Motoren für industrielle Anwendungen Präzise Antriebe für Maschinen und Positioniersysteme
Industrielle Anwendungen stellen hohe Anforderungen an Präzision, Verfügbarkeit, Bauraum und Lebensdauer. Ob Laser-Messsystem, Dreh- und Hubeinheit, Bearbeitungszentrum oder hochgenaues Positioniersystem: Die Antriebe müssen Bewegungen reproduzierbar ausführen, zuverlässig im Dauerbetrieb arbeiten und sich flexibel in die Maschinenkonstruktion integrieren lassen.
TQ-RoboDrive bietet Frameless-Motoren für industrielle Anwendungen, kundenspezifische Aktuatoren und Integrationsleistungen. Unsere ILM- und ILM-E-Servomotoren verbinden hohe Präzision mit kompakter Bauweise, großer Hohlwelle und hoher Drehmomentdichte. Unterschiedliche Durchmesser, Stacklängen und Verschaltungen ermöglichen eine gezielte Abstimmung auf Drehmoment, Drehzahl, Spannung und Bauraum.
Welche Motoren eignen sich für industrielle Anwendungen?
Für kompakte und präzise Industrieantriebe eignen sich besonders Frameless-Servomotoren. Da sie direkt in die Applikation integriert werden, lassen sich Stator und Rotor sowie Gehäuse, Welle, Lagerung, Sensorik, Kühlung und gegebenenfalls ein Getriebe gezielt auf die Anwendung abstimmen.
Für besonders präzise, thermisch anspruchsvolle oder individuell ausgelegte Systeme kommt häufig die ILM-Serie infrage. Ihr vergossener Stator unterstützt eine leistungsfähige thermische Anbindung. Die Serie eignet sich unter anderem für Laser-Messsysteme, hochpräzise Positionierachsen und anspruchsvolle Bearbeitungs- und Automationslösungen.
Die ILM-E-Serie ist die leichte und kostenoptimierte Alternative für skalierbare Industrieanwendungen und höhere Stückzahlen. Hall- und Temperatursensoren sind standardmäßig integriert. Dadurch eignet sich die Serie unter anderem für jegliche Anwendungen aus dem Halbleiterbereich sowie hochpräzise Messsysteme, Positionierachsen, Hexapoden, Stabilisierungs-Gimbals und anspruchsvolle Bearbeitungs- und Automationslösungen
Unabhängig von der gewählten Serie stehen unterschiedliche Durchmesser, Stacklängen und Verschaltungen zur Verfügung. So können die Motoren auf Lastprofil, Drehzahl, Versorgungsspannung und Einbauraum abgestimmt werden.
Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Motoren für die Industrie?
Höchste Präzision
Industrielle Mess-, Bearbeitungs- und Positioniersysteme müssen Bewegungen exakt und reproduzierbar ausführen. Ein gleichmäßiger Motorlauf, geringe Drehmomentschwankungen, Effizienz, geringer thermischer Widerstand und eine präzise Regelbarkeit unterstützen sowohl langsame Feinpositionierungen als auch dynamische Verfahrbewegungen. Besonders bei Laser-Messsystemen, Bearbeitungszentren und hochgenauen Positionierachsen kann bereits eine geringe Abweichung die Qualität des Prozesses beeinflussen.
Hohe Lebensdauer und geringer Wartungsaufwand
Industrielle Anlagen sind häufig über viele Jahre und mit hohen Einschaltdauern im Einsatz. Ein direkt integrierter BLDC-Frameless-Motor kann je nach Antriebskonzept auf zusätzliche mechanische Übertragungselemente verzichten. Dadurch lässt sich die Anzahl verschleißanfälliger Komponenten reduzieren. Im Aktuator zählen in der Regel eher Lager, Elektronik oder weitere mechanische Komponenten zu den lebensdauerbegrenzenden Elementen, während der Motor selbst meist sehr langlebig ausgelegt ist. Die tatsächliche Lebensdauer hängt vom Lastprofil, der Lagerung, der thermischen Auslegung und der Integration des gesamten Antriebs ab.
Große Hohlwelle
Eine große Hohlwelle schafft Raum für Kabel, Medienleitungen, Sensorik, Optiken oder mechanische Komponenten. Dadurch lassen sich Leitungen geschützt durch die Antriebsachse führen und kompakte Maschinenstrukturen realisieren. Dieser konstruktive Vorteil ist insbesondere bei Laser-Messsystemen, Rundachsen, Dreh-Hubeinheiten und modularen Positioniersystemen relevant.
Welche TQ-Motoren empfehlen wir für welche industrielle Anwendung?
Laser-Messsysteme
Laser-Messsysteme benötigen präzise und gleichmäßige Bewegungen, um Strahlen, Sensoren oder optische Komponenten zuverlässig auszurichten. Bereits geringe Schwingungen oder Drehmomentschwankungen können die Messqualität beeinflussen.
Neben höchster Präzision sind deshalb ein ruhiger Gleichlauf bei sehr niedrigen Drehzahlen, geringes Cogging und eine hohe Regelgüte relevant. Die Frameless-Bauweise ermöglicht eine direkte Integration in Azimut- und Elevations-Achsen. Durch die große Hohlwelle können Laserstrahl, Optik, Kabel oder Datenleitungen durch die Achse geführt werden.
Speziell für Laser-Messsysteme können sowohl der ILM als auch der ILM-E hinsichtlich der Drehmomentkonstante kT (Nm/A) gezielt angepasst werden, um den gewünschten Betriebspunkt der vorhandenen Elektronik optimal zu treffen.
Dreh-, Hub- und Lineareinheiten
Dreh-, Hub- und Lineareinheiten kombinieren rotative und lineare Bewegungen auf engem Bauraum. Sie werden beispielsweise zum Positionieren, Zuführen, Ausrichten oder Handhaben von Werkstücken eingesetzt.
Wichtige Anforderungen sind eine kompakte Integration, hohe Wiederholgenauigkeit und ein zuverlässiger Betrieb bei häufigen Bewegungszyklen. Die große Hohlwelle ermöglicht die Durchführung von Leitungen oder mechanischen Elementen und erleichtert damit den Aufbau kombinierter Achsen. Bei Hub- und Lineareinheiten werden TQ-RoboDrive-Motoren häufig mit einem Kugelgewindetrieb (Ball Screw) kombiniert, um die rotative Motorbewegung präzise in eine lineare Bewegung umzusetzen.
Je nach Anforderungen können ILM- und ILM-E-Motoren direkt oder in Verbindung mit einem Getriebe eingesetzt werden. Für skalierbare Maschinenmodule und größere Stückzahlen ist die ILM-E-Serie häufig eine wirtschaftliche Lösung. Bei besonders hohen Anforderungen an Präzision und individuelle Auslegung kann die ILM-Serie die passendere Wahl sein.
Bearbeitungszentren für Fein- und Mikromechanik
In Bearbeitungszentren für Fein- und Mikromechanik übernehmen elektrische Antriebe unter anderem das Verstellen, Positionieren und Schwenken von Werkzeugen, Werkstücken oder Maschinenkomponenten. Die Bewegungen müssen reproduzierbar und mit der erforderlichen Steifigkeit ausgeführt werden.
Neben Präzision und Lebensdauer sind hier thermische Stabilität, Überlastfähigkeit und eine robuste mechanische Integration wichtig. Temperaturbedingte Veränderungen können die Positioniergenauigkeit beeinflussen und müssen deshalb bereits bei der Auslegung berücksichtigt werden.
Frameless-Motoren lassen sich direkt in Rundachsen, Schwenkeinheiten und Verstellmechanismen integrieren. Abhängig von Drehmoment, Drehzahl und Steifigkeitsanforderung können sie als Direktantrieb, QDD oder mit klassischem Getriebe eingesetzt werden.
Präzise Positioniersysteme
Präzise Positioniersysteme kommen in Prüfständen, Fertigungsanlagen, Optiksystemen, Halbleiteranwendungen und der industriellen Messtechnik zum Einsatz. Sie müssen Zielpositionen exakt, wiederholbar und häufig mit hoher Dynamik anfahren.
Dafür sind ein gleichmäßiger Motorlauf, geringe Massenträgheit und eine präzise Abstimmung von Motor, Encoder, Regelung, Lagerung und Mechanik erforderlich. Ein Direktantrieb kann ohne getriebebedingtes Spiel arbeiten und eignet sich daher besonders für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Bewegungsqualität und Wiederholgenauigkeit.
Die ILM-Serie empfiehlt sich für besonders anspruchsvolle oder individuell ausgelegte Positionierachsen. Die ILM-E-Serie kann bei standardisierten, skalierbaren Systemen eine kostenoptimierte Alternative darstellen.
Robotische Achsen
Robotische Achsen bilden die beweglichen Gelenke von Industrierobotern, Cobots und weiteren robotischen Automationssystemen. Sie müssen hohe Drehmomente auf engem Bauraum bereitstellen und Bewegungen präzise, dynamisch und reproduzierbar ausführen.
Frameless-Motoren lassen sich direkt in die mechanische Struktur der Achse integrieren. Dadurch können Motor, Getriebe, Lagerung, Sensorik und Gehäuse gezielt aufeinander abgestimmt werden. Hohe Drehmomentdichte, kompakte Bauweise und präzise Regelbarkeit unterstützen leistungsfähige und integrierte Achskonzepte.
Für skalierbare robotische Achsen und größere Stückzahlen ist die ILM-E-Serie häufig eine wirtschaftliche Lösung. Bei besonders hohen Anforderungen an Präzision, Gleichlauf oder individuelle Auslegung kann die ILM-Serie die passendere Wahl sein.
Kollaborative Roboter sind ein typischer Anwendungsfall robotischer Achsen. Ausführliche Informationen zu Cobots, humanoiden Robotern und weiteren Robotik-Anwendungen finden Sie auf unserer Seite Robotik.
FAQs zu Motoren für industrielle Anwendungen
Warum eignen sich Frameless-Motoren für die Industrie?
Frameless-Motoren eignen sich für die Industrie, weil sie hohe Präzision, kompakte Integration und große konstruktive Freiheit verbinden. Die direkte Integration ermöglicht es, Motor, Gehäuse, Welle, Lagerung und Sensorik gezielt auf die jeweilige Maschine abzustimmen. Eine große Hohlwelle erleichtert zudem die Durchführung von Kabeln, Medienleitungen, Optiken oder mechanischen Komponenten. Je nach Antriebskonzept lässt sich außerdem die Zahl zusätzlicher verschleißanfälliger Übertragungselemente reduzieren.
Welche Motoren eignen sich für Laser-Messsysteme?
Für Laser-Messsysteme eignen sich Frameless-Servomotoren mit gleichmäßigem Motorlauf, geringem Cogging und präziser Regelbarkeit. Die Antriebe müssen optische Komponenten oder Messachsen ruhig und reproduzierbar positionieren. Eine große Hohlwelle kann zusätzlich die Durchführung von Laserstrahl, Optik, Kabeln oder Sensorleitungen ermöglichen. Je nach Anforderungsprofil können sowohl ILM- als auch ILM-E-Motoren eingesetzt und hinsichtlich ihrer Drehmomentkonstante auf den gewünschten Betriebspunkt abgestimmt werden.
Welche Vorteile bieten Frameless-Motoren in Dreh-, Hub- und Lineareinheiten?
Frameless-Motoren ermöglichen kompakte Dreh-, Hub- und Lineareinheiten und lassen sich direkt in die mechanische Struktur integrieren. Bei Hub- und Lineareinheiten werden TQ-RoboDrive-Motoren häufig mit einem Kugelgewindetrieb (Ball Screw) kombiniert, der die rotative Motorbewegung präzise in eine lineare Bewegung umsetzt. Wichtige Anforderungen sind hohe Wiederholgenauigkeit, kompakte Integration und zuverlässiger Betrieb bei häufigen Bewegungszyklen. Je nach Anwendung können die Motoren direkt oder in Verbindung mit einem Getriebe eingesetzt werden.
Welche Motoren eignen sich für Bearbeitungszentren der Fein- und Mikromechanik?
Für Bearbeitungszentren der Fein- und Mikromechanik eignen sich präzise und thermisch stabil integrierte Frameless-Servomotoren. Sie können unter anderem in Verstell-, Rund- und Positionierachsen eingesetzt werden. Neben Präzision und Lebensdauer sind Steifigkeit, Überlastfähigkeit, thermische Stabilität und eine robuste mechanische Integration entscheidend. Je nach Drehmoment, Drehzahl und Steifigkeitsanforderung kann der Motor als Direktantrieb, QDD oder in Kombination mit einem klassischen Getriebe eingesetzt werden.
Warum ist eine große Hohlwelle bei Industriemotoren vorteilhaft?
Eine große Hohlwelle ermöglicht es, Kabel, Medienleitungen, Sensorik, Optiken oder mechanische Bauteile durch die Motorachse zu führen. Dadurch können Leitungen geschützt und kompakte Maschinenstrukturen realisiert werden. Dieser konstruktive Vorteil ist insbesondere bei Laser-Messsystemen, Rundachsen, Dreh- & Hubeinheiten und modularen Positioniersystemen relevant.
Sind Frameless-Motoren wartungsarm?
Frameless-Motoren sind bürstenlos und können dadurch sehr langlebig und wartungsarm ausgelegt werden. Je nach Antriebskonzept können zudem zusätzliche mechanische Übertragungselemente entfallen. Im vollständigen Aktuator sind häufig Lager, Elektronik oder weitere mechanische Komponenten eher lebensdauerbegrenzend als der Motor selbst. Die tatsächliche Lebensdauer und der Wartungsaufwand hängen jedoch vom Lastprofil, der Lagerung, der thermischen Auslegung, dem Getriebe und der Integration des gesamten Antriebs ab.