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Individuelle Antriebe

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Voice Coil Aktuator und Schaftmotor

Voice Coil Aktuator

Voice Coil Aktuator

Ein Voice Coil Aktuator besteht aus zwei Komponenten: einer Spule (Coil) auf einem Träger (z.B. Kunststoff) und einem Zylinder mit Permanentmagneten. Vergleichbar mit einem Lautsprecher bewegt sie die Spule im sich verändernden Magnetfeld, daher auch die englische Bezeichnung Voice Coil. Dieser Aufbau bietet Ihnen viel Kraft auf kleinem Bauraum und sehr hohe Beschleunigungswerte.

Voice Coils sind in linearer (LA) oder rotativer Ausführung (RA) erhältlich. Eine Anpassung erfolgt für hohe Beschleunigungen, Geschwindigkeiten entsprechend den Anforderungen Ihrer Aufgabenstellung. Als Alternative zum Bausatz, gibt es Voice Coil Aktuatoren mit Gehäuse und dann auch wahlweise mit Positionssensor.

Voice Coil Aktuator

Schaftmotor

Schaftmotoren sind hervorragend für präzise und effiziente lineare Bewegungen geeignet. Diese mechatronischen Einheiten lassen sich leicht in Ihre Anwendung einbinden. Überzeugend ist zudem die konstante Laufeigenschaft. Mit dieser Antriebstechnologie lassen sich Hydrauliken und herkömmliche Spindelantriebe ersetzen. So können Sie auch hier die Vorteile eines Servoantriebs nutzen.

Schaftmotor

Schrittmotor als Aktuator

Ein Schrittmotor folgt im Prinzip exakt dem außen angelegten Feld und kann so im offenen Regelkreis betrieben werden. Er zeigt damit ein ähnliches Verhalten wie ein Synchronmotor. Daher lässt er sich im Gegensatz zu einem Servomotor einfacher betreiben. Ein Servomotor dagegen steht nie dauerhaft und exakt auf einer Position. Es muss stets die Position "gehalten" bzw. geregelt werden. Für einen besonders homogenen Verlauf wird ein Schrittmotor mit einem gleichförmigen Drehfeld angesteuert. Im Bedarfsfall lässt sich mit einem Encoder die Istposition überwachen.

Schrittmotor

Motion Controller und Positioniersteuerung

Digitale Motion Controller

DMC

Digitale Motion Controller (DMC, dt. Bewegungssteuerung oder Positioniersteuerung) realisieren eine Positionsregelung von mehreren Achsen mit Hilfe von RISC-Prozessoren. Die zentrale Koordination von Achsen ermöglicht Interpolation, PVT, Eventhandling und andere Bewegungsmodi. Mit der leichten und freien Programmierung ist fast jede Anwendung schnell realisierbar. Standalone Geräte bieten Kommunikation über Ethernet, EtherCAT, USB oder RS-232.

Motion Controller

PC Motion Controller

Motion Controller als PCI-Einsteckkarte für den Betrieb in einem PC. Sie sind fast identisch mit dem oben beschriebenen digitalen Motion Controller. Je nach erforderlicher Anzahl sind Modelle mit bis zu 8 Achsen erhältlich. Die Servoregler sind immer extern, da der Raum im PC begrenzt ist. Dadurch ist pro Achse ein optimal passender Verstärker in allen Leistungsgrößen einsetzbar.

PCI Motion Controller

DMC einachsig

Einachsige digitale Motion Controller (DMC) lassen sich unmittelbar in der Nähe der zu regelnden Achse platzieren. Das spart Verdrahtungsaufwand und Kabellänge. Die DMCs kommunizieren dann miteinander über das Ethernet. Eine Switch-Funktion bringen diese Motion Controller mit. Weitere Varianten verfügen über integrierte Servoregler oder Schrittmotortreiber. Ohne integrierten Regler lassen sich beliebige externe Servoregler anschließen und somit auch sehr leistungsstarke Antriebe bewegen.

1-achsige Motion Controller

PLC-Steuerung

Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), im englischen Sprachraum auch PLC (programmable logic controller) genannt, ist eine Baugruppe, die zur Steuerung eines Systems eingesetzt wird. Sie kann auch als Ergänzung neben einem Motion-Controller zum Einsatz kommen. Diverse Ein-/Ausgänge stehen zum Anschluss von Sensoren und zum Betrieb von Aktuatoren zur Verfügung.

RIO Kleinst-SPS

Bausatzmotor und Direktantrieb

Bausatzmotor

Bausatz

Ein Bausatzmotor ist ein bürstenloser Servomotor ohne Gehäuse, Welle und Lager. Ihr Gesamtsystem ist so leichter als mit einem Standardservomotor mit Gehäuse. Nur mit Rotor und Stator lässt sich der Motor auch deutlich platzsparender in das gewünschte System integrieren.

Durch eine kundenspezifische Auslegung erhalten Sie eine optimierte Antriebslösung. Das beinhaltet auch eine angepasste Wicklung und die Auswahl der Magnete, die je nach Bewegungsprofil Ihrer Anwendung unterschiedlich ausfällt. Als ein Unikat ist dieser sehr anwendungsspezifische Bausatzmotor zudem wesentlich besser vor Nachbau geschützt.

Bausatzmotor

Außenläufer

Benötigen Sie ein hohes Drehmoment oder eine bestmögliche Laufruhe? Außenläufer bieten bei gleichem Gewicht das bis zu doppeltem Drehmoment. Anders als beim herkömmlichen Servomotor dreht sich hier der Magnetring außen und der Stator ist innenliegen fixiert.

Wie bei dem Bausatzmotor werden Gehäuse, Welle und Lager nicht mitgeliefert werden. Nur mit Rotor und Stator lässt sich der Außenläufer platzsparend in das gewünschte System integrieren. Mit der elektrischen und mechanischen Auslegung bis hin zur angepassten Wicklung erhalten Sie eine optimale Antriebslösung.

Außenläufer

Linearmotor

Ein elektrischer Linearmotor ist im Prinzip ein abgewickelter Servomotor. Der Transrapid ist ein Beispiel für diese Technologie. Der "Läufer", Tisch oder Coil (Rotor im rotativen Motor) wird beim Linearmotor von dem längs bewegten Magnetfeld über die Fahrstrecke gezogen. Mittels Kugellager oder Luftlager erfolgt die möglichst reibungslose Lagerung.

Linearmotor

Servomotor

Ein permanenterregter, bürstenloser Servomotor (BLDC) ist für eine hochdynamische Positionierung optimiert. Erreicht wird dies durch eine leichte Konstruktion von Rotor und Stator. Hochwertige Magnetmaterialien (NeFeBo u.a.) und angepasste Wicklungen sind ebenso wichtige Parameter.

Weitere Ziele im Design sind eine möglichst niedrige Drehmomentwelligkeit (Cogging, Rastmoment oder Ripple) und die Maximierung auf Drehzahl oder Drehmoment, je nach Bedarf Ihrer Anwendung.

bürstenloser Servomotor

Torquemotor

Torque Motore sind die Kraftpakete unter den rotativen Servoantrieben. Bei jeder präzisen Drehbewegung, welche hohe Dynamik und Drehmoment fordert, sollten Sie den Einsatz eines Torque Motors in Betracht ziehen.

Verschiedene Bauformen sind möglich. Je nach Anwendung ist eine flache, röhrenförmige oder gehäuselose Bauweise erforderlich. Die Auslegung eines Torque Motors erfolgt in der Regel ohne Getriebe, also als Direktantrieb. Nur so lassen sich Getriebespiel und Laufgeräusche vermeiden.

Torque Motoren

Servoregler

Servoregler mit Blockkommutierung

Analoge regler

Der Servoregler (Verstärker, engl. Driver, Amplifier) ist das Bindeglied zwischen Steuerung und Servomotor. Seine Aufgabe ist es, das analoge Signal der Steuerung in ein leistungsstarkes PWM-Signal für den Servomotor umzuwandeln. Aus ±10 Volt werden so zum Beispiel ±15 A.

Ursprünglich waren die Regler nur eine einfache Leistungsstufe, die der Steuerung ermöglicht einen Servomotor zu bewegen. Die ersten waren 1-quadranten Regler für bürstenbehaftete Servomotoren. Mit einer 4-quadranten Regelung kann man schließlich in beide Richtungen fahren.

Servoverstärker für bürstenlose Motoren übernehmen auch die Kommutierung, hier mittels Blockkommutierung. Das bedeutet, dass der Strom einer Motorphasen ein- oder ausgeschaltet wird.

blockkommutierte Servoregler

Digitaler Regler

Ein Regler mit Sinuskommutierung ist in der Lage den Strom in einer Motorphase langsam ein- bzw. auszuschalten. Dies hat den Vorteil, dass ein Direktantrieb oder Aktuatore noch weicher anlaufen kann. Im Idealfall ist der Stromanstieg sinusförmig. Daher auch die Namensnennung dieser Kommutierungsweise. Die Regler sind im Motion Controller integriert, was Platz und Verdrahtungsaufwand spart.

sinuskommutierte Servoregler

Luftlager und Führungen

Luftlager

Luftlager rund

Ersetzen Sie Ihre herkömmliche mechanische Lagerung durch ein Luftlager. Kugellager lassen sich zum Beispiel durch Rollenluftlager austauschen. Ein Luftlager hat viele Vorteile: Die extrem lange Lebenszeit und die geringeren Verluste, da reibungslos. Beides ermöglicht eine viel höhere Dynamik im Anstriebssystem.

Luftlager

Luftlager V-führung

Eine Luftlagerführung besteht aus Luftlagern und Führungen und ist in verschiedenen Profilen erhältlich: V-Profil, T-Profil und U-Profil sowie das Schwalbenschwanzprofil. Bei der vollummantelten Variante läuft die Lagerung auf einem Vierkant. Eine Vielzahl von Ausführungen, Größen und Merkmalen, erleichtern den Aufbau von neuen Anwendungen oder das Nachrüsten einer bestehenden Anwendung.

Luftlagerführung

Micro Encoder und Drehgeber

Micro Encoder

Mikroencoder

Micro Encoder sind äußerst platzsparend konstruierte Drehgeber mit Welle oder Hohlwelle. Sie eignen sich daher besonders für Antriebssyteme auf kleinstem Raum. Eine grundlegende Unterscheidung ist das Ausgangssignal. Hier gibt es inkrementelle Encodersignale (5 V TTL) oder absolute Positionswerte im Format Binär, Gray Code oder SSI.

Micro Encoder

Drehgeber

Optische Drehgeber mit Hohlwelle sind Encoder mit Gehäuse. Sie sind explizit für die Montage an einer Antriebswelle oder am hinteren Wellenende eines Servomotors oder Schrittmotors konstruiert. Ein Drehgeber kann das Ausgangssignal absolut (BiSS, Gray Code, SSI), analog (sin/cos 1 Vpp) oder inkremental (5 VTTL) ausgeben.

Drehgeber

Encoder

Optische Encoder sind linear oder rotativ einsetzbar und liefern digitale oder analoge Ausgangssignale. Schwerpunkt bei der Auswahl von Encodern liegt bei Auflösung, Einbautoleranz und Baugröße.

Optische Encoder

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