Alles auf einem Chip Bewegungssteuerungen: Vorteile integrierter Lösungen

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Performance Motion Devices (PMD) entwickelt integrierte Bewegungssteuerungen, die Bewegungs- und Maschinenfunktionen auf einem Chip vereinen. Vorteil: Deutlich kürzere Entwicklungszeiten.

Performance Motion Devices (PMD) wurde 1992 gegründet und hat seinen Hauptsitz in der Nähe von Boston, Massachusetts (USA). Als Hersteller von Bewegungssteuerungstechnologie bietet das Unternehmen eine breite Produktpalette von integrierten Schaltkreisen bis hin zu kompletten Modulen und Platinen, mit denen hochkomplexe Bewegungssysteme effizient und präzise gesteuert werden können. Die Kernidee ist die Entwicklung leistungsstarker Bewegungssteuerungen auf einem Chip (IC), die sowohl die Bewegungs- als auch die Maschinensteuerung in ein einziges System integrieren. 

Zu den Produkten gehören integrierte Schaltkreise, digitale Antriebe und Verstärker sowie spezielle Steuerplatinen für automatisierte Liquid-Handling-Systeme, Zentrifugen, Roboterarme und vieles mehr. Das Portfolio umfasst die Juno ICs zur Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung, die Magellan ICs zur Bewegungssteuerung, die Atlas Digital-Verstärker, die ION/CME-N-Serie und ION-500/3000-Digital-Antriebe sowie die Prodigy Leiterplatten (PCBs). Das Sortiment deckt Leistungsbereiche von 75 Watt bis mehr als einem Kilowatt ab und unterstützt verschiedene Motorentypen wie bürstenlose Gleichstrommotoren, Gleichstrombürstenmotoren und Schrittmotoren. Kernstück aller Produkte ist der Motion-Control-IC, der eine flexible und schnelle Entwicklung von Bewegungssteuerungen ermöglicht.

Motoren leise und effizient steuern

Die Motion-Control-Produkte ermöglichen eine präzise, leise und energieeffiziente Steuerung von Motoren, was die Anwendungsentwicklung vereinfacht und Kosten reduziert: „Mithilfe der Magellan- und Juno-Motion-Control-ICs kann der Anwender seine eigenen eingebetteten Steuerplatinen bauen. Viele unserer Kunden arbeiten auch mit Plug&Play-Produkten wie den digitalen ION-Antrieben,“ sagt Prabhakar Gowrisankaran, VP of Engineering & Strategy bei PMD. Durch das All-in-one-System lässt sich eine hohe Präzision, Flexibilität und Effizienz erreichen, die besonders in hochautomatisierten Fertigungsumgebungen gefragt ist. Zudem nutzen die Produkte Energie äußerst effizient, erleichtern die Fehlererkennung und -diagnose und damit auch die Wartung.

Kundenspezifische Platinen schneller entwickeln

Zu den Innovationen zählen vollständig geschlossene, auf Leiterplatten montierte digitale Verstärker, die eine Leistung von mehr als 500 Watt ermöglichen, die Option, per Software zwischen verschiedenen Motortypen zu wechseln sowie die Feldorientierte Steuerung (FOC) für bürstenlose Gleichstrom- und Schrittmotoren mit einer Frequenz von bis zu 20 Kilohertz. Dies ermöglicht es den Kunden, flexibel Anpassungen vorzunehmen und Bewegungen präzise zu steuern. Dank der intelligenten Module können sie sich ganz auf ihre Anwendungsentwicklung konzentrieren und ihre Innovation voranbringen. Mit Plug&Play-Modulen können insbesondere voll funktionsfähige, kundenspezifische Platinen innerhalb weniger Wochen statt Monaten oder sogar Jahren entwickelt und produziert werden. Konstrukteure wählen im Grunde nur noch die Anschlüsse und legen den Formfaktor der Platine fest. Das betont auch Gowrisankaran: „Mithilfe unserer Hardware- und Bewegungskompetenz hat zum Beispiel ein Kunde einen kostengünstigeren und leistungsstärkeren Bewegungscontroller für einen chirurgischen Laser entwickelt.“ Kurz gesagt: Diese Lösungen verkürzen deutlich die Entwicklungszeit.

Lösungen für Bewegungssystem-OEMs und Maschinenbauer

Die Nachfrage nach kompakten, leistungsstarken Lösungen wächst insbesondere bei kleineren Maschinen und in anspruchsvollen Anwendungen wie der Halbleiter- und Laborindustrie – ein lohnender Markt für Anbieter von integrierten Bewegungssteuerungen. PMD gehört dabei zu den wenigen Unternehmen mit umfassender Erfahrung und Expertise, die innovative Lösungen für Bewegungssystem-OEMs und Maschinenbauer bereitstellen. Die Zahl der Mitbewerber ist in Europa bzw. Deutschland bislang eher gering.

Digitale Antriebe

Bewegungssteuerung: Maxi-Leistung in Mini-Baugröße

Kompakte Lösung

Integrierte Bewegungssteuerungen sind deutlich kompakter im Vergleich zu einer Maschine mit einer kabelgebundenen Steuerung. Ihr entscheidender Vorteil liegt darin, dass sie die gesamte Maschinensteuerung übernehmen: Sie führen Benutzeranwendungscode aus, generieren Bewegungsprofile, handhaben die Servopositionierung und treiben den Motor mit einem integrierten Verstärker an. Sie verfügen außerdem über mehrere Schnittstellen, mindestens seriell (CAN und Ethernet). Zudem sind sie klein, leicht und gleichzeitig hochperformant. Bestes Beispiel dafür: die ION-N-Serie digitaler Antriebe, die gerade mal 37 x 37 Millimeter messen.

Zertifizierte Qualität

Das Unternehmen ist nach ISO 9001:2015 und ISO 13485:2016 zertifiziert und verpflichtet sich damit zu höchsten Standards in Design, Entwicklung und Produktion. Zudem arbeitet der Hersteller schon lange mit der FDA zusammen und unterstützt Kunden bei der Zulassung medizinischer Geräte. Bereits 1997 wurden die Motion-Control-ICs in einem FDA-zugelassenen Gerät eingesetzt. Seitdem hat sich das Unternehmen als Partner unter anderem für Hersteller im Medizinsektor etabliert, die dank der speziellen Motion-Control-Lösungen ihren gesamten Entwicklungszyklus optimieren können.

Intuitives Programmiertool

Alle Produkte nutzen denselben Bewegungssteuerungs-IC und die gemeinsame Sprache C-Motion. Die Kunden arbeiten also auf einer einzigen Plattform und können die Software vom Developer Kit bis zur finalen Steuerplatine einheitlich nutzen. Das Unternehmen bietet darüber hinaus eine Vielzahl von Entwickler-Kits an, die dabei helfen, die Funktionen der ICs, Module und Platinen optimal zu nutzen. Das intuitive Programmiertool ProMotion reduziert die Einrichtungszeit von Tagen auf Stunden, vereinfacht die Achseneinstellung und überwacht die Leistung aller relevanten Parameter. Die Programmiersprache C-Motion ist C-basiert und bietet neben einem wiederverwendbaren Code auch eine kompakte Bibliothek an Routinen. Hinzu kommt die langfristige Verfügbarkeit der Produkte. Der Hersteller bietet seinen Kunden eine kontinuierliche Versorgung mit maßgeschneiderten IC-Versionen, um Produktionsunterbrechungen zu vermeiden. Auch Kunden, die schon vor mehr als 20 Jahren auf die Produkte des Anbieters gesetzt haben, können weiterhin auf den Support zählen.

Carlos Bielicki ist VP of Sales & Marketing bei Performance Motion Devices (PMD).