Elektromotoren worden standaard geleverd in een complete uitvoering, voorzien van een frame inclusief as en lagering. Handig voor het inbouwen, maar soms is die ‘boxed’ uitvoering te volumineus. Voor compacte inbouwtoepassingen zijn zogeheten frameless motoren een bekende optie. Vorig jaar introduceerde de Zwitserse aandrijfspecialist maxon motor zijn eerste frameless modellen. ‘De ontwerper kan een compacter design maken voor zijn systeem, doordat hij de motor optimaal kan integreren.’
Klein en krachtig
In zijn simpelste vorm bestaat een elektromotor uit een rotor en een stator. Stroom door de windingen van de stator zorgt voor een elektromagnetische kracht die werkt op de permanente magneet waarmee de rotor is uitgerust. Daardoor gaat die rotor draaien en de gewenste een kracht, in de vorm van een koppel (torque), uitoefenen. Meestal bouwt de fabrikant rotor en stator samen in een frame en voorziet het geheel van een motoras en lagering; een zogeheten ‘boxed’ motor.
Albert Slot, salesmanager Maxon Benelux
Breed portfolio
Maxon motor is een gerenommeerde leverancier van boxed motoren voor hoogwaardige toepassingen. Klanten, ook uit Nederland, vroegen echter steeds vaker om frameless motoren, vertelt Albert Slot, salesmanager voor de Benelux. Om klanten met een compleet palet te kunnen blijven bedienen, besloot maxon zelf frameless motoren te ontwikkelen. Vorig jaar introduceerde het de eerste modellen. Klanten zijn bezig ze te testen in prototypes voor nieuwe applicaties, meldt Slot. Via de maxon-webshop zijn de frameless motoren al te bestellen en ze staan in de nieuwe catalogus 2018/2019. Intussen is maxon bezig zijn portfolio voor frameless motoren te completeren met uitvoeringen voor verschillende inbouwdiameters, wattages en voltages in het bereik 45-300 mm, 70-260 W, 9-48 V. ‘Om de klantbehoefte zo veel mogelijk met een standaardportfolio in te vullen, zorgen we voor een brede basis waarop we zo nodig kunnen doorontwikkelen. Want klanten komen soms toch met aanpassingen.’
Directe aandrijving
Op zich zijn frameless motoren niet nieuw, erkent Slot. ‘Het is wel een ander product dan de markt van ons gewend is. Maxon staat toch vooral bekend als fabrikant van de traditionele boxed motoren. Sinds een paar jaar hebben we al flat motoren geïntroduceerd, die nog wel standaard boxed worden gemonteerd maar door hun plattere uitvoering een kleinere inbouwlengte hebben. De frameless motoren met een nog kleiner inbouwvolume zijn het vervolg daarop.
De binnenste (lichtgekleurde) ring is de inwendige rotor.
Met onze concullega’s zitten we nu in een soort wedloop wie de meeste torque met de hoogste efficiency uit het kleinste volume motor kan halen.’
Een frameless motor komt als losse stator en rotor die de klant zelf in zijn applicatie moet inbouwen. Uiteraard kan die nog worden voorzien van een as met lagering, een encoder (die de stand van de as meet), een rem en transmissie, of een stukje besturingselektronica. Omdat de klant niet vastzit aan de ‘massieve’ boxed uitvoering, heeft hij de flexibiliteit om de assemblage en inbouw optimaal in te richten. Frameless motoren zijn bij uitstek geschikt voor direct-drive toepassingen zonder transmissie. Daarbij is er geen mechanisch contact tussen bewegende onderdelen, waardoor geen slijtage kan optreden. Als mogelijke toepassing noemt Slot de actuatoren in een robotarm of gripper, waar naast het volume ook het gewicht telt. Want hoe lichter de motor – en dus de hele arm of gripper – is, hoe dynamischer de robot kan bewegen. Andere toepassingen liggen bijvoorbeeld in de wielaandrijving van karretjes voor fabrieksautomatisering of in waferhandling voor de halfgeleiderindustrie.
Ondersteuning
Omdat de klant de motoren zelf moet samenbouwen en integreren in diens applicatie, heeft maxon veel aandacht besteed aan het begeleiden van de correcte montage. Slot: ‘Het kan bijna niet verkeerd gaan, we leveren er uitgebreide instructies bij. Na de mechanische inbouw is de elektronica aansluiten verder plug & play en is eenvoudig na te gaan of de motor aan de specificaties voldoet. Soms helpen we de klant op locatie om een project op gang te brengen.’ De ondersteuning van maxon begint al in de ontwerpfase. ‘De ontwerper kan een compacter design maken voor zijn systeem doordat hij de motor optimaal kan integreren. Wij helpen daarbij door de CAD-files van onze motor zo vroeg mogelijk beschikbaar te stellen. Als er dan uit het ontwerp nog aanpassingen rollen voor de motor, kunnen wij daarop anticiperen. Dat customizen doen wij zo mogelijk in onze vestiging in Enschede. Onder meer in Nederland is een aantal klanten zeer gecharmeerd van frameless motoren. Zij pushen bij maxon deze innovatie.’
