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antriebstechnik 1-2/2021

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antriebstechnik 1-2/2021

DIREKTANTRIEBE

DIREKTANTRIEBE MINIATURISIERUNG MIKROANTRIEBE MIT GROSSEM INNOVATIONSPOTENZIAL Mikroantriebe vereinen mechanische und elektrische Funktionen in einem Bauteil. Das spart viel Platz, um Geräte aus unterschiedlichen Bereichen technisch zu verkleinern und zu optimieren. Integrierte Stell- und Antriebsmodule kombinieren mechanische und elektrische Funktionen in einem Bauteil. Dadurch können hinreichende Performanceansprüche auf kleinstmöglichem Formfaktor erreicht werden. Zu den integrierten Komponenten gehören Aktuatoren, Positionssensoren, Präzisionsmechanismen, Treiberelektronik und Mikroprozessor mit Steuerfirmware. Das Antriebsmodul ist ein Komplettbauteil mit einem mechanischen und einem Software-Interface. Zudem verfügt es über einen elektrischen Busanschluss. Um das Antriebsmodul in eine Anwendung zu integrieren, müssen Entwickler nur Versorgungsspannung sowie Busanschlüsse verbinden. Anschließend kann die Bewegung mit High-Level-Kommandos programmiert werden. Vergleichbar mit einer einfachen I2C- oder einer SPI-Slave werden sperrige Elektronik, Leitungen und Stecker, die um ein Vielfaches größer als das bewegte Objekt sein können, eliminiert. Maximilian Dreher ist Vertriebsingenieur für Miniaturantriebsmodule bei der SI Scientific Instruments GmbH in Gilching bei München KOMPLEXE GERÄTE IN TRAGBARER FORM Geräteentwickler nutzen integrierte Antriebsmodule und andere Mikroinnovationen, um kleinere Produkte für eine Vielzahl von Anwendungen neu zu kreieren. Dazu gehören die Spektroskopie, die Mikroskopie, bildgebende Verfahren, die biometrische Identifikation, die patientennahe Diagnostik sowie die DNS-Sequenzierung und Navigation. Es ist jetzt denkbar portable Geräte zu entwickeln, die aufgrund ihrer Komplexität nur in Form stationärer Systeme herstellbar waren. In diesem Kontext haben M3 (Micro Mechatronic Motion)-Module das Potenzial anderen Mikrotechnologien zum Durchbruch zu verhelfen, indem man sie mit Präzisionsmechanismen, den neuesten Mikroprozessoren und Steuersoftware kombiniert. Miniaturisierung birgt einzigartige Entwurfsherausforderungen, die nur mit neuartigen Ansätzen für Lager, Materialien, Bauteiltoleranzen und Herstellungsmethoden bewältigt werden können. Einfach konventionelle Teile aus größeren Antriebs- oder Positioniersystemen zu verkleinern, ist nicht praktikabel. Die Baureihen der M3-Module zeigen die Komplexität der winzigen Bewegungsmechanismen, damit Reibung, Präzision und Ertrag die gewünschten Leistungsvorteile einbringen. 22 antriebstechnik 2021/01-02 www.antriebstechnik.de

DIREKTANTRIEBE DIE IDEE Das M3-F Fokusmodul von New Scale nutzt z.B. eine lineare Stiftbuchsenführung in einer Polymerstruktur. Das Modul stellt damit eine hinreichende Genauigkeit sowie geringe Reibung sicher. Eine dynamische Neigung von

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