Sowohl der Servomotor als auch der Schrittmotor sind Gleichstrom-Elektromotoren. Ihr hohes Drehmoment bei Blockierung (oder beim Anlauf) macht sie zu häufig eingesetzten Motoren für Roboter und Sondermaschinen. Zudem werden diese Motoren zur Steuerung der Achsen von CNC-Fräsmaschinen verwendet.
Der Schrittmotor
Der Schrittmotor eignet sich besser für kleine Bearbeitungen. Sein einfacher Aufbau macht ihn sowohl kostengünstig in der Herstellung als auch zuverlässig.
Wenn jedoch die auf den Rotor einwirkenden Kräfte größer sind als das maximal zulässige Drehmoment des Motors (ein vom Hersteller angegebener Wert in Nm), kommt es zum Phänomen des Schrittverlusts: Der Motor verschiebt sich versehentlich, und man hört leise Knackgeräusche im Inneren des Motors.
Wenn Sie ein Werkstück aus einem etwas härteren Material fräsen und die Vorschubgeschwindigkeiten Ihrer Fräsmaschine falsch eingestellt sind, kommt es bei den Schrittmotoren, die Ihre Achsen antreiben, zu Schrittverlusten. Das gleiche Phänomen tritt auf, wenn die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Achsbewegungen zu hoch sind.
Das Problem besteht darin, dass sich bei einem langen Bearbeitungsprozess die aufeinanderfolgenden Schrittverluste zu erheblichen Abweichungen auf den Achsen Ihrer Fräsmaschine summieren. Der Fräser befindet sich dann nicht mehr an der ursprünglich vorgesehenen Stelle, und Ihr fertiges Werkstück ist unbrauchbar.
Schrittmotoren reichen für das Fräsen kleiner Teile und kurze Prozesse in weichen Materialien aus. Für die Fertigung großformatiger Teile sind sie jedoch nicht mehr geeignet.
Der Servomotor
Der Servomotor ist ähnlich wie ein Schrittmotor aufgebaut, mit dem Unterschied, dass er zusätzlich über einen Encoder verfügt. Dieser ermöglicht es, die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors kontinuierlich zu erfassen. So kann die Steuerung feststellen, ob der Rotationsbefehl vollständig ausgeführt wurde. Im Falle eines Schrittverlusts wird erkannt, dass der Motor weniger gedreht hat als vorgesehen, und die Bewegung wird sofort angepasst. Dadurch werden Abweichungen während des Bearbeitungsprozesses vermieden.
Somit ist der Servomotor unempfindlich gegenüber Schrittverlusten und eignet sich daher besser für großformatige Fräsarbeiten. Eine mit Servomotoren ausgestattete Fräsmaschine hält hohen Beschleunigungen und großen Verfahrgeschwindigkeiten auf ihren Achsen stand und bewahrt dabei ihre Positioniergenauigkeit. Sie werden daher für die Fertigung großer Teile empfohlen, die eine hohe Präzision erfordern.