A robotikai alkalmazhatóság szempontjából a léptetőmotorok (steppers) számos előnnyel rendelkeznek, ezért ezekről érdemes részletesebben szólni:
A léptetőmotor olyan, többfázisú, sokpólusú villamos motor, melynél a tekercseket adott sorrendben gerjesztve, a tengely kis szögelfordulást végez, és ott rögzítve megáll. Ezt nevezzük lépésnek. Ha a motort gyorsan léptetjük, szinte sima forgómozgást kapunk. Egy körfordulatot akár 1000 lépésre is oszthatunk. A léptetőmotorok három fő típusa az állandómágneses-, a reluktancia-, és a hibrid léptetőmotor.
A megoldás előnyei:
- Nem szükséges enkóder, hiszen a működtetés diszkrét lépésekben történik.
- Nagyon kicsi fordulatszámok is használhatók.
- Nem kell rögzítőfék az ízületbe, a motor ezt a feladatot is ellátja.
- Nincs szénkefe, így kisebb a karbantartásigény.
Az állandómágneses léptetőmotorok forgórészében állandómágneseket talá- lunk. Ezek ugranak a legközelebbi, megfelelő mágneses pólust adó állórész-foghoz. Az állórészben két tekercs helyezkedik el, középkiveze- téssel. Ezt az elrendezést unipolárisnak nevezzük.
A működési elv a jobboldali ábrán követhető. Figyeljük meg, hogy az állórész mágneses mezeje szembeforog a forgórésszel! Az unipoláris tekercselés mellett találkozhatunk még a bipoláris és bifiláris tekercseléssel is. Az állandómágneses léptetőmotorok kis méretben versenyképesek, ilyen robotalkalmazásokban találkozhatunk velük.
A reluktanciamotoroknál a forgó- részben nincsenek állandómágne- sek, az állórész gerjesztésekor a forgórész úgy áll be, hogy a mágneses ellenállás a legkisebb legyen. Figyeljük meg, hogy az álló- és forgórész fogszáma különböző!
A reluktanciamotorok hatásfoka nem éppen kiváló, ezért nem az ipari alkalmazás az erősségük.
A hibrid léptetomotor nagy nyomatékkal, pontos beállással, jó pozíciótartással érte el, hogy az ipari robotokban ezt alkalmazzák leggyakrabban. A hibrid léptetőmotor egy lemezelt, fogazott lágyvas állórészből, diamágneses tengelyből, a tengelyre húzott gyűrű alakú állandómágnesből és erre húzott, fogazott lágyvas forgórészből áll.
Ha nagy nyomatékra van szükség, több ilyen motort tesznek fel közös tengelyre. A motor készül 2-, 3-, 4- és ötfázisú kivitelben. A nagyobb fázisszám simább járást eredményez, de mind a motor, mind a meghajtó elektronika drágább. Képünkön egy hibrid léptetőmotor látható, a fenekére szerelt 2000 lépéses abszolút enkóderrel.
