Schrittmotor-Controller

System-on-a-Chip steuert hochpräzise zwei Schrittmotoren

| Redakteur: Gerd Kucera

Der TMC5062 ist softwarekompatibel zum Zwei-Achsen-Baustein TMC5031 und erweitert dessen Funktionsumfang.
Der TMC5062 ist softwarekompatibel zum Zwei-Achsen-Baustein TMC5031 und erweitert dessen Funktionsumfang. (Bild: TRINAMIC)

TMC5062-LA heißt das neue Flaggschiff unter den Motion-Chips von TRINAMIC. Diese System-on-a-Chip-Entwicklung nutzt eine Vielzahl patentierter Technologien der Hamburger Motion-Experten.

Das Ergebnis von über 20 Jahren Motor- und Motion-Control-Erfahrungen des Hamburger Spezialisten ist der TMC5062, ein Zwei-Achsen-Schrittmotortreiber mit integriertem und dediziertem Motion-Controller, in den insgesamt acht patentierte Trinamic-Technologien eingeflossen sind.

Der neue SoC ist der weltweit erste Baustein, der mit dcStep ausgeliefert wird, einer neuen Technologie zur sensorlosen Optimierung der Motordrehzahl auf die aktuelle Lastsituation.

Traditionelle Schrittmotoransteuerungen verzichten üblicherweise auf kostenintensive Sensorik zur Positionsrückführung. Vor allem durch den Verzicht auf Sensorik und Regelung sind Schrittmotoren eine günstige Lösung zur Positionierung. Der Controller muss sich allerdings darauf verlassen können, dass alle Motorschritte wie kommandiert ausgeführt werden.

Da im Betrieb Lastspitzen auftreten können, oder über die Lebensdauer eines Gerätes Maschinen verschleißen und dadurch schwergängiger sind, werden Schrittmotorsysteme in der Regel mit erheblichen operativen Sicherheitsmargen ausgelegt um die Limits im Betrieb nicht zu überschreiten. Sollte das maximal abrufbare Drehmoment dennoch überschritten werden, verliert der Motor Schritte. Die Integrität der Positionsinformation ist in diesem Fall nicht mehr gegeben.

Die von TRINAMIC neu entwickelte dcStep-Technologie nutzt den Umstand, dass der Schrittmotor das maximale verfügbare Moment im Stillstand hat und das Drehmoment bei höheren Geschwindigkeiten abnimmt. Die aktuelle Lastsituation wird sensorlos detektiert und bei Belastung bis zur Lastgrenze die Drehzahl reduziert, bis wieder genügend Drehmoment zur Verfügung steht, um die Last zu überwinden ohne Schritte und damit die Positionsinformation zu verlieren. Auf diese Weise bleibt die Positionsinformation stets valide und der Motor kann in jeder Lastsituation stets so schnell wie möglich betrieben werden.

Nach Überwinden einer Lastspitze beschleunigt der integrierte Motion Controller den Motor automatisch wieder auf die eingestellte Zielgeschwindigkeit und setzt den Weg bis zur Zielposition fort. Auf diese Weise lassen sich Sicherheitsmargen reduzieren, das System kleiner und damit auch energiesparender ausgelegen und der Durchsatz von Applikationen steigern.

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