Ein magnetisch geführter Linearmotor
  Diesen Einsatz unserer Steuerung möchten wir Ihnen vorstellen, weil er in besonderer Weise die Vielseitigkeit der Steuerung demonstriert. Die Besonderheit des unten abgebildeten Planarläufermotors besteht darin, daß er ohne ein mechanisches Führungssystem auskommt. Der Läufer dieses Planarmotors wird ausschließlich durch Magnetfelder geführt. Er besitzt zu diesem Zweck drei unabhängige Motoren, zwei in X-Richtung und einen in Y-Richtung. Die beiden Motoren in X-Richtung führen die Bewegung in Y-Richtung und der Motor in Y-Richtung die Bewegung in X-Richtung. Während bei üblichen Kreuztisch- oder Gantrysystemen immer ein Teil der mechanischen Antriebstechnik mitbewegt werden muß, entfällt bei diesem Motor ein großer Teil des mechanischen Aufwandes. Dadurch wird insbesondere bei großen Verfahrbereichen ein sonst unerreichbares Verhältnis von Nutzmasse zu bewegter Masse erzielt.
  Elektronik, die bewegt  
  Das CNC-Programm für die Bewegung auf dem Video finden Sie auf unserer CNC-Seite.
  Um eine Videovorführung des Planarläufermotors zu starten, klicken Sie bitte auf das Bild! (ca. 3,7 MB)  
 

 

Einige Merkmale der Bewegungsregelung

Bei der Bewegungsregelung dieses Motors sind sämtliche Aspekte zu berücksichtigen, die auch bei der Bewegungsregelung von Linearmotoren zu beachten sind. Hier treten sie allerdings in verschärfter Form zu Tage. Unter anderem sind folgende Kernprobleme zu lösen:

  • Die beiden Motoren für die X-Richtung (Gantry-Konstellation) sind hochgenau zu synchronisieren.
  • Die Positionserfasssung besitzt lediglich eine Auflösung von 10 µm.
  • Der Motor weist sehr starke Coggingkräfte auf.
  • Um bei der Pollänge von 1 mm die Spitzengeschwindigkeit von 1 m/s zu erreichen, ist eine sehr exakte Kommutierung erforderlich. (Eine komplette Kommutierung pro ms. Dies entspricht bei einem Linearmotor mit einer Pollänge von 30 mm einer Geschwindigkeit von 30 m/s!)

Ingenieurbüro Holtgrewe
Priv.-Doz. Dr.-Ing. Dietmar Holtgrewe