Kompakte Linear- und Rotationsantriebe für hochpräzise Positionieraufgaben.
Mit den piezoelektrischen Antrieben der Piezo Motor Company (PMC) hat die MEV Elektronik Service GmbH ihr Motion-Control-Portfolio um besonders kompakte Lösungen für präzise und dynamische Positionieraufgaben erweitert. Die Linear- und Rotationsmotoren verbinden hohe Auflösung und kurze Reaktionszeiten mit geringem Gewicht, niedriger Leistungsaufnahme und einer konstruktionsbedingten Selbsthemmung.
Anders als klassische elektromagnetische Motoren erzeugen die PMC-Antriebe ihre Bewegung durch einen piezokeramischen Resonator. Durch die elektrische Anregung entstehen kombinierte longitudinale und Biegeschwingungen im Ultraschallbereich. Daraus resultiert eine elliptische Bewegung am Kontaktpunkt, die direkt in eine lineare oder rotatorische Bewegung umgesetzt wird. Getriebe oder Spindeln sind dafür nicht erforderlich.
Zu den wesentlichen Vorteilen der Technologie gehört die sehr schnelle Reaktion. Die ersten Bewegungen erfolgen typischerweise innerhalb von rund 30 µs. Gleichzeitig lassen sich extrem kleine Einzelschritte realisieren. Beim kompakten Linearmotor LRMO beträgt die minimale Schrittweite weniger als 40 nm. Der Motor erreicht Geschwindigkeiten von mehr als 150 mm/s bei einer Schub- und Zugkraft von mindestens 0,2 N.
Das rotatorische Pendant ROMO erreicht bei einem Drehmoment von mehr als 4 mNm Drehzahlen von über 600 min⁻¹. Die minimale Winkelschrittweite liegt bei rund 30 µrad. Damit eignen sich die Motoren sowohl für schnelle Verstellbewegungen als auch für feinste Positionieraufgaben.
Ein weiterer Vorteil zeigt sich insbesondere bei Anwendungen mit langen Stillstandszeiten: Im Stillstand benötigen die Piezoantriebe keine Energie, um ihre Position zu halten. Die mechanische Selbsthemmung stellt weiterhin Haltekraft beziehungsweise Haltemoment zur Verfügung. Das reduziert die Verlustleistung und kann gerade in kompakten, mobilen oder thermisch sensiblen Systemen von Bedeutung sein.
Auch das geringe Gewicht ist für viele Anwendungen interessant. Die kleinen LRMO- und ROMO-Antriebe sind je nach Anforderung in unterschiedlichen mechanischen Ausführungen erhältlich. Varianten mit Kunststoffgehäuse sind auf ein möglichst niedriges Gewicht ausgelegt, während Metallausführungen eine besonders robuste mechanische Konstruktion bieten. Damit lässt sich der Antrieb gezielt an die Anforderungen der jeweiligen Applikation anpassen.
Neben den besonders kleinen ROMO- und LRMO-Baureihen umfasst das PMC-Portfolio leistungsstärkere Varianten. Die linearen LRMO-LG-Antriebe erreichen bis zu 4 N, während die rotatorischen ROMO-LG-Motoren Drehmomente von mehr als 30 mNm bereitstellen. Mit dem LRMO-150 steht zudem eine Linearachse mit bis zu 8 N Schubkraft und 150 mm Verfahrweg zur Verfügung.
Für mehrachsige Positionieraufgaben bietet PMC darüber hinaus komplette Motion-Systeme. Der LRMO-XYZ kombiniert drei kompakte Linearantriebe zu einem XYZ-Positioniersystem, während der ROMO-3AX präzise Bewegungen über mehrere rotatorische Achsen ermöglicht. Damit lassen sich insbesondere Anwendungen in Optik und Photonik, Messtechnik, Mikroskopie, Medizintechnik, Halbleitertechnik oder Robotik platzsparend realisieren.
Die Motoren sind je nach Ausführung ohne Encoder oder mit werkseitig integriertem Positionsgeber erhältlich. Für Closed-Loop-Anwendungen bietet PMC passende Treiberelektroniken. Die Treiberboards unterstützen unter anderem UART und I²C und werden für den jeweiligen Motortyp vorkonfiguriert.
Für encoderbasierte Systeme steht zusätzlich eine Python-API zur Verfügung, über die sich Position und Geschwindigkeit regeln sowie eigene Bewegungsabläufe einfach implementieren lassen. Damit reicht das Spektrum von einer unkomplizierten Open-Loop-Ansteuerung bis zum vollständigen geregelten Positioniersystem.
Durch den Verzicht auf klassische Kupferwicklungen, Permanentmagnete und ferromagnetische Blechpakete sind die Piezoantriebe zudem für Anwendungen interessant, bei denen Gewicht, Bauraum oder elektromagnetische Einflüsse eine besondere Rolle spielen.
„Die Piezomotoren von PMC schließen die Lücke zwischen klassischen Präzisions-Servoantrieben und hochpreisigen konventionellen Piezolösungen. Sie bieten eine sehr hohe Positioniergenauigkeit, kurze Reaktionszeiten und kompakte Abmessungen, bleiben dabei aber wirtschaftlich attraktiv und vergleichsweise einfach zu integrieren.“ erklärt Guido Gandolfo, Product Line Manager Motion Control bei der MEV
Die Produkte der Piezo Motor Company sind in Mitteleuropa über die MEV Elektronik erhältlich. MEV unterstützt Entwickler bei der Auswahl geeigneter Motoren, Treiberelektroniken und Evaluation Kits sowie bei der Integration der Antriebslösung in die jeweilige Anwendung.
MEV Elektronik präsentiert die Piezoantriebe von PMC auf der SPS 2026 vom 24. bis 26. November in Nürnberg. Besucher können sich vor Ort über die verschiedenen Linear- und Rotationsmotoren sowie deren Einsatzmöglichkeiten in kompakten und hochpräzisen Positioniersystemen informieren.
Die 2024 gegründete Piezo Motor Company LLC (PMC) mit Sitz in Boca Raton, Florida, USA, entwickelt und fertigt kompakte piezoelektrische Linear- und Rotationsmotoren für hochpräzise Positionieraufgaben. Grundlage der Produkte ist eine neu entwickelte und patentierte Piezo-Technologie, die hohe Präzision und Dynamik mit kleinen Abmessungen, geringem Gewicht und niedrigem Energiebedarf verbindet.
Zum Portfolio gehören sowohl einzelne Linear- und Rotationsantriebe als auch mehrachsige Positioniersysteme und passende Treiberelektroniken. Einsatzbereiche finden sich unter anderem in Medizintechnik, Optik und Photonik, Robotik, Messtechnik sowie Luft- und Raumfahrt.
Guido Gandolfo
Product Line Manager
Motion Control
+49 5424 2340-57
ggandolfo@mev-elektronik.com
Hinweis: Das Titel-Bild wurde mit Hilfe von KI erstellt.
