gesponsertAntriebstechnik Schrittmotor NEMA 24: Erklärung und Anwendungen, die Sie kennen sollten

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item Industrietechnik GmbH

Präzise Positionierung und einfache Steuerung: Erfahren Sie, wie Sie die Vorteile von Schrittmotoren für Ihre Aufgaben nutzen können.

Schrittmotoren haben sich als zuverlässige Lösung etabliert, wenn es um präzise, wiederholgenaue Bewegungen geht, beispielsweise in 3D‑Druckern, CNC‑Maschinen oder Scannern. Sie wandeln elektrische Impulse in exakte mechanische Schritte um.  

Für die Positionierung eines Schrittmotors reichen ein geringer Kostenaufwand und eine einfache Steuerung aus. Deshalb kommen Motoren wie der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item insbesondere in Anwendungen zum Einsatz, die eine vergleichsweise leichte und kosteneffiziente Positionierung benötigen: Hierzu zählen etwa Lösungen im Bereich Karakuri/Low Cost Automation.

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Technische Eigenschaften von Schrittmotoren

Schrittmotoren überzeugen nicht nur durch ihre Präzision, sondern auch durch eine Reihe technischer Eigenschaften, die sie vielseitig einsetzbar machen:

• Schrittweise Drehbewegungen: Statt einer kontinuierlichen Rotation führt der Rotor kleine, einzelne Schritte aus. Typischerweise lassen sich 200 Schritte pro Umdrehung einzeln ansteuern. Dies entspricht einem Schrittwinkel von 1,8 Grad.
• Positionierung ohne zusätzliche Sensorik: Die exakte Position des Rotors ist durch die Anzahl der gesendeten Impulse vorgegeben.
• Hohes Haltemoment: Im Stillstand hält der Schrittmotor fest seine Position.
• Bürstenlose Konstruktion: Schrittmotoren zeichnen sich durch geringen Wartungsbedarf, lange Lebensdauer und energieeffizienten Betrieb aus, da sie ohne verschleißanfällige Bürsten arbeiten.
• Unipolar vs. bipolar: Es wird unterschieden zwischen unipolaren Schrittmotoren (einfachere Ansteuerung und 5 bis 6 Anschlüsse) und bipolaren Schrittmotoren (4 Anschlüsse und ein höheres Drehmoment).

Wo kommen Schrittmotoren zum Einsatz?

Durch ihre exakte, schrittweise Drehung ermöglichen Schrittmotoren eine Positionierung ohne Positionsfeedback. Sie bilden damit die ideale Grundlage für präzise Bewegungsabläufe, etwa bei der exakten Positionierung von Bauteilen in:

• 3D-Druckern
• CNC-Maschinen
• Scannern
• Robotern

Darüber hinaus spielen Schrittmotoren ihre Vorteile bei wiederholgenauen Aufgaben ohne komplexes Feedback aus. Beispiele hierfür gibt es etwa in:

• der Medizintechnik (Infusionspumpen, Analysegeräte)
• der Automatisierungstechnik (Verpackungsmaschinen, Förderbänder)
• dem Kfz-Bereich (Heizungs- und Klimaklappen)

Was sind die Vorteile von Schrittmotoren?

Schrittmotoren haben sich in zahlreichen Anwendungen als wirtschaftliche und zugleich leistungsstarke Antriebslösung etabliert. Besonders im 3D-Druck oder in CNC-Maschinen wird ihr Potenzial deutlich. Wenn Sie zusätzlich einen Encoder integrieren, steigert sich die Präzision noch weiter, wie der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item zeigt.

Zu den konkreten Vorteilen von Schrittmotoren zählen:

• Hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit: Präzise Positionierungen lassen sich zuverlässig und konstant reproduzieren.
• Kosteneffiziente Positionierung ohne Encoder: Durch das Zählen der Schritte kann die Position gesteuert werden (Open-Loop).
• Hohes Haltemoment: Auch im Stillstand bieten Schrittmotoren ein hohes Drehmoment, sodass Positionen sicher gehalten werden.
• Einfache Ansteuerung: Die Steuerung erfolgt unkompliziert über digitale Impulse von Mikrocontrollern.
• Robuste und wartungsarme Bauweise: Die bürstenlose Konstruktion sorgt für eine lange Lebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand.
• Hervorragendes Start-Stopp-Verhalten: Sie sind ideal für Anwendungen mit häufigen Richtungswechseln oder häufigen Start-Stopp-Zyklen.

• Hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit: Im unteren Drehzahlbereich spielen Schrittmotoren ihre Stärken voll aus.

Was ist ein Schrittmotor NEMA 24?  

Ein NEMA-24-Schrittmotor ist ein Schrittmotor mit einer standardisierten Flanschplatte der Größe 2,4 x 2,4 Zoll beziehungsweise 60 x 60 mm. Die Bezeichnung „NEMA“ steht für die National Electrical Manufacturers Association, einen US-amerikanischen Branchenverband, der verbindliche Standards für Motoren, elektrische Gehäuse und Steckverbindungen festlegt.

Was ist der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item?

Der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item vereint kompakte Bauweise mit hohem Drehmoment und präziser Kontrolle der Motorwelle. Er verfügt über eine bereits integrierte Steuerung und lässt sich leicht installieren. Eine übergeordnete SPS wird nicht benötigt.

Auch die Inbetriebnahme gestaltet sich unkompliziert: Anwenderinnen und Anwender ohne tiefgehende Vorkenntnisse können den Schrittmotor schnell und sicher konfigurieren. Ein Getriebe wird nicht benötigt und das Gesamtsystem (Motor, Steuerung, Verkabelung usw.) ist kostengünstig.

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Wie lässt sich der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item programmieren?

Für die Programmierung des Integrierten Schrittmotors NEMA 24 steht Ihnen mit dem item MotionSoftStepper eine kostenfreie und nutzerfreundliche Software zur Verfügung. Mit wenigen Klicks realisieren Sie damit eine komplette Ablaufsteuerung für die Anwendung.

Vordefinierte Betriebsmodi erleichtern den Einstieg zusätzlich: Sie können auf leicht anpassbare Module zurückgreifen und diese flexibel für Ihre individuellen Anforderungen nutzen.

Für welche Anwendungen eignet sich der Integrierte Schrittmotor NEMA24 von item?

Die Kombination aus kompakter Bauweise, Robustheit und einfacher Handhabung macht den Integrierten Schrittmotor NEMA24 von item zur idealen Lösung für Karakuri-/Low-Cost-Automation-Anwendungen.

Ein typischer Einsatzbereich ist hier die Automatisierung von nicht wertschöpfenden Tätigkeiten, etwa das Heben von Behältern. Durch die gezielte Entlastung von Mitarbeitenden bei körperlich belastenden oder unergonomischen Aufgaben entsteht mehr Freiraum für produktive Tätigkeiten.

Gleichzeitig ermöglicht die klare Trennung zwischen wertschöpfenden Tätigkeiten (Produktion) und nicht wertschöpfenden Arbeiten (Transport) eine effizientere Gestaltung der Prozesskette. Das Ergebnis: verkürzte Durchlaufzeiten und gesteigerte Produktivität. Gleichzeitig gelingt eine mustergültige Umsetzung von Lean Production unter ergonomischen Bedingungen.

Darüber hinaus eignet sich der Integrierte Schrittmotor NEMA24 für die präzise Positionierung von Sensor- und Kamerasystemen sowie für den Einsatz in Verpackungsanlagen. In solchen Anlagen werden zahlreiche einfache lineare Bewegungen benötigt, beispielsweise beim Falten eines Kartons.

Was ist beim Kauf eines Schrittmotors wichtig?

Beim Kauf eines Schrittmotors haben Leistung und Drehmoment eine besondere Bedeutung. Baugröße und Wellendurchmesser sind von der Leistung abhängig und müssen zur entsprechenden Befestigung passen.

Für eine dauerhaft zuverlässige und leistungsfähige Lösung empfiehlt es sich, zusätzlich folgende Faktoren zu berücksichtigen:

• Geschlossene Systeme (Closed-Loop)
• Passende Wicklungsauslegung zur Drehzahl
• Montageumgebung

Wo kann ich einen Schrittmotor NEMA 24 kaufen?

Der Integrierte Schrittmotor NEMA24 ist im item Online Shop erhältlich.

Lieferumfang:

• 1 integrierter Motor ST NEMA24
• 1 Kurzanleitung

Technische Eigenschaften im Überblick:

• Betriebsspannung: 16 … 52 V DC
• ESD-sicher: Nein
• Gewicht: m = 1,515 kg
• Nennleistung: Pn = 100 W
• Umgebungstemperatur (im Betrieb): +10 °C … +40 °C
• Schnittstellen: USB, RS485, Digitale I/Os
• Motor-Stillstandsmoment: Mo = 3 Nm