Cuvântul „servo” provine din sensul grecesc „sclav”. Un „servomotor” poate fi înțeles ca un motor care urmează în mod absolut comanda unui semnal de comandă: înainte ca semnalul de comandă să fie trimis, rotorul rămâne staționar; Când este emis semnalul de control, rotorul se rotește imediat; Când semnalul de control dispare, rotorul se poate opri imediat din rotație. Un servomotor este un micromotor folosit ca element de execuție într-un dispozitiv de control automat, a cărui funcție este de a converti semnalele electrice în deplasarea unghiulară sau viteza unghiulară a arborelui.
Servomotorul folosit la roboți necesită viteză de comunicare rapidă între controler și servo; Precizie mare a servo; În plus, există cerințe de procesare pentru materialele de bază. În special pentru efectorii roboți (grippers), ar trebui utilizate motoare cu volum și masă minime, mai ales atunci când este necesar un răspuns rapid. Servomotoarele trebuie să aibă fiabilitate și stabilitate ridicate, pot rezista la condiții dure de funcționare, pot efectua mișcări foarte frecvente înainte și înapoi, accelerare și decelerare și pot rezista la suprasarcină într-o perioadă scurtă de timp.
Cerințe speciale pentru servo robot
Servomotoarele sunt împărțite în două categorii: servo AC și servo DC
Structura de bază a servomotoarelor de curent alternativ este similară cu cea a motoarelor de inducție cu curent alternativ (motoare asincrone). Există două înfășurări de excitație Wf și înfășurare de control WcoWf cu deplasare de 90 de grade în spațiul de fază pe stator, care sunt conectate la o tensiune alternativă constantă. Scopul controlului funcționării motorului este atins prin utilizarea tensiunii AC sau a schimbării de fază aplicate la Wc. Servomotoarele AC au caracteristicile de funcționare stabilă, controlabilitate bună, răspuns rapid, sensibilitate ridicată și indicatori stricti de neliniaritate pentru caracteristicile mecanice și de reglementare (mai puțin de 10% până la 15% și, respectiv, mai puțin de 15% până la 25%).
Structura de bază a unui servomotor DC este similară cu cea a unui motor DC general. Viteza motorului n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, unde E este forța electromotoare înapoi a armăturii, K este o constantă, j este fluxul magnetic pe pol, Ua, Ia sunt tensiunea și curentul armăturii, Ra este rezistența armăturii, schimbarea Ua sau schimbarea φ, Viteza unui servomotor DC poate fi controlată, dar metoda de control a tensiunii armăturii este în general utilizată. Într-un servomotor DC cu magnet permanent, înfășurarea de excitație este înlocuită cu un magnet permanent, iar fluxul magnetic φ constant. Servomotoarele de curent continuu au caracteristici bune de reglare liniară și răspuns rapid în timp.
Importanța servomotoarelor
Sistemele de control și produsele de automatizare ale roboților industriali implică în principal servomotoare, reductoare, controlere și senzori. Servomotorul este sistemul de alimentare al roboților industriali, instalat de obicei la „articulațiile” robotului și este „inima” mișcării robotului.
În prezent, acționarea comună a roboților nu poate fi separată de sistemele servo. Cu cât sunt mai multe articulații, cu atât flexibilitatea și precizia robotului sunt mai mari și cu atât mai multe servomotoare trebuie utilizate. Roboții au cerințe ridicate pentru sistemele servo, care trebuie să îndeplinească cerințele de răspuns rapid, cuplu mare de pornire, raport mare de inerție a cuplului dinamic, gamă largă de viteze, dimensiuni reduse, greutate redusă, funcționare de accelerare și decelerare și fiabilitate și stabilitate ridicate. În prezent, roboții industriali folosesc în mare parte sisteme servo AC.
Distribuția pe piață a servomotoarelor
În prezent, pe piața de mașini industriale din China, furnizorii principali includ Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi din Japonia, precum și Renz și Bosch Rexroth din Europa și Statele Unite. Din perspectiva cotei de piață, companiile străine de servo au în prezent o cotă de piață de 75 la sută în China. Printre acestea, mărcile japoneze reprezintă 50 la sută; Brandurile europene și americane reprezintă 25 la sută. Brandurile autohtone ocupă doar aproximativ 20% din cota de piață.
În prezent, servosistemele medii până la low-end din China au reușit să realizeze producție pe scară largă, dar sistemele servo de vârf nu și-au format încă capabilități de comercializare și producție în masă. Cererea de sisteme de control al servomotoarelor de precizie din China se bazează în principal pe importuri. Dezvoltarea industriei robotilor este în plină expansiune. Odată cu promovarea politicilor de sprijin pentru industria roboților și îmbunătățirea continuă a tehnologiei servo interne, ritmul înlocuirii importurilor de sisteme servo în China se va accelera.