Motorregelungen für Robotik/Automation STMicroelectronics und maxon kooperieren

STMicroelectronics und maxon haben gemeinsam ein Servo-Control-Kit für Robotik und Automatisierung entwickelt.
STMicroelectronics und maxon haben gemeinsam ein Servo-Control-Kit für Robotik und Automatisierung entwickelt.

Der Halbleiterhersteller STMicroelectronics und der Kleinmotoren-Hersteller maxon kooperieren mit dem Ziel, das Design von Robotik-Anwendungen und industriellen Servoantrieben zu beschleunigen. Erstes Ergebnis der Zusammenarbeit ist ein gemeinsam entwickeltes Servo-Control-Development-Kit.

Das „Evalkit-Robot-1“ soll den Anwendern als Plug-and-Play-Lösung helfen, sich der Welt der präzisen Positionierung sowie der High-End-Bewegungssteuerungen in Servoantrieben und Robotik-Anwendungen zu nähern. Im Kit enthalten ist ein 100-W-BLDC-Motor des Typs EC-i 40 von maxon mit angebautem 1024-pulsigem Inkremental-Encoder. Das zum Kit gehörige Servo-Control-Board ist mit dem Dreiphasen-Motor-Controller STSPIN32F0A von ST bestückt und enthält ferner eine komplette, mit Leistungstransistoren von ST aufgebaute Wechselrichterstufe, an die nur noch der Motor angeschlossen werden muss. Ebenfalls enthalten ist die Motorregelungs-Firmware, so dass es für Anwender einfach ist, den Motor zu starten und Befehle zu senden.

»Das Design von High-End-Bewegungssteuerungen mit präzisen Positionierungs-Fähigkeiten ist komplex und zeitaufwändig und setzt zudem spezielle Fähigkeiten voraus«, erläutert Branimir Ivetic, Motion Control Product Marketing Manager bei STMicroelectronics. »In Zusammenarbeit mit maxon ist es uns gelungen, diese Fähigkeiten für unsere Kunden in einer Box zu vereinen.« Das Kit ist jetzt zum Preis von 129 US-Dollar auf www.st.com verfügbar.

Der Dreiphasen-Motor-Controller STSPIN32F0A, ein System-in Package, enthält wichtige Motorregelungs-Schaltungen, etwa einen Mikrocontroller des Typs STM32F031C6 und einen dreiphasigen Wechselrichter-Treiber, in einem kompakten, 7 mm x 7 mm messenden VFQFPN-Gehäuse. Bereits in den Mikrocontroller geladen ist überdies eine Plug-and-Play-fähige Firmware für die Modbus-Kommunikation und die Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC) mit präzisen Positionierungs-Fähigkeiten. Power-Management- und Strommess-Schaltungen sind ebenfalls integriert.

Der bürstenlose Gleichstrommotor EC-i 40 hat eine Leistung von 100 W und enthält für die Positionsregelung einen 1024-pulsigen Inkremental-Encoder des Typs ENX 16 EASY. Auch Hall-Sensoren zum Detektieren der Rotorposition sind eingebaut. Der Motor zeichnet sich durch ein optimiertes Design für ein hohes Ausgangsdrehmoment bei niedrigem Rastmoment aus, was eine gleichmäßige Bewegung über den gesamten Drehzahlbereich erlaubt und die Positionierungs-Genauigkeit erhöht.

Die Dreiphasen-BLDC-Wechselrichterstufe ist mit 60-V-N-Kanal-MOSFETs des Typs STL7DN6LF3 von ST mit niedrigem Einschaltwiderstand bestückt, die einen maximalen Ausgangsstrom von 6 A zum Ansteuern des Motors unterstützen.