Der Hybrid-Schrittmotor-Linearantrieb bietet gute Kraft- und Geschwindigkeitsfähigkeiten bei hoher Positionierungsgenauigkeit.

Bei elektromechanischen Linearaktuatoren bieten integrierte Designs Platzeinsparungen, geringere Komplexität und geringere Gesamtbetriebskosten, da weniger Teile für Reparatur oder Austausch erforderlich sind. Ein solches Design, das in der Medizin, im 3D-Druck und in der Montage vielfältige Anwendung findet, ist der Hybrid-Schrittmotor-Linearaktuator, der eine Kugel- oder Leitspindel mit einem Hybrid-Schrittmotor kombiniert.

Hybrid-Schrittmotor-Linearaktuatoren – auch als lineare Hybrid-Schrittaktuatoren und Stepper-Linearaktuatoren bezeichnet – bieten eine Vielzahl von Optionen, nicht nur in Bezug auf Merkmale wie kundenspezifische Bearbeitung und Materialien, sondern auch in ihrem grundlegenden Design und Betrieb. Ein typisches Beispiel: Es gibt drei Haupttypen von Hybrid-Schrittantrieben – unverlierbare, nicht verliersichere und externe (auch als motorisierte Leitspindel bezeichnet) – wobei einige Hersteller zusätzliche Varianten für spezifischere Anwendungen anbieten. Nachfolgend finden Sie eine kurze Zusammenfassung jedes Typs sowie eine ausführlichere Erklärung, die den Aufbau und die Funktionsweise verschiedener integrierter Motor-Schrauben-Designs detailliert beschreibt.

Unverlierbar: Bei dieser Ausführung ist die Spindelmutter direkt in den Motor integriert. Die Schraube ist mit einer Keilwelle verbunden. Wenn sich der Motor dreht, wird die Schraube daran gehindert, sich zu drehen, und es wird eine lineare Bewegung erzeugt, die es der Schraube ermöglicht, sich an einem Ende der Baugruppe auszufahren und zurückzuziehen.

Nicht unverlierbar: Bei diesem Aktuatortyp ist die Kugel- oder Leitspindelmutter in den Motor integriert (oder an der Vorderseite des Motors montiert) und bewegt sich nicht entlang der Spindel. Stattdessen muss verhindert werden, dass sich die Schraube dreht (normalerweise durch die angebrachte Last), und wenn sich Motor und Mutter drehen, bewegt sich die Schraube linear hin und her „durch“ die Motor-Mutter-Kombination. Wenn alternativ die Schraube so fixiert ist, dass sie sich nicht bewegt, wird die Baugruppe im Wesentlichen zu einer angetriebenen Mutterkonstruktion, bei der die Motordrehung dazu führt, dass sich die Motor-Mutter-Baugruppe entlang der stationären Schraube hin und her bewegt.

Extern: Diese Aktuatoren verwenden einen Motor mit Hohlwelle und integrieren ein Ende der Schraube direkt in den Motor, sodass die Mutter außerhalb des Motors bleibt. Wie bei einem herkömmlichen Schraubenmotor-Aufbau bewirkt die Drehung des Motors, dass sich die Schraube dreht, wodurch die Mutter (und die Last) entlang der Länge der Schraubenwelle vorgeschoben wird. Bei dieser Konstruktion ist das gegenüberliegende Ende der Schraube (nicht am Motor befestigt) nicht abgestützt, was für leichte Lasten und kurze Hublängen akzeptabel ist. Bei vielen Anwendungen ist jedoch eine Unterstützung des freien Endes der Schraube sowie eine Linearführung erforderlich, um etwaige radiale Belastungen aufzunehmen.

Angesichts der großen Auswahl an Designs und Optionen ist es nicht verwunderlich, dass Hybrid-Schrittmotor-Linearaktuatoren in allen Branchen und Anwendungen eingesetzt werden. Hier sind einige Anwendungsbeispiele, bei denen sich diese Aktuatoren durch ihre kompakte Größe, präzise Positionierung und gute Geschwindigkeits-Kraft-Eigenschaften auszeichnen.

Präzisionsdosier- und Dosierpumpen
Ob für die Medizin-, Halbleiter- oder Montageindustrie: Hybrid-Schrittaktuatoren sind dank ihrer äußerst kompakten Stellfläche und der Fähigkeit, sich mit hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision zu bewegen, eine ideale Lösung für den Antrieb kleiner, präziser Pumpen.

XY-Tische
Eines der wichtigsten Konstruktionsprinzipien für einen XY-Tisch besteht darin, die Stellfläche so kompakt wie möglich zu halten. Hybrid-Schrittlinearantriebe tragen zu diesem Ziel bei, indem sie das Antriebssystem klein halten und gleichzeitig hohe Schubkräfte und Positionierungsgenauigkeit bieten.

CNC-Maschinen und 3D-Drucker
Obwohl bei einer Anwendung Material entfernt wird (CNC-Maschinen) und bei der anderen Material hinzugefügt wird (3D-Drucker), erfordern beide Anwendungen eine sehr hohe Positionierungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit – zwei Leistungsbereiche, in denen Hybrid-Schrittmotoraktuatoren hervorragende Leistungen erbringen, insbesondere wenn sie mit Mikroschrittsteuerung in einem geschlossenen Regelkreis verwendet werden System.

Umleiten und Sortieren
Bei Förderanwendungen gibt es oft Stationen, an denen Produkte aus Qualitätsgründen oder wegen des Produktionsflusses umgeleitet oder sortiert werden müssen. In diesen Anwendungen sorgen Hybrid-Schrittlinearaktuatoren für schnelles Aus- und Einfahren mit guter Schubkraft und einfacher Steuerung.