Robotik unter Tage

AUSGABE 2 | 2003
DSeite 6
SAU B E R KEIT I M A BWA SSE RN ET Z
Robotik
unter Tage
FAULHABER
Mikrosysteme
Neuer
Produktflyer
erschienen
DSeite 2
Flying
Scorpion
Bürstenlose
DC-Servomotoren
als Antriebslösung
für FlyingProbe-Systeme
DSeite 8
Neuheiten
Erweiterung der
Mikrosysteme-Palette
– Akquisition von
mymotors und
MPS
Maßstab 1:1
DSeite 11
Modernes Vorzeigeunternehmen:
Landesbischof
zu Besuch
in Schönaich
DSeite 12
Gewinnspiel:
FAULHABER
im FilmBusiness
Special
Effects
mit Mikromotoren
A P P L I K AT I O N A U T O M AT I O N
Zuverlässige Antriebslösung
für Flying-Probe-Systeme
2
KLEINE, BÜRSTENLOSE DC-
Bei automatischen Testeinrichtungen für Elektronikschaltungen wird es immer schwieri-
S E R V O M O T O R E N I M E I N S AT Z
ger, den Einsatz herkömmlicher Nadelbettadapter zu rechtfertigen. Hohe Packungsdichte,
in Kombination mit immer kürzer werdenden Produktlebenszeiten verhindern häufig,
dass sich die Kosten für den Adapter amortisieren. Die Alternative sind so genannte Flying-Probe-Systeme, bei denen die Testprobes zu den einzelnen Testpads gefahren werden. Durch diese Flexibilität eignen sie sich besonders für den automatischen Test von
Prototypen, in der Produkteinführungsphase, bei der Produktion kleinerer Stückzahlen oder vieler unterschiedlicher Baugruppen,
wo sich die für Nadelbettadapter anfallenden Kosten nicht rechnen. Zur Weiterentwicklung von Flying-Probes mit beigetragen
haben moderne DC-Servomotoren, die hohe Funktionalität, Leistung und Dynamik bei minimalem Bauvolumen bieten und sich
einfach in die Applikation integrieren lassen.
Kleinserien und Prototypen großer komplexer Backplanes mit hunderten von
Steckverbindern oder Komponenten
kostengünstig elektrisch zu testen ist
eine technische Herausforderung. Die in
Hamburg ansässige Firma Scorpion Technologies hat sich mit ihren Flying-ProbeTestern der jüngsten Generation dieser
Herausforderung gestellt. Der Flying
Scorpion (Bild 3 ) ist ein multifunktionales Backplane-Testsystem, mit dem sich
präzise Tests mit hoher Geschwindigkeit
durchführen lassen. In Verbindung mit
dem CAD-Konvertierungsprogramm des
gleichen Herstellers lassen sich selbst
größte Backplanes mit hochpoligen
Steckverbindern noch am selben Tag
automatisch testen, an dem die CADDaten vorliegen.
1
Flexible Testmöglichkeiten:
doppelseitig, dreidimensional und
multifunktional
Die prinzipielle Funktionsweise dieser
flexiblen Testsysteme ist einfach zu verstehen. Zunächst positionieren Planarantriebe die beweglichen Joystick-Probes
über den Testpunkten. Die so genannten
Läufer sind je nach Ausbaustufe mit 2 bis
5 Probes bestückt. Die Tests sind dabei
2
beidseitig, also sowohl auf der Ober- als
auch auf der Unterseite der Backplanes
möglich (Bild 4 ). Dank eines ausgeklügelten Dreiachspositioniersystems können sich die Testnadeln oder -cups frei in
allen drei Raumachsen bewegen und auch
unzugängliche Testpads seitlich in variablen, genau definierbaren Anstellwinkeln
anfahren (Bild 1 ). Die entsprechenden
Testkoordinaten lassen sich anhand der
CAD-Daten errechnen und für die Positionierung nutzen. In allen drei Achsen
wird dabei sehr präzise positioniert, um
auch extrem kleine Testpads zu erreichen. Dadurch können z.B. auch DINLeisten, VHDM- oder HMZD-Stecker und
Sockelverbinder zuverlässig kontaktiert
werden. In der X- und Y-Achse beträgt
die Genauigkeit ± 10 µm, in der Z-Achse
± 100 µm.
Um diese hohe Positioniergenauigkeit
zu gewährleisten, müssen die an den
Achsen der Flying-Probes eingesetzten
Antriebssysteme hohe Anforderungen
erfüllen. Sie müssen beispielsweise möglichst spielfrei arbeiten. Gleichzeitig verlangt der Einsatz innerhalb eines bewegten Systems nach leichten Antrieben, die
aber trotzdem vergleichsweise viel Leistung erbringen müssen. Immerhin sind
Applikationfotos: Scorpion Technologies
AUSGABE
2 | 2003
Multifunktionales
Backplane-Testsystem, mit dem sich
präzise Tests mit
hoher Geschwindigkeit durchführen
3
die Flying-Probes für bis zu 12 Tests pro
Sekunde ausgelegt. Weitere wichtige Forderungen der Applikation des Hamburger
Unternehmens waren Wartungsfreiheit,
Langlebigkeit und einfacher Service, um
einen reibungslosen Betrieb der Testsysteme zu gewährleisten.
Antriebe für die Flying-Probes:
klein, leicht und leistungsstark
Entschieden hat sich das Unternehmen
letztendlich für Antriebslösungen aus dem
Standardprogramm des Kleinmotorenspezialisten FAULHABER. An den drei Achsen
jedes der beweglichen Test-Probes sind
bürstenlose Servoantriebe der Serie 1628
eingesetzt (Bild 2 ). Der Seltenerd-Magnet
des Rotors und die Faulhaber-Schrägwicklung verleihen diesen Motoren eine hohe
Dynamik und Leistung bei verhältnismäßig kleinem Bauvolumen. Bei Drehzahlen
bis 40.000 U/min, 11 W Abgabeleistung
und einem Drehmoment von 2,6 mNm
sind die Antriebe bei 16 mm Durchmesser lediglich 28 mm lang und wiegen nur
etwa 30 g. Ein sehr fein laminiertes Blechpaket reduziert die Verluste durch Wirbelströme im Stator auf ein Minimum. Der
Wirkungsgrad der Antriebe ist dadurch
mit ca. 70% vergleichsweise hoch.
Die Antriebe arbeiten praktisch verschleißfrei; ihre Lebensdauer wird grundsätzlich nur durch die Lebensdauer der
Kugellager und der eingesetzten Elektronikkomponenten begrenzt. Wird der
Motor bei den im Datenblatt empfohlenen Werten betrieben, ist eine durchschnittliche Lebensdauer von mehr als
10.000 Betriebsstunden zu erwarten. Die
für die Applikation notwendige Untersetzung liefert eine direkt am Antrieb
angebaute Spindel.
lassen.
Magnetischer Impulsgeber
mit geringen Abmessungen
Für eine präzise Positionierung ist es
zwingend, die Ist-Position der Motoren
zu kennen. Auch hierfür fand sich im
„Antriebsbaukasten“ des Herstellers
eine passende Lösung. Bei den am Flying
Scorpion eingesetzten Achs-Positioniersystemen werden die aktuellen Positionen
an jedem Motor mit einem magnetischen
Impulsgeber erfasst, der pro Umdrehung
256 Impulse liefert. Die Impulsgeber
bestehen aus einem am Rotor befestigten magnetischen Zahnring und einem
Hybridschaltkreis. Der auf dem Hybrid
integrierte Sensor wandelt die Magnetfelddifferenzen zwischen Zahnkopf
und Zahnfuß in elektrische Signale um,
die von einem integrierten Schaltkreis
aufbereitet werden. An den Ausgängen
stehen dann zwei um 90° phasenverschobene Rechtecksignale zur Verfügung, die
die Systemsteuerung der Flying Probes
anschließend weiterverarbeitet.
Die einfach aufgebauten, robusten
Impulsgeber sind sehr kompakt und
lassen sich direkt am Motor anbauen.
Sie werden am freien Ende der Motorwelle aufgesteckt und mit drei Schrauben fixiert. Sie verlängern den Antrieb
lediglich um etwa 10 mm. Die Anschlüsse
von Impulsgeber und Motor sind in der
beschriebenen Anwendung in einem
gemeinsamen Flachbandkabel geführt,
was den elektrischen Anschluss deutlich
vereinfacht.
4
Die Tests sind dabei beidseitig, also sowohl
auf der Ober- als auch auf der Unterseite der
Backplanes möglich.
Auch die mechanische Montage ist einfach und praxisgerecht. Die kompletten
Antriebseinheiten müssen lediglich mit
je drei Schrauben an der Achse fixiert
werden.
Die Antriebstechnik von FAULHABER
ist damit ein wichtiger Bestandteil der
neuen Testsysteme mit den präzise und
mit hoher Geschwindigkeit positionierbaren Flying-Probes.
www.scorpion-tech.com
3
A P P L I K AT I O N O P T I K
2
Miniaturisierte Antriebstechnik
im größten „Fernglas“ der Welt
Im Jahr 2004 wird auf dem Mount
Graham im US-Bundesstaat Arizona das
leistungsfähigste Einzel-Teleskop der Welt
in Betrieb gehen (Bild 3 ).
1
Die Astronomen wollen damit vor allem
weit entfernte Milchstraßensysteme,
junge Doppelsterne und neu geborene
Sonnen ins Visier nehmen. Im Prinzip ist
dieses Large Binocular Telescope (LBT),
das bei einer Höhe von mehr als 20 m
über 600 t wiegt, ein überdimensionaler
Feldstecher. Seine beiden Spiegel haben
einen Durchmesser von jeweils 8,4 m und
bilden zusammen ein ca. 100 m2 großes
Auffangbecken für das Licht. So können
sie auch noch die Strahlung leuchtschwacher Objekte am Rand des beobachteten
Universums einsammeln. Das Zusammenspiel der beiden im Abstand von 14,4 m
montierten Spiegel verleiht dem Teleskop
dabei ein Auflösungsvermögen, das dem
eines Fernglases mit 23 m Durchmesser
entsprechen würde. Jeder Spiegel gleicht
einer überdimensionalen „Honigwabe“
aus Borsilikat-Glas und wiegt 15,6 t.
DREIACHS-POSITIONIERSYSTEM
Um Dinge in Bewegung zu setzen, ist
MIT DC-KLEINSTMOTOREN
immer ein Antrieb nötig. Herkömmliche
Technik baut aber vergleichsweise groß
und ist für viele Anwendungen zu unhandlich. Der Trend zur Miniaturisierung hat
jedoch mittlerweile in der Antriebstechnik deutliche Spuren hinterlassen. Kleine,
leistungsfähige Elektromotoren mit wenigen Millimeter Durchmesser sorgen in den
unterschiedlichsten Bereichen für bahnbrechende Neuentwicklungen. Davon profitiert
nicht nur die industrielle Automatisierungstechnik, sondern zunehmend auch andere
Bereiche. Moderne Miniaturantriebe treiben heute sogar die Wissenschaft voran, wie
das folgende Anwendungsbeispiel aus der Astronomie beweist. Eine Kombination aus
DC-Kleinstmotor, Encoder und spielarmen Planetengetriebe sorgt hier für die präzise
Positionierung optischer Baugruppen.
4
Interferenz ist der Schlüssel zu
hoher Bildschärfe
Der Aufbau des Teleskops und der darin
integrierten optischen Systeme garantiert
den Wissenschaftlern eine hohe Flexibilität bei ihren Beobachtungen (Bild 1 ).
So können sie mit jedem der Spiegel unabhängig voneinander dasselbe
Objekt betrachten, durch leichtes Kippen
der Sehachsen aber auch unterschiedliche
Objekte studieren oder sich mit beiden
Spiegeln ein und dasselbe Objekt mit
höchstem Auflösungsvermögen vornehmen. Dabei hilft ihnen ein physikalischer
Kunstgriff:
AUSGABE
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Um die ungewöhnlich hohe Bildschärfe zu erreichen, werden die von jedem
Einzelspiegel reflektierten Lichtstrahlen
überlagert, das heißt zur Interferenz
gebracht. Die Auflösung wird dadurch
fast zehnmal besser als bei bisher üblichen Einzelteleskopen. Voraussetzung
für eine reibungslose Funktion des LBT
ist jedoch, dass die in den drei Partnerländern USA, Italien und Deutschland
gefertigten Einzelkomponenten ohne
Probleme zusammenarbeiten und auch
unter den erschwerten Bedingungen am
Einsatzort störungsfrei funktionieren.
Immerhin ist der Mount Graham etwa
3.300 m hoch. Minusgrade, die mit bis
zu 90 % recht hohe Luftfeuchtigkeit und
teilweise extreme Temperaturschwankungen charakterisieren das Klima in dieser
Höhenlage.
Winkel von 36 Grad gedreht werden. Um
dabei die erforderliche Positioniergenauigkeit zu gewährleisten, muss das System
möglichst spielfrei arbeiten. Den an den
Achsen eingesetzten Antrieben kommt
daher eine besondere Bedeutung zu.
Hier fiel die Wahl auf Antriebslösungen aus dem Hause FAULHABER (Bild 2 ).
Der klassische Glockenankermotor mit
eisenloser Rotorspule bietet für solche
Anwendungsbereiche sehr günstige
Voraussetzungen. Die kleinen DC-Antriebe
arbeiten auch unter widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig. Sie verkraften
Umgebungstemperaturen zwischen –30
und +125 °C und lassen sich – entsprechend ausgelegt – auch durch hohe Luftfeuchtigkeit (bis 98 %) nicht beeinträchtigen. Ein wichtiger Grundgedanke für
die Motorenauswahl war außerdem der
sofortige und drehmomentstarke Anlauf
des Gleichstrommotors nach Anlegen
einer Spannung. Eine direkte Reaktion
auf Steuersignale ist so sichergestellt.
Die freitragende Kupferspule erlaubt
außerdem eine sehr leichte Motorenausführung bei einem hohem Wirkungsgrad
bis zu 80 %. Die an allen drei Achsen des
Positioniersystems eingesetzten Motoren
sind bei einem Durchmesser von 26 mm
lediglich 42 mm lang; Bei Drehzahlen bis
6000 Umdrehungen pro Minute liefern sie
eine Abgabeleistung von 23,2 W.
Positioniereinheit für die
Interferenzbildung
Wenn durch Interferenzbildung ein
hochauflösendes Bild entstehen soll,
müssen die an beiden Spiegeln angebrachten optischen Baugruppen, die das
reflektierte Licht bündeln und zur Überlagerung bringen, mit einer Genauigkeit
von 5 µm positioniert werden. Zu diesem
Zweck wurde von der Firma Feinmess,
Dresden, ein Dreiachs-Positioniersystem
entwickelt (Bild 4 ), das an den beiden
Spiegeln des LBT die entsprechende Optik
in die richtige Lage bringt. Dazu sind in
horizontaler Richtung Distanzen bis 200
mm zu überwinden (Längspositionierung)
und in vertikaler Richtung zum Fokussieren Entfernungen bis 50 mm. Gleichzeitig
muss die optische Baugruppe bis zu einem
3
Kompakte Einheit:
Motor, Getriebe und Impulsgeber
In der beschriebenen Anwendung wurden die Motoren mit zweistufigen Planetengetrieben kombiniert, die mit einer
Untersetzung von 16:1 arbeiten. Sie wer4
den stirnseitig auf den Motor geflanscht
und überzeugen nicht nur durch die
kompakte Bauform, sondern auch durch
ruhigen Lauf und Langlebigkeit. Für den
Einsatz am Positioniersystem wurde das
Getriebespiel optimiert. Statt der bei
Seriengetrieben üblichen Werte von etwa
1 Grad arbeiten diese Planetengetriebe
mit einem Spiel von nur 12 Winkelminuten, gemessen an der Abtriebswelle.
Für eine präzise Positionierung ist es
zwingend, die Ist-Position der Motoren
zu kennen. Bei den am LBT eingesetzten
Positionierssystemen wird sie an jedem
Motor mit einem optischen Impulsgeber
erfasst, der pro Umdrehung 500 Impulse
liefert. Mit einer Metallscheibenblende
werden im Durchlichtverfahren zwei um
90 Grad phasenverschobene Ausgangssignale erzeugt. Der Indeximpuls ist mit dem
Ausgang B synchronisiert (Bild 5 ). Für
jeden der drei Kanäle gibt es invertierte
Komplementärsignale. Der Impulsgeber
wird am freien Ende der Motorwelle
aufgesteckt und mit drei Schrauben
fixiert. Die Versorgungsspannung für den
Impulsgeber und den DC-Kleinstmotor
sowie die Ausgangssignale werden über
ein Flachbandkabel und einen 10-poligen
Steckverbinder angeschlossen. Da die
kompletten Antriebseinheiten aus Motor,
Getriebe und Impulsgeber sehr kompakt
aufgebaut sind, lassen sie sich problemlos
in den Dreiachs-Positioniersystemen integrieren. Miniaturisierte Antriebstechnik
trägt damit wesentlich dazu bei, dass das
LBT der astronomischen Forschung eine
neue Dimension erschließen kann.
www.feinmess.de
5
APPLIKTION ROBOTIK
Zugstarker
Kanalroboter
mit DCKleinmotoren
K L E I N , S TA R K U N D
Tausende Kilometer Rohrleitung unter der Erde erfüllen wichtige Aufgaben und müs-
B E W E G L I C H U N T E R TA G E
sen zuverlässig funktionieren. Kontrolle und Instandhaltung sind aber bisher nur bei
großen Rohrdurchmessern von innen her möglich. Kleinere Kanäle bieten keinen Raum
für Menschen, hier half bei Schäden bisher nur die teure Freilegung betroffener Rohrabschnitte. Neue Entwicklungen
auf dem Gebiet der Elektronik und Antriebstechnik erlauben jetzt aber auch die „innere“ Kontrolle und Wartung kleiner
Kanäle. Da im Abwasserbereich alle Werkzeuge bei Zuverlässigkeit und Leistungsstärke erheblich gefordert werden,
muss der Antrieb solcher Kanalroboter sehr robust ausfallen. Moderne DC-Glockenankermotoren erfüllen auch die
gehobenen Ansprüche für den Einsatz im Rohrnetz.
Applikationsfotos: Prokasro
Die großen und weitläufigen, leider aber
oft schon recht alten Kanalnetze in Kommunen und Firmen bedürfen regelmäßiger Wartung. Zunehmend müssen auch
kleinere und größere Schäden behoben
werden. Für diese Arbeiten im Rohrnetz
hat der Kanalroboterspezialist PROKASRO
ein umfangreiches Programm an unterschiedlichen Arbeitsgeräten entwickelt.
Ausgehend vom autarken Einsatzwagen
(Bild 1 ) mit Hilfsgeräten wie Generator,
Kompressor, Wassertank und Steuerelektronik wird der Roboter per Kabelfernsteuerung und Bildschirm gelenkt.
Gelöst wurde diese Aufgabe durch den
Einsatz von DC-Kleinstmotoren mit eisenlosem Rotor aus dem Hause FAULHABER.
Kabelschlepper
Die Kanalroboter unterscheiden sich je
nach Einsatzart in Baugröße, Werkzeugbestückung und anderen spezifischen
Eigenschaften (Bild 2 ). Allen gemeinsam
ist die Versorgung und Steuerung über
ein Versorgungskabel. Das Kabel besteht
aus 32 elektrischen Leitungen und je vier
6
Druckluft- und Wasserschläuchen. Diese
39 mm starke „Nabelschnur“ zieht der
Roboter hinter sich durch das Kanalrohr.
Standardlänge ist 120 m, aber auch Längen bis zu 200 m sind möglich. Bei dieser
Länge und dem im Kanal immer vorkommenden Schmutz ist ein leistungsstarker
Antrieb natürlich die Grundvoraussetzung
für einen störungsfreien Betrieb.
1
Einsatzwagen mit Vollausstattung
für autarken Roboterbetrieb.
So wird beispielsweise eine Robotervariante gleich mit neun Motoren dieser
Bauart ausgestattet, um einen flexiblen
Betrieb unter der Erde zu gestatten. Als
Antrieb dienen vier Achsen mit jeweils
einem Antriebsmotor der Baureihe Serie
3557...CR. Der Motor ist mit einem Getriebe gekoppelt, um die Drehzahl und Zugkraft optimal anpassen zu können.
AUSGABE
2 | 2003
Unterschiedliche
Varianten
der Roboter,
je nach
Einsatzzweck.
www.prokasro.de
2
3
Einer der
neun Antriebe
des Kanalroboters, der
2342 … CR.
Vorteil dieser Lösung: der gleiche
Roboter kann mit größeren Rädern
auch in größeren Rohren arbeiten; entsprechend abgestufte
Getriebe reduzieren dabei
die Drehzahl proportional zur
Radgröße. Geschwindigkeit und
Zugkraft werden so weitgehend
unabhängig vom Raddurchmesser
beibehalten; der Mann am Einsatzwagen
kann wie gewohnt arbeiten. Für sicheren
Halt sorgt ein Pneumatikzylinder, der die
oberen Radpaare gegen die Rohrinnenseite drückt. Auch leichte Beschädigungen
wie Risse oder Dellen im Rohr überwinden
die gummibereiften Räder so mühelos.
Die vereinte Zugkraft der vier Antriebsmotoren beträgt trotz ihrer geringen Größe rund 1000 N (oder umgangssprachlich
100 kg).
Beweglicher Kopf
Um nun im Rohr jede Stelle untersuchen
und bearbeiten zu können, ist in der
Vorderseite des Roboters eine drehbare
Kamera und ein Druckluftfräser integriert.
Auch hier sorgen DC-Kleinstmotoren für
Bewegung. Ein weiterer Motor zwischen
den Radantrieben lässt den Roboterkopf um seine Längsachse rotieren.
Im Kopf selbst arbeitet ein DC-Motor in
der Kippvorrichtung des Fräsers (Bild 3 ).
Zwei kleinere Motoren erlauben den
Kameraschwenk und steuern die Fokussiervorrichtung (Bild 4 ).
eingesetzt werden kann. Er eignet sich
aber auch für Rohrgrößen bis zu 600 mm.
Als Niederspannungsmotoren mit einer
Spannungsversorgung unterhalb 42 V
entsprechen sie den Anforderungen
des Betriebs unter Wasser. Der hohe
Wirkungsgrad hält die Abwärme in
dem gekapselten und mit Druckluft
unter Überdruck gehaltenen Gehäuse
in Grenzen. Ganz wesentlich ist auch
das direkte Ansprechen auf Steuerbefehle. Das Abbild auf dem Monitor und
der Roboter müssen sich quasi synchron
bewegen, Verzögerungen durch Motorhochlauf müssen minimal ausfallen.
Nur so kann nach kurzer Einarbeitung der
Bediener den Roboter auch sicher im Rohr
bewegen.
Bewegliche Kamera:
ein Schwenk- und ein FokussierMotor im Kamerakopf sorgen für
scharfe Bilder.
Kanalroboter mit moderner Kameraelektronik und Antriebskomponenten
senken heute die Kosten für Überprüfung,
Wartung und Reparatur von Kanalnetzen
unter Tage. Optimal ausgelegte Antriebslösungen mit geringstem Bauvolumen
sind dabei die Schlüsselkomponente,
um auch in engen Rohren noch flexibel
agieren zu können. Die Zuverlässigkeit
der DC-Kleinstmotoren und ihr hoher
Wirkungsgrad erlauben einen kompakten Aufbau.
4
Hauptvorteil der FAULHABER Antriebe
ist hier ihre hohe Leistungsdichte, der
Roboter baut daher so klein, dass er ab
einem Rohrdurchmesser von 200 mm
7
NEUHEITEN
FAULHABER-Gruppe
übernimmt Hersteller
von Penny-Motoren
Erweiterung
der MikrosystemeAktivitäten
Die FAULHABER-Gruppe in Deutschland hat per
2. Juni 2003 die mymotors & actuators GmbH von der
FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG übernommen.
Die Entwicklung und Produktion der Mikroantriebssysteme verbleiben im Hochtechnologiepark Wendelsheim in der Nähe der Universitätsstadt Mainz
und werden von den dort beschäftigten Mitarbeitern
weitergeführt.
Die myonic AG mit Sitz in Biel (CH) hat die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb ihrer Mikrosysteme rückwirkend per 1. Januar 2003 in eine
eigenständige Firma überführt. Gleichzeitig hat sie
100% der Aktien der neu gegründeten MPS Micro
Precision Systems AG an die FAULHABER-Gruppe in
Deutschland/USA verkauft. Der Hauptsitz des neuen
Unternehmens bleibt in Biel und alle 133 Mitarbeiter werden zu gleich bleibenden arbeitsrechtlichen
Konditionen weiterbeschäftigt.
Die mymotors & actuators GmbH wurde im Jahr
2000 als Spin-off des Instituts für Mikrotechnik
Mainz, IMM, gegründet. Neben den Kompetenzen
des IMM im Bereich der fein- und mikrotechnischen
Fertigungs- und Montageverfahren war auch das
Know-how der FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG
auf dem Gebiet der Feinstbearbeitung und Lagerungstechnologie sowie deren kaufmännisches und
finanzielles Engagement für den Erfolg des Unternehmens entscheidend.
Für die Geschäftsführer von mymotors, Herr Dr.
Nienhaus und Herr Kleen, war der Verkauf an den
Wunschpartner FAULHABER der bestmögliche Schritt
für die Weiterentwicklung der mymotors & actuators
GmbH.
Auch für die FAULHABER-Gruppe ist der Kauf von
strategischer Bedeutung. Der im Bereich Mikrosysteme führende Antriebshersteller erweitert damit sein
Produktprogramm um die ultraflachen Axialfeldmotoren. Die unter dem Begriff Penny-Motoren bekannt
gewordenen Mikroantriebe können vor allem in
den Einsatzfeldern Medizin-, Informations-, Kommunikations- und Automatisierungstechnik sowie
Unterhaltungselektronik ihre Leistungsvorteile voll
ausspielen. Der extrem flache Aufbau der bürstenlosen DC-Motoren mit den im photolithographischen
Prozess hergestellten Spulen macht diese Antriebe
so einzigartig.
www.mymotors.de
8
Die myonic AG ging Ende 2001 aus der RMB Roulements Miniatures Bienne hervor. Das 1938 gegründete Unternehmen gilt als Pionier im Bereich der
miniaturisierten hochpräzisen Kugellager für die
Uhren- und Flugzeugindustrie. Alparslan Kütükçüoglu,
Geschäftsführer der myonic AG, sieht in dem Verkauf
die optimale Voraussetzung für eine erfolgreiche
Weiterentwicklung der Mikrosysteme-Aktivitäten
der myonic AG.
Dr. Fritz Faulhaber, Gesellschafter der FAULHABERGruppe, wertet den Kauf der MPS Micro Precision
Systems AG ebenfalls als weiteren wichtigen Meilenstein: „MPS verfügt in den Bereichen Miniaturisierung und Präzisionsfertigung über einen in
Fachkreisen unbestrittenen technischen Vorsprung.
Für die FAULHABER-Gruppe bedeutet der Kauf vor
allem aber auch, dass die strategische Ausrichtung
auf Mikro-Antriebssysteme für die Medizinaltechnik,
Automation und Telekommunikation weiter ausgebaut werden kann.“
Mit den bekannten und erfolgreichen Produkten der MPS Micro Precision Systems AG, z. B. den
smoovy® Motoren, wird das Antriebsprogramm der
Mikrosysteme von FAULHABER ergänzt und verstärkt.
Damit bietet die FAULHABER-Gruppe im Bereich von
2 mm bis 8 mm Durchmesser das leistungsstärkste
Spektrum an Mikro-Antriebssystemen und Komponenten mit unterschiedlichen Technologien an.
www.mpsag.com
AUSGABE
ø 6 mm
Maßstab 1:1
Brillant!
Bürstenloser DC-Servomotor
Serie 0620 … B
Servoverstärker Serie BLD 2401
Zum klassischen DC-Kleinstmotor mit
Edelmetallkommutierung
präsentiert
MINIMOTOR jetzt den bürstenlosen
DC-Servomotor mit ebenfalls nur 6 mm
Durchmesser. Damit steht in dieser Mikroklasse praktisch für jede Anwendung ein
geeigneter Antrieb zur Verfügung.
Der neue, elektronisch kommutierte DC-Servomotor erreicht eine noch
höhere Dynamik und Leistungsausbeute
als sein edelmetallkommutierter Bruder.
Das Rotorträgheitsmoment beträgt nur
0,0095 gcm2, wobei ein Dauerdrehmoment von 0,33 mNm erreicht wird. Durch
die für den Betrieb notwendige Ansteuerelektronik kann das Drehzahlniveau auf
bis zu 50 500 rpm gesteigert werden. Dennoch ist diese Art von Motoren besonders
langlebig.
Die Ansteuerung für die Drehzahlregelung erfolgt mit dem neuen Servoverstärker Serie BLD 2401. Seine Linearität und der Wirkungsgrad von 90 % sind
ausgezeichnet. Die Drehzahlkontrolle
lässt sich mittels Jumper vorwählen. Die
Drehzahlregelung und die Strombegrenzung werden mit zwei unabhängigen
Potentiometern eingestellt.
Passende Ganzmetall-Planetengetriebe (auch nur 6 mm) mit Untersetzungen
von 4:1 bis 4.096:1 erlauben neben der
mechanischen Drehzahlanpassung an die
jeweilige Anwendung auch eine Drehmomenterhöhung auf bis zu 35 mNm.
PRODUCTRONICA UND SPS
FAULHABER
präsentiert neueste
Mikro-Antriebssysteme
Ganz im Zeichen des neuen Mikrosysteme-Komplettprogramms standen und stehen die AusstellungsBereiche der FAULHABER Gruppe
auf den wichtigsten Messen dieses
Herbstes.
So waren auf der Productronica in
München zahlreiche Neuheiten aus
diesem Bereich zu sehen: Sowohl
edelmetallkommutierte als auch
bürstenlose, sowohl Schrittmotoren
als auch die ultraflachen Pennymotoren gaben sich die Ehre und
sorgten beim Publikum für große
Aufmerksamkeit.
Die Mikrosysteme sind auch auf
der SPS/IPC/Drives vom 25. bis 27.
November in Nürnberg zu sehen,
wo das gesamte Produktportfolio
von FAULHABER gezeigt wird.
Wer beide Messen verpasst haben
sollte, kann sich auch auf der neu
eingerichteten
MikrosystemeWebseite von FAULHABER unter
www.faulhaber.net informieren.
www.faulhaber.net
Neuer Flyer
„Mikrosysteme“
Frisch gedruckt:
Der neue Flyer „Mikrosysteme“
ist da und liegt dieser Ausgabe
der FAULHABER info bei.
www.minimotor.ch
2 | 2003
Sollten Sie ihn vermissen, war
jemand schneller als Sie. In diesem Fall schicken Sie uns bitte
eine Mail an [email protected]
oder rufen Sie uns kurz unter
Telefon +49(0)70 31/638-0 an.
9
IMPRESSUM
Herausgeber / Redaktion:
Die FAULHABER-Gruppe
DR. FRITZ FAULHABER
GMBH & CO. KG
Schönaich · Germany
Tel.: +49 (0)70 31/638-0
Fax: +49 (0)70 31/638-100
Email: [email protected]
www.faulhaber.de
MINIMOTOR SA
Croglio · Switzerland
Tel.: +41 (0)91 611 31 00
Fax: +41 (0)91 611 31 10
Email: [email protected]
www.minimotor.ch
MicroMo Electronics, Inc.
Clearwater / Florida · USA
Phone: +1 (727) 572-0131
Fax:
+1 (727) 573-5918
Email: [email protected]
www.micromo.com
Gestaltung:
Werbeagentur Regelmann
Pforzheim · Germany
Die FAULHABER info wird
Kunden, Interessenten,
Mitarbeitern und Freunden
der Unternehmen der
FAULHABER-Gruppe kostenlos zugestellt.
Falls Sie dieses Magazin
nicht bereits schon persönlich
zugeschickt bekommen
haben und Sie an den weiteren Ausgaben interessiert
sind, lassen Sie sich bitte im
Verteiler registrieren.
Eine kurze E-Mail an die
oben genannten Adressen
genügt.
10
Award »TR 2003«
für FAULHABER
In diesem Jahr erhielt FAULHABER auf
der Hannover Messe Industrie den begehrten Award des THOMAS Verlages
für das innovativste Neuprodukt.
Es handelt sich dabei um die Mikrosysteme, deren Highlight das kleinste, serienmäßig gefertigte Antriebssystem der Welt
darstellt . Nur 1,9 mm im Durchmesser
misst der bürstenlose Mikromotor.
Passend dazu gibt es ein Mikroplanetengetriebe – ebenfalls mit einem Durchmesser von nur 1,9 mm. Eine externe
Elektronik in der Größe einer DIL 28-ICFassung steuert das Ganze.
Entwickelt wurde die Produktgruppe für neue Anwendungsbereiche, die
bisher mangels geeigneter Mikroantriebe verschlossen geblieben sind, so
z.B. in der Medizin
für minimalinvasive
Diagnose- und Operationstechniken oder
für Miniaktuatoren
in der Mess- und
Montagetechnik.
Mit der
Auszeichnung
wurden die
Aktivitäten und
Erfolge der
FAULHABERGruppe
diesem
Bereich
herausgestellt.
U M W E LT- C O R N E R
Verwerten statt Entsorgen
Eine neue Maßnahme zum Schutz der Umwelt
zeigt wieder einmal, dass die Schonung von
wertvollen Ressourcen und Rohstoffen im Hause
FAULHABER kein Lippenbekenntnis ist:
Im gesamten Produktionsbereich sind vor kurzem spezielle Abfallbehälter aufgestellt worden,
in denen beim Herstellungsprozess anfallendes,
sauberes Papier gesammelt wird. Das Papier kann
nun der Wiederverwertung zugeführt werden
und wird nicht mehr wie bisher einfach nur
entsorgt. So hilft jeder FAULHABER Mitarbeiter
Wasser und Energie einzusparen und die Natur
zu entlasten.
AUSGABE
FLACHMOTOREN
2 | 2003
INTERN
4
Klare Sicht
im Trüben
E VA N G E L I S C H E R L A N D E S B I S C H O F
B E S U C H T FA U L H A B E R I N S C H Ö N A I C H
MIT FTB-FLACHMOTOREN
1
Scheibenwischer gibt es in allen Formen und Größen. In der Regel werden sie aber nicht unter
Wasser und zur Reinigung von Messsystemen
2
eingesetzt, wie in diesem Beispiel zur Erfassung
Um den Kontakt zur Arbeitswelt zu pflegen, besucht
von Trübungswerten. Eine anspruchsvolle Aufgabe
der Bischof der Evangelischen Landeskirche einmal
im Jahr ein Unternehmen. Diesmal sah das geistli-
für den eingesetzten FTB-Antrieb.
Die Trübungsmessung dient
zur Kontrolle und Qualitätsüberwachung in der Trinkund Brauchwasseraufbereitung sowie im industriellen und im kommunalen
Abwasserbereich. In einem
standardisierten Messverfahren (90°-Streulichtverfahren,)
wird dabei Infrarot-Licht ausgesendet, von den im Wasser
enthaltenen Partikeln reflektiert und von 2 Empfängern
ausgewertet (Bild 3 ). Das
optische Messsystem befindet
sich hinter Saphirglasfenstern
in der gewinkelt abgeflachten
Sensorfläche, eingebettet in
einen Ø 40 mm Kunststoffschaft (Bild 1 : Trübungssensor
CUS 31 von Endress + Hauser).
Applikationsfotos und Grafik: E+H
Ein humanes
Vorzeigeunternehmen
Für eine störungsfreie und
genaue Messung muss die
Sensorfläche frei von Belägen
gehalten werden, besonders in
stark verschmutztem Wasser.
Ein FTB-Flachmotor der Serie
2008 ... SRG (Bild 4 ) treibt
dazu einen Gummiwischer an,
der in festgelegten Intervallen
die Glasfenster reinigt (Bild 2 :
Sensorfläche mit Wischer). Die
Steuerung der Reinigungs- und
Pausenzeiten erfolgt über den
am Sensor angeschlossenen
Messumformer.
Wegen des kompakten
Aufbaus des Sensors stand
bei dem gezeigten Beispiel
für den Wischer-Antrieb nur
sehr wenig Bauraum zur Verfügung. Durch ihre niedrige
Bauhöhe ließen sich die leistungsstarken
FTB-Motoren
mit Neodym-Magneten und
Edelmetall-Kommutierung
hervorragend in den Sensor
integrieren und sorgen nun
für Klarheit – nicht auf der
Straße, sondern unter Wasser.
3
Seitenansicht des Sensors
3
2
1
5
4
1 Infrarot-Sender
2 Referenz-Diode
3 StreulichtEmpfänger 1
4 StreulichtEmpfänger 2
5 Partikel mit Medium
Draufsicht auf Sensorfläche mit optischen Fenstern
1
3
4
Trübungsmessung nach ISO 7027/EN 27027
www.conducta.endress.com
www.ftb-bertsch.de
che Oberhaupt Gerhard Maier bei FAULHABER nach
dem Rechten und erkundigte sich bei Mitarbeitern,
Betriebsrat und Geschäftsführung nach Unternehmensphilosophie, Produkten, Betriebsklima und
Zufriedenheit.
Landesbischof Gerhard Maier (links) mit Otto Wolf (Mitte)
und Hubert Renner von FAULHABER.
Die Gespräche mit Bischof Maier und dem Sindelfinger Betriebsseelsorger Hartmut Zweigle drehten
sich dabei größtenteils um die Anforderungen im
modernen Arbeitsleben und die damit verbundenen
Themen wie Arbeitszeiten, Familie und Beruf und
Stress. „Die Automatisierung hat ständig zugenommen, früher gab es noch mehr Handarbeit“, weiß
Zweigle, der die Firma FAULHABER drei- bis viermal
im Jahr besucht, um vor Ort mit den Beschäftigten
über deren Probleme zu sprechen.
Doch ist das Schönaicher Unternehmen so etwas
wie eine Vorzeigefirma, „in der es recht human
zugeht“, so der Geistliche. Nicht zuletzt durch die
guten Kontakte zur Geschäftsleitung hat Zweigle
denn auch die Visite des Bischofs in die Wege geleitet – und der war, wie er sagte, sehr angetan von der
Arbeitsmoral und Disziplin der Beschäftigten.
11
GEWINNSPIEL
We create motion (pictures)
– Matrix Special Effects
mit FAULHABER Motoren
Am 5. November ist es soweit: weltweit startet in den Kinos an diesem Tag der –
„Revolutions“ titulierte – dritte Teil der bereits jetzt legendären Filmtrilogie „Matrix“.
Die außergewöhnliche Story sowie die Special Effects der Filme haben dafür gesorgt,
dass der erste und zweite Teil in kürzester Zeit Publikums- und somit auch Kassenschlager wurden. Zu einem gewissen Teil ist daran auch die FAULHABER-Gruppe beteiligt;
denn schließlich wurden bei verschiedenen Spezialeffekten die Kameras von ihren
Kleinmotoren gesteuert – etwa bei einem rasanten 360°-Schwenk rund um eine in
der Luft schwebende Gruppe von Menschen.
E R L E B E N S I E M I T FA U L H A B E R AT E M B E R A U B E N D E S Z E N E N U N D S PA N N E N D E A C T I O N :
Gewinnen Sie zwei von 10 x 2 Eintrittskarten für „Matrix Revolutions“
in einem Kino in Ihrer Nähe.
Mehr Information?
Gerne!
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bitte die angekreuzten
Kataloge:

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FAULHABER
Antriebssysteme
Katalog 2003/2004
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Schrittmotoren
Übersichtsprospekt
FTB Flachläufer
Katalog
12
Senden Sie uns einfach ein Fax an die 0 70 31/638-83 21 oder eine E-Mail mit Ihrer Adresse und dem
Stichwort „Matrix“ an [email protected].
Einsendeschluss ist der 5. Dezember 2003. Das Gewinnspiel gilt nur in Deutschland. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen.
Mitarbeiter von Unternehmen der FAULHABER-Gruppe können leider nicht teilnehmen.
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