MOTORE A PASSI
CON SISTEMA DI CONTROLLO

Un motore passo-passo con controllo integrato combina il motore, l’elettronica di potenza e il controllo di posizionamento in un unico alloggiamento compatto. A differenza delle soluzioni tradizionali, non è necessario un controller esterno per il motore passo-passo nel quadro elettrico. Ciò riduce notevolmente il lavoro di cablaggio, lo spazio richiesto e i costi di installazione. I motori passo-passo con controllo integrato sono spesso utilizzati in sistemi di posizionamento, macchine per l’imballaggio, sistemi di movimentazione e moderne soluzioni di automazione.

L’integrazione del motore, del controller e dell’elettronica di potenza crea una soluzione compatta “tutto in uno”. Lo sforzo di installazione è ridotto, la messa in servizio è accelerata e l’ingombro nel quadro elettrico è ridotto al minimo. Allo stesso tempo, il numero di potenziali fonti di errore è ridotto grazie al minor numero di cavi e connettori. I moderni motori passo-passo con controllo integrato supportano inoltre i protocolli Industrial Ethernet e possono essere facilmente integrati nei sistemi di automazione esistenti.

I motori passo-passo sono particolarmente adatti per operazioni di posizionamento di precisione a velocità moderate e offrono un ottimo rapporto qualità-prezzo. I servomotori vengono utilizzati principalmente in applicazioni altamente dinamiche che richiedono elevata accelerazione, velocità elevate e massima precisione di controllo. Per molte operazioni di posizionamento nell’ingegneria meccanica, i motori passo-passo con controller integrato rappresentano un’alternativa economicamente vantaggiosa ai servoazionamenti.

I moderni motori passo-passo con controller integrati supportano interfacce di comunicazione industriali quali Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, CANopen o Profibus. Ciò consente di integrare direttamente gli azionamenti nei PLC e nei sistemi di automazione. La scelta dell’interfaccia appropriata dipende dall’architettura di controllo utilizzata e dai requisiti dell’applicazione.

Profinet è spesso utilizzato nelle soluzioni di automazione basate su Siemens e consente una perfetta integrazione nel TIA Portal. EtherCAT si caratterizza per tempi di ciclo particolarmente brevi e prestazioni molto elevate nei sistemi multiasse. Entrambi i sistemi garantiscono una comunicazione affidabile tra il PLC e l’azionamento, ma differiscono in termini di capacità in tempo reale, architettura di rete e ambiti di applicazione tipici.

EtherCAT è uno dei sistemi Industrial Ethernet più potenti ed è particolarmente adatto per applicazioni con tempi di ciclo brevi e sistemi multiasse sincronizzati. I motori passo-passo con EtherCAT consentono una comunicazione rapida in tempo reale tra il controllore e l’azionamento e sono spesso utilizzati nell’ingegneria meccanica, nei sistemi di confezionamento e nei sistemi di automazione complessi.

Sì. Molti motori passo-passo integrati sono stati progettati specificamente per il collegamento diretto a un PLC. I comandi di movimento, i dati diagnostici e le informazioni di stato possono essere scambiati direttamente tra il controller e l’azionamento tramite Industrial Ethernet o interfacce bus di campo. Ciò consente di realizzare progetti di macchine moderne in modo particolarmente efficiente.

In genere, i motori passo-passo integrati dispongono di alimentazioni separate per il motore e la logica. Spesso si utilizzano 24 V CC per l’elettronica di controllo e da 24 a 48 V CC per l’alimentazione del motore. Le alimentazioni separate consentono una progettazione flessibile delle macchine e dei sistemi di sicurezza e aumentano l’affidabilità operativa.

Un motore passo-passo con riduttore viene utilizzato quando sono richieste coppie più elevate, velocità di uscita inferiori o un posizionamento particolarmente preciso. L’uso di un riduttore epicicloidale può aumentare significativamente la coppia disponibile e migliorare la risoluzione. Tra le applicazioni tipiche figurano tavole rotanti, sistemi di dosaggio, sistemi di posizionamento e assi di movimentazione.

La scelta della dimensione appropriata dipende dalla coppia richiesta, dalle masse da movimentare, dalla dinamica desiderata e dalle condizioni di installazione. I motori NEMA17 sono adatti per applicazioni compatte, mentre i motori NEMA23 e NEMA24 coprono molte attività classiche di automazione. I motori passo-passo NEMA34 vengono utilizzati quando sono richieste forze e coppie elevate.

A seconda del modello, i motori passo-passo integrati dispongono di funzioni di sicurezza come l’STO (Safe Torque Off). Questa funzione impedisce in modo affidabile la generazione di coppia e consente l’arresto sicuro del motore. Ciò permette di implementare in modo efficiente i moderni concetti di sicurezza nell’ingegneria meccanica.

STO è l’acronimo di Safe Torque Off e si riferisce a una funzione di sicurezza per l’arresto sicuro della coppia del motore. Quando la funzione STO è attivata, il motore non è più in grado di generare coppia. Ciò impedisce l’avvio involontario e aumenta la sicurezza di macchine e impianti.

A seconda del modello, i motori passo-passo con controllo integrato sono disponibili in vari gradi di protezione. Molti azionamenti industriali sono dotati di serie di protezione IP40 e sono disponibili anche con gradi di protezione superiori, come IP54, come opzione. Ciò li rende adatti ad ambienti industriali esigenti con requisiti più elevati in termini di protezione dalla polvere e dai contatti.

I connettori M12 si sono affermati come standard industriale. Consentono un’installazione rapida, una trasmissione sicura del segnale e un’elevata affidabilità anche in condizioni ambientali difficili. Allo stesso tempo, semplificano notevolmente la manutenzione e l’assistenza.

Tra le applicazioni tipiche figurano i sistemi di posizionamento, le macchine per l’imballaggio, l’automazione di laboratorio, la tecnologia medica, i sistemi di dosaggio, i sistemi di movimentazione, i sistemi di trasporto, le applicazioni CNC e le attività di automazione generali nell’ingegneria meccanica. Ovunque siano richiesti movimenti precisi, un design compatto e una facile integrazione, i motori passo-passo integrati offrono vantaggi significativi.

La tendenza verso progetti di macchine decentralizzate e applicazioni dell’Industria 4.0 comporta l’integrazione diretta di un numero sempre maggiore di funzioni nell’azionamento. I motori passo-passo con controllo integrato riducono notevolmente lo sforzo richiesto per la progettazione, il cablaggio e la messa in servizio. Allo stesso tempo, interfacce moderne come Profinet, EtherCAT o CANopen consentono la comunicazione diretta con il controllore della macchina e gettano le basi per soluzioni di automazione flessibili.

Nella scelta di un motore passo-passo adeguato, occorre tenere conto di coppia, velocità, accelerazione, massa del carico e spazio di installazione. Una progettazione professionale dell’azionamento aiuta a valutare in modo realistico le riserve e i carichi. Con il Gunda MotorFinder è possibile dimensionare in modo rapido e trasparente motori passo-passo, riduttori e sistemi di azionamento adeguati.