Positionieren mit Servo- und Schrittantrieben

Ein Schrittmotor dreht je Impuls um seinen Schrittwinkel, bei 1,8° sind das 200 Vollschritte je Umdrehung. Im Mikroschrittbetrieb teilt die Endstufe jeden Vollschritt weiter, der Motor läuft ruhiger und die Schrittweite wird feiner; die absolute Genauigkeit steigt aber nicht im selben Maß. Treibt der Motor eine Spindel an, ist der Weg je Schritt die Steigung geteilt durch die Schritte je Umdrehung. Die nötige Schrittfrequenz folgt aus Geschwindigkeit, Steigung und Schrittzahl. Ohne Geber bemerkt der Schrittmotor verlorene Schritte nicht.

Ein Servoantrieb misst seine Lage mit einem Geber und regelt sie. Ein Inkrementalgeber liefert Impulse auf den Spuren A und B; mit Vierfachauswertung zählt die Steuerung jede Flanke, aus 1024 Strichen werden 4096 Inkremente je Umdrehung. Weil die Position nur gezählt wird, ist nach dem Einschalten eine Referenzfahrt auf Nocken und Nullimpuls nötig; Absolutwertgeber kennen ihre Lage sofort. Erst nach dem Referenzieren werden Software-Endschalter wirksam, dahinter sichern Hardware-Endschalter und Festanschläge.

Während der Fahrt läuft die Istposition der Sollposition nach. Dieser Schleppabstand ist ohne Vorsteuerung die Geschwindigkeit geteilt durch den Kv-Faktor des Lagereglers. Überschreitet er den Grenzwert, schaltet der Antrieb mit „Schleppfehler“ ab, meist wegen schwergängiger Mechanik, zu steiler Rampe oder gestörtem Geber. Ein Motorgeber misst indirekt: Rutscht eine Kupplung durch oder springt ein Zahnriemen, stimmt die Anzeige, aber nicht die Lage des Schlittens.