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2-2014

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Komponenten

Komponenten Positioniersteuerung im High-Performance-Bereich Langsam war gestern Mit der MAXPOS 50/5 lanciert maxon motor ag eine neue Generation von Positioniersteuerungen im High-Performance-Bereich. Der kompakte EtherCAT Slave eröffnet noch nie dagewesene Möglichkeiten in Bezug auf Präzision, Dynamik und Synchronisation. Er überzeugt zudem durch seine Zuverlässigkeit und Langlebigkeit auch unter harten Anforderungsbedingungen. Mehr als 20 Jahre Erfahrung im Bereich Motion Control fliessen in dieses Produkt mit ein. Die eisenlosen maxon DC- Motoren und bürstenlosen EC- Motoren (BLDC) sind durch ihren Aufbau prädestiniert für Anwendungen, in welchen hohe Dynamik und Langlebigkeit gefordert sind. Typische Bereiche hierfür sind die Robotik, die Medizintechnik oder der Spezialmaschinenbau. Bei hohen Anforderungen wirkte in der Vergangenheit manchmal der eingesetzte Regler oder dessen eingeschränkte Anbindungsmöglichkeit an den Master limitierend, da er nicht mit der großen Dynamik der Motoren schritthalten konnte. Mit der neuen Positioniersteuerung MAXPOS 50/5 können diese Kerneigenschaften der Motoren nun aber ideal genutzt werden. Dank neuester FPGA- Technologie (Field Programmable Gate Array) lassen sich höchste Regeltaktraten bei gleichzeitig minimal kurzen Zykluszeiten erreichen. Anspruchsvolle Motion Control-Aufgaben mit 100 kHz Stromreglertakt und 100 µs effektiver Zykluszeit für die Kommunikation werden so mit einem geeigneten EtherCAT Master zur Bahnplanung realisierbar. Die Unterstützung von Distributed Clocks und CoE (CAN Application Layer over EtherCAT) mit den „Cyclic Synchronous Modes“ erlaubt zudem MAXPOS 50/5 – EtherCAT Slave Digitale Positioniersteuerung für DC-Motoren und EC- Motoren (BLDC) mit Hall-Sensoren und Encoder bis 250 Watt © 2014 maxon motor die präzise Synchronisation von beliebigen Mehrachssystemen. Alternativ dazu stehen auch profilbasierte Betriebsarten für Position und Drehzahl zur Verfügung. Die hohe Rechenleistung erlaubt zudem eine feldorientierte Sinuskommutierung von EC-Motoren (BLDC) bis hin zu einer Drehzahl von 200.000 min -1 . Volle Konnektivität Die vielfältigen Feedbackmöglichkeiten ermöglichen den Einsatz verschiedenster permanentmagneterregter DC-Motoren und EC-Motoren (BLDC) mit digitalen MAXPOS 50/5 und maxon EC-max 30, Ø30 mm, bürstenlos, 60 Watt, mit Hall-Sensoren und Encoder © 2014 maxon motor Hall-Sensoren und Encodern bis 250 Watt. Der weite Versorgungsspannungsbereich von 10 bis 50 VDC sowie die Anschlussleistung von 5 A Dauer- und 15 A Spitzenstrom eröffnen ein breites Anwendungsfeld. Es können gleichzeitig zwei verschiedene Encoder verwendet werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Dual-Loop-Regelung im Master zur Kompensation von mechanischem Spiel und Elastizität im Antriebssystem, was ideal für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Präzision ist. Das Spektrum reicht von digitalen Inkremental-Encodern über analoge Sinus-Cosinus Inkremental- Encoder bis hin zu Absolut-Encodern mit SSI-, EnDat2.2- oder BiSS-C-Schnittstelle. Natürlich sind auch galvanisch getrennte I/Os mit an Bord, um verschiedenste Peripheriekomponenten wie End- oder Referenzschalter mit einbinden zu können. Rundum geschützt und einfach zu betreiben Auch die MAXPOS 50/5 Positioniersteuerung wartet mit umfangreichen Schutzfunktionen gegen Überstrom, Übertemperatur, Unter- und Überspannung, Spannungstransienten, Kurzschluss der Motorleitungen sowie gegen Verlust des Feedbacksignals auf. Motor und Last lassen sich mit einer einstellbaren Strombegrenzung optimal schützen. Ein neu gestaltetes Bedienkonzept für die grafische Benutzeroberfläche «MAXPOS Studio» sorgt zusammen mit etablierten Werkzeugen wie dem Startup Wizard oder dem automatischen Regulation Tuning für eine einfache und intuitive Inbetriebnahme. Weitere Hilfsmittel wie ein kompletter Diagnostic Wizard zur Problembehebung oder ein frei konfigurierbarer Datenrekorder zur Aufzeichnung verschiedenster Prozessdaten ergänzen die Möglichkeiten. Die umfangreiche Dokumentation unterstützt den Kunden zusätzlich darin, in kürzester Zeit zu einem ideal abgestimmten Antriebssystem zu gelangen. Die gesamte Konfiguration lässt sich über USB oder Ethernet vornehmen. maxon motor ag www.maxonmotor.com 34 meditronic-journal 2/2014

Komponenten Design bis in die Kabelspitzen für softwaregestütztes Chirurgie-Navigationssystem Leoni stellt Mikroskopkabel für das mobile Curve- System der Firma Brainlab her, einem softwaregestützen Navigationssystem für die Chirurgie. Leoni entwickelte und fertigt die verschiedenen Mikroskopkabel für das mobile Curve-System der Firma Brainlab – ein softwaregestütztes Navigationssystem für die Chirurgie. Die Leoni-Lösung besticht durch Strapazierfähigkeit und Robustheit bei zuverlässig hoher Übertragungsqualität. Damit unterstützt sie die Vorzüge des Brainlab Curve in Sachen Mobilität, einfacher Handhabung und schneller Verfügbarkeit mit hochwertigem Design – bis ins Detail. Die konfektionierten Kabel von Leoni verbinden das Navigationsmodul des Brainlab Curve mit den verschiedenen anschließbaren OP-Mikroskopen und übertragen zuverlässig Daten, Bild und Energie. Sie bestehen jeweils aus einem Hybridkabel mit verschiedenen Steckern, zwei stabilen, umspritzten Tüllen, einer umspritzten Platine und Ferrite. Da die Mikroskopkabel schnell und sicher angeschlossen werden müssen, liegen sie bei Einsatz auf dem OP-Boden und werden an den Modulen hochgeführt. Neben hoher EMV-Beständigkeit und effizienter Reinigung im sensiblen Umfeld waren eine hohe Zug- und Querdruckfestigkeit die wesentlichen Anforderungen an die Leoni-Entwicklung. Durch spezielle Fertigungstechniken und eine besondere Schirmung sind die hybriden Leitungen EMV-unkritisch. Ihr kompakter Aufbau und ein strapazierfähiger PUR-Mantel sorgen für hohe Stabilität bei angemessener Flexibilität. Die Kabel sind außerdem RoHS-konform und verfügen über den UL-Style 21523 für „external use“. Der Aufteilungsbereich (Breakout) des Kabels in seine drei Elemente wird durch robuste Tüllen geschützt, die eine Reinigung des Kabelsystems erleichtern und dank einer zusätzlichen Schlaufe die schnelle Befestigung der jeweiligen Leitung an Modulen, Liegen oder Gestellen gewährleisten. Aus der geforderten Belastbarkeit entstehende Zugkräfte werden durch diese sichere Befestigung geschickt und einfach abgeleitet. Der Test Die sehr gute EMV-Beständigkeit der Leoni-Anschlussleitungen in bewegtem Einsatz wurde vom unabhängigen Institut für Rundfunktechnik in München getestet und bestätigt. Zur Sicherstellung der langfristigen Belastbarkeit testete Leoni die Kabel, Tüllen, Stecker, Ferriten und Laschen in verschiedenen Mechaniktests. So wurde in einem Kompressionstest die Trittfestigkeit der Meterware getestet – mit überdurchschnittlich gutem Ergebnis: Den mehr als 1000 Prüfzyklen mit einer Belastung von 500 N hielt die Leitung ohne Probleme stand. Auch die Zugentlastung an Steckern, Tüllen, Platine, Ferriten und Lasche wurde getestet. Erst bei Wirkkräften von fast 400 N ist in den zerstörenden Tests die Lasche gerissen. Die anderen Komponenten hielten zum Teil Zugkräften bis zu 900 N stand. LEONI AG www.leoni.com Gehäuse für Embedded PCs In vielen technischen Anwendungsbereichen der Elektronik, wie zum Beispiel in der Telekommunikation, der Medizintechnik, dem Automobil-, der Steuerungs- und Regelungstechnik sowie im Maschinenbau werden verstärkt Embedded PCs eingesetzt. Bei diesen PCs werden nur die Komponenten in das System integriert, die auch für die entsprechende Anwendung benötigt werden. So kann ein Embedded PC wegen der geringen Leistungsaufnahme in der Regel lüfterlos betrieben werden. Hierzu bietet Fischer Elektronik ab sofort seinen Kunden neu entwickelte Gehäuse für Embedded PCs im modernen Design mit praktischen und funktionellen Eigenschaften an. Die einseitig offenen, U-förmigen Aluminium-Gehäuseprofile verfügen über integrierte, außenliegende Kühlrippen zur besseren Wärmeableitung, innenseitige Führungskanäle für schiebbare Vierkantmuttern oder Gewindestreifen, die einer Befestigung der Mainboard-Platine mittels längenvariabler Abstandsbolzen dienen. Des Weiteren gewährleisten die ebenfalls im Strangprofil integrierten seitlichen Führungsnuten eine Aufnahme von ungenormten Leiterplatten, Elektronikkomponenten oder Montageplatten. Eine 2 mm starke Bodenplatte, sowie stirnseitige an die Profilkontur angepasste Deckelplatten, runden den robusten und widerstandsfähigen Gehäuseaufbau ab. Fischer Elektronik www.fischerelektronik.de meditronic-journal 2/2014 35

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