Wenn Sensoren die Sinne einer Anlage sind, dann sind Aktoren ihre Muskeln. Sie wandeln elektrische, pneumatische oder hydraulische Energie in Bewegung um und machen aus einem Steuersignal einen realen Vorgang.
Elektrische Antriebe
Drehstrommotoren sind das Rückgrat der Industrie:
- Asynchronmotoren: am weitesten verbreitet, robust, wartungsarm. Über Frequenzumrichter drehzahlveränderbar
- Synchronmotoren: höherer Wirkungsgrad bei konstanter Drehzahl, eingesetzt bei Kompressoren und großen Pumpen
- Servomotoren: genaue Positionierung und Drehzahlführung für anspruchsvolle Bewegungsaufgaben
Gleichstromantriebe kommen in Neuanlagen kaum noch vor, sind im Bestand aber weiterhin anzutreffen:
- Bürstenbehaftete Ausführungen: einfache Drehzahlstellung über die Spannung
- Bürstenlose Ausführungen: besserer Wirkungsgrad, in Präzisionsanwendungen
Schrittmotoren positionieren ohne Rückführung:
- gesteuerter Betrieb mit festem Schrittwinkel
- geeignet für Verpackung, Laborgeräte und Positionieraufgaben mit geringer Last
Pneumatische Antriebe
Druckluft ist in der Fertigungsautomatisierung wegen ihrer Schnelligkeit und Einfachheit weit verbreitet.
Zylinder:
- Einfachwirkend: Druckluft fährt aus, eine Feder bringt zurück. Für Spann- und Pressaufgaben
- Doppeltwirkend: Druckluft in beide Richtungen. Die übliche Bauform
- Kolbenstangenlos: lineare Bewegung ohne herausstehende Stange, sinnvoll bei langen Hüben auf engem Raum
Ventile:
- Wegeventile: als 3/2-, 5/2- und 5/3-Wege-Ausführung zur Ansteuerung der Zylinder
- Proportionalventile: stufenlose Luftmenge für Geschwindigkeits- und Positionsvorgaben
- Magnetventile: direkt über Digitalausgänge der Steuerung angesteuert
Hydraulische Antriebe
Hydraulik arbeitet mit Drucköl und erreicht Kräfte, die pneumatisch nicht darstellbar sind.
- Zylinder: Kräfte im Kilonewton- bis Meganewtonbereich, für Pressen, Spritzgießmaschinen und Walzwerke
- Motoren: hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl, für Winden, Förderer und mobile Arbeitsmaschinen
Anbindung an die Steuerung
- Digitalausgänge: einfaches Schalten von Schützen, Magnetventilen und Meldeleuchten
- Analogausgänge: 4 bis 20 mA oder 0 bis 10 V für Regelventile, Antriebe und Stellungsregler
- Feldbus: PROFINET, IO-Link oder AS-Interface für Aktoren mit eigener Diagnose
- Motion Control: Impulsfolge oder Feldbus für die genaue Positionierung von Servoachsen
Auswahlkriterien
- Kraft beziehungsweise Drehmoment, das die Aufgabe verlangt
- Geschwindigkeit und Beschleunigung im geforderten Bewegungsprofil
- Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit
- Umgebungsbedingungen einschließlich Temperatur, Feuchte und Explosionsschutz
- Instandhaltungsaufwand und Kosten über die Nutzungsdauer
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