betriebsgeschwindigkeit von etwa 300-600 U/min. Andererseits liefern AC-Servomotoren innerhalb ihres Nenndrehzahlbereichs von typischerweise 2000-3000 U/min ein konstantes Drehmoment und halten oberhalb der Nenndrehzahl eine konstante Leistungsabgabe aufrecht.
Ihre schnelle Reaktionsleistung. Schrittmotoren können bis zu 200-400 Millisekunden brauchen, um von Null auf ihre Arbeitsgeschwindigkeit zu beschleunigen, die im Allgemeinen im Bereich einiger hundert U/min liegt. AC-Servosysteme hingegen weisen eine hervorragende Beschleunigungsleistung auf. Beispielsweise kann ein 400-W-AC-Servomotor von Delta seine Nenndrehzahl von 3000 U/min in nur wenigen Millisekunden erreichen, was ihn zu einer hervorragenden Wahl für Anwendungen macht, die eine schnelle Start-Stopp-Steuerung erfordern.
Bei sehr anspruchsvollen Anwendungen übersteigt die Leistung eines AC-Servomotors die eines Schrittmotors bei weitem. In China gibt es zwar ein breites Spektrum an Industriesektoren, doch viele sind immer noch dabei, den Rückstand auf die High-End-Produkte und -Anhäufungen aufzuholen, die für die Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Geräte erforderlich sind. Durch ständige Innovation und Weiterentwicklung wird die Lücke bei Präzisionsmaschinen jedoch bald geschlossen.
Die Wahl des richtigen Motors für Präzisionsmaschinen ist von entscheidender Bedeutung. Um die richtige Wahl zu treffen, ist es wichtig, die Unterschiede zwischen Servo- und Schrittmotoren zu verstehen. AC-Servomotoren eignen sich hervorragend für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision, während Schrittmotoren eher für Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und geringer Präzision geeignet sind.
Bei Präzisionswerkzeugmaschinen kann die Wahl des Motortyps großen Einfluss auf die Leistung haben. Zwei häufig verwendete Motortypen für Präzisionsmaschinen sind Servomotoren und Schrittmotoren. Obwohl beide Motoren eine hohe Präzision erreichen können, gibt es erhebliche Unterschiede in ihrer Regelgenauigkeit.
Schrittmotoren, die sowohl als Zweiphasen- als auch als Fünfphasen-Hybridtyp erhältlich sind, haben typischerweise einen Schrittwinkel von entweder 1,8 oder 0,9 Grad für Zweiphasenmotoren und 0,72 oder {{ 9}}.36 Grad für fünf Phasen. Andererseits erreichen AC-Servomotoren ihre Regelgenauigkeit durch einen Drehgeber, der sich auf der Rückseite der Motorwelle befindet. Bei Motoren mit einem 17--Bit-Encoder sendet der Treiberempfänger 131072 Impulse für jede Umdrehung des Motors, was einem Impulsäquivalent von 0,0027466 Grad entspricht. Dies entspricht etwa 1/655 des Impulsäquivalents eines Schrittmotors mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl Servo- als auch Schrittmotoren zwar ein hohes Maß an Präzision bieten können, die Steuerungsgenauigkeit von Servomotoren jedoch aufgrund ihrer Drehgeber deutlich höher sein kann. Bei der Auswahl eines Motortyps für eine Präzisionsmaschine kann es wichtig sein, die Unterschiede in der Steuerungsgenauigkeit zu verstehen, um den richtigen Motor für die jeweilige Aufgabe auszuwählen.
