Cos'è un Motore Servo?
A servomotore è tipicamente costituito da un intero sistema servo che include il motore, un encoder ad alta precisione (o un altro sensore di feedback), un azionamento servo e un controller principale. A differenza dei motori tradizionali, questo sistema si basa su un meccanismo di controllo a feedback in ciclo chiuso, che consente un controllo ad alta precisione di posizione, velocità e coppia in tempo reale in base ai comandi ricevuti, garantendo inoltre una risposta rapida.
Come Funziona un Motore Servo?
La precisione di un motore servo deriva dal suo sistema di controllo a ciclo chiuso. Questo sistema raggiunge un controllo ad alta precisione attraverso un ciclo continuo di comando-retroazione-correzione: il controller di livello superiore emette innanzitutto un segnale di comando che specifica la posizione target; il driver servo successivamente amplifica questo segnale in una corrente ad alta potenza per azionare il motore. Nel frattempo, l'encoder o il sensore integrato nel motore monitora in tempo reale la posizione e la velocità effettive e fornisce un feedback al driver. Il driver confronta continuamente la posizione target e quella effettiva utilizzando strategie di controllo come gli algoritmi PID. Non appena viene rilevata una deviazione (ad esempio dovuta a variazioni del carico), modifica immediatamente la corrente di uscita per effettuare una correzione dinamica. L'intero processo viene completato in pochi millisecondi, permettendo al motore di raggiungere rapidamente e mantenere con precisione la posizione target, rimanendo stabile anche in presenza di interferenze esterne. Questo approccio supera significativamente le soluzioni ad anello aperto, come i motori passo-passo, in termini di controllo di coppia, velocità e posizione.
Tipi di servomotori
I motori servo possono essere suddivisi in motori servo DC e motori servo AC in base al tipo di alimentazione.
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Servomotori a corrente continua
In condizioni di alimentazione AC, i motori vengono principalmente classificati in motori sincroni servo a magnete permanente (PMSM) e motori servo asincroni (ASM), in base al loro principio di funzionamento e alla struttura. I PMSM offrono vantaggi come alta precisione e rapida risposta, e vengono ampiamente utilizzati in applicazioni di controllo ad alta precisione, come robot industriali, macchine utensili a controllo numerico (CNC), attrezzature per semiconduttori e linee di produzione automatizzate. D'altro canto, i motori servo asincroni sono più adatti per apparecchiature con elevate potenza e velocità e minori requisiti di precisione, come centrifughe e compressori.
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Motori servo DC
Quando vengono alimentati con corrente continua, i motori servo sono principalmente classificati come Motori Servo CC con spazzole e Motori Servo CC senza spazzole (BLDC), in base alla loro struttura e modalità operativa. La differenza principale tra i due risiede nel metodo di commutazione: i motori servo CC con spazzole utilizzano una commutazione meccanica, basata sul contatto fisico tra spazzole e un commutatore; mentre i motori servo BLDC utilizzano una commutazione elettronica, sfruttando sensori di posizione e attuatori per un controllo preciso. Al momento, i motori servo BLDC, grazie ai loro significativi vantaggi in termini di prestazioni, affidabilità e durata, hanno gradualmente sostituito i modelli con spazzole e sono diventati la scelta principale per applicazioni servo ad alta precisione e affidabilità.
Applicazioni del Motore Servo
Le capacità uniche dei motori servo li rendono indispensabili in numerosi settori:
- Automazione Industriale: Robotica, lavorazione CNC, attrezzature per il confezionamento, ecc.
- Robotica: Controllo delle articolazioni di braccia e gambe robotiche con movimenti precisi.
- Elettronica per Consumo: Azionare la lente della fotocamera per ottenere l'autofocus e controllare il movimento della testina di stampa nelle stampanti 3D di alta gamma.
- Attrezzature Mediche: Alimentare strumenti precisi nei robot chirurgici e controllare le pompe per fluidi nelle macchine diagnostiche.
Prodotti Servo Motori in Evidenza
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Motore Servo DC Integrato NEMA 23 : motore CC brushless con dimensione del telaio 57 mm, integrato con encoder a 16 bit e unità di servoazionamento.
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Motore Servo AC EtherCAT : motore servo che copre la gamma di potenza più comune da 0,05 kW a 7,5 kW con encoder magnetico assoluto multiturno a 17 bit. L'unità di servoazionamento supporta sia sistemi di alimentazione monofase che trifase con comunicazione EtherCAT.
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Motore Servo AC con Segnale Impulsivo : motore servo che copre la gamma di potenza più comune da 0,05 kW a 7,5 kW con encoder magnetico assoluto multiturno a 17 bit. L'unità di servoazionamento supporta sia sistemi di alimentazione monofase che trifase con comunicazione a impulsi.
