Präzisionswahl für extreme Umgebungen: Genauigkeitsanalyse der Schrittmotoren der KVM/KH-Serie
Die zweiphasigen Hybridgeräte der Serien KVM und KH von Kingsni Technology. SchrittmotorEs handelt sich um Präzisions-Energielösungen, die speziell für diese extremen Betriebsbedingungen entwickelt wurden. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Einblick in die Kernleistung und die gemessene Genauigkeit dieser beiden Motorenbaureihen.
- Zwei Serien, die unterschiedliche extreme Umgebungen abdecken
KVM-Serie: Bezwingt Hochvakuum, Tieftemperatur, Ultrahochtemperatur und Strahlung
Die KVM-Serie ist für anspruchsvollste wissenschaftliche und industrielle Umgebungen konzipiert, darunter Vakuumbeschichtung, Synchrotronstrahlung, Weltraumsimulation und Kernkraftwerke. Diese Hochvakuum-Schrittmotoren und Ultrahochvakuum-Schrittmotoren gewährleisten präzise Positionierung auch unter härtesten Bedingungen.
Vakuumniveau: 10⁻⁷ Pa
Betriebstemperatur: –196 °C bis +200 °C
Strahlungsresistenz: 1×10⁶ Gy
Flanschgrößen: 28 / 42 / 57 / 86 mm
Haltemoment: 0,04 – 6 N·m
Schmierung: Hochvakuumfett oder Festschmierstoff
Optionen: Doppelwelle, Kugelgewindespindel, Sicherheitsbremse, Positionsrückmeldung (Encoder/Resolver), Handrad, Temperatursensor
Für Anwendungen mit extrem niedrigen Ausgasungsanforderungen können diese Motoren als ausgasungsarme Schrittmotoren konfiguriert werden und eignen sich daher ideal für Halbleiteranlagen und Reinraumumgebungen. Je nach Projektanforderungen können sie auch als Hochtemperatur-Vakuummotoren, strahlungsbeständige Vakuummotoren oder Tieftemperatur-Vakuummotoren eingesetzt werden.
KH-Serie: Beständig gegen hohe/niedrige Temperaturen, Feuchtigkeit, Salznebel und starke Vibrationen
Die KH-Serie ist für raue Industrieumgebungen konzipiert und findet breite Anwendung in der Automobilkomponentenprüfung, der Außenüberwachung, im Militär- und Luftfahrtbereich sowie in der allgemeinen Automatisierung. Diese Vakuum-Schrittmotoren (in ihren vakuumkompatiblen Varianten) und Reinvakuummotoren bieten robuste Leistung unter verschiedensten Bedingungen.
Betriebstemperatur: –45 °C bis +100 °C
Umweltbeständigkeit: 95 % Luftfeuchtigkeit, niedriger Luftdruck, Salznebel, Stöße und Vibrationen
Flanschgrößen: 28 / 42 / 57 / 60 / 86 / 110 mm
Haltemoment: 0,12 – 21 N·m
Kundenspezifische Optionen: Positionsrückmeldung, Sicherheitsbremse, Sonderwelle, integrierter Treiber
- Welche Genauigkeit können Schrittmotoren tatsächlich erreichen?
Viele Anwender fragen sich: Kann die Positioniergenauigkeit von Schrittmotoren im Open-Loop-Betrieb hohen Anforderungen genügen? Die Antwort ergibt sich sowohl aus theoretischen Spezifikationen als auch aus Messdaten.
Theoretische Genauigkeit des Schrittwinkels
Der Vollschrittwinkel der zweiphasigen Hybrid-Schrittmotoren der Serien KH und KVM beträgt 1,8°.
Die Genauigkeit des Schrittwinkels beträgt 3%–5% von 1,8° (ungefähr 0,054° – 0,09°).
Wichtiges Merkmal: Dieser Fehler ist nicht kumulativ und tritt nur einmalig beim Einschalten des Motors auf – er wiederholt sich nicht während des Betriebs. Das bedeutet, dass die Positioniergenauigkeit bei kontinuierlicher Bewegung deutlich besser ist als der statische Schrittwinkelfehler.
Gemessene Überprüfung: Regelkreisfehler
Um die Genauigkeit im realen Betrieb zu überprüfen, montierten wir einen AKD-Inkrementalgeber (16.384 Impulse pro Umdrehung) koaxial an der Rückseite eines KH57-Motors und lasen die Rückmeldedaten mit einer SPS aus. Die Testergebnisse zeigen:
Die vom SPS empfangene Encoder-Rückmeldungsabweichung betrug ≤ 2 Zählwerte.
Umrechnung in Winkelfehler: 360° × (2 / 16384) ≈ 0,044°
Der tatsächliche Positionierfehler liegt somit unter 0,04° und ist damit deutlich besser als die theoretische Schrittwinkelgenauigkeit. Dieses Ergebnis belegt eindrucksvoll die hervorragende Leistungsfähigkeit der Motoren der KH/KVM-Serie in geschlossenen und halbgeschlossenen Regelsystemen. Für Anwendungen mit noch höheren Präzisionsanforderungen lassen sich diese Motoren im Rahmen eines hybriden Regelungssystems mit Vakuum- oder Hochvakuum-Servomotoren kombinieren.
- Warum sollte man sich für King'slee-Schrittmotoren für extreme Umgebungen entscheiden?
Extrem anpassungsfähig an extreme Umgebungsbedingungen: Von Flüssigstickstofftemperaturen von –196 °C bis +200 °C, von Ultrahochvakuum bis hin zu starker Strahlung – wir haben die passende Baureihe. Unsere Reinraum-Schrittmotoren und Vakuummotoren für Halbleiteranlagen eignen sich besonders gut für Reinraum- und Waferhandling-Anwendungen.
Nachweisbare Genauigkeit: Die theoretische Schrittwinkelgenauigkeit plus gemessene Fehlerdaten im geschlossenen Regelkreis geben Ihnen Sicherheit bei der Auswahl.
Flexible Anpassung: Zur Auswahl stehen Bremsen, Encoder, Kugelgewindetriebe, nicht standardmäßige Wellenenden und Temperatursensoren, um den individuellen Systemintegrationsanforderungen gerecht zu werden.
Bewährte Anwendungen: Bereits in Serienproduktion und im Einsatz in biomedizinischen Geräten, der Halbleiterfertigung, Vakuumsystemen, der Kernenergie, der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung – die Leistung ist stabil und zuverlässig.
- Abschluss
Für präzise Bewegungssteuerung in extremen Umgebungen ist die Wahl eines Schrittmotors, der Umweltverträglichkeit mit hoher Genauigkeit vereint, entscheidend. Die KVM-Serie wurde speziell für Vakuum, Tieftemperatur, Ultrahochtemperatur und Strahlungsanwendungen entwickelt und eignet sich als Hochvakuum-Schrittmotor, Ultrahochvakuum-Schrittmotor, Schrittmotor mit geringer Ausgasung, Hochtemperatur-Vakuummotor, strahlungsbeständiger Vakuummotor und Tieftemperatur-Vakuummotor. Die KH-Serie zeichnet sich durch ihre Leistungsfähigkeit in industriellen Umgebungen mit großen Temperaturbereichen, hoher Luftfeuchtigkeit, Salznebel und starken Vibrationen aus. Der gemessene Regelkreisfehler liegt unter 0,04° und bietet somit zuverlässige Leistung für Ihre anspruchsvollen Anwendungen.
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Sorgen Sie dafür, dass Ihre Geräte auch unter härtesten Bedingungen präzise und zuverlässig funktionieren.