La parola 'servo' deriva dal significato greco di 'schiavo'. Un "servomotore" può essere inteso come un motore che segue assolutamente il comando di un segnale di controllo: prima che venga inviato il segnale di controllo, il rotore rimane fermo; Quando viene emesso il segnale di controllo, il rotore ruota immediatamente; Quando il segnale di controllo scompare, il rotore può immediatamente smettere di ruotare. Un servomotore è un micromotore utilizzato come elemento esecutivo in un dispositivo di controllo automatico, la cui funzione è quella di convertire i segnali elettrici in spostamento angolare o velocità angolare dell'albero.
Il servomotore utilizzato nei robot richiede un'elevata velocità di comunicazione del bus tra il controller e il servo; Alta precisione del servo; Inoltre, ci sono requisiti di lavorazione per i materiali di base. Soprattutto per gli attuatori di estremità dei robot (pinze), dovrebbero essere utilizzati motori con volume e massa minimi, soprattutto quando è richiesta una risposta rapida. I servomotori devono avere un'elevata affidabilità e stabilità, possono resistere a condizioni operative difficili, possono eseguire movimenti in avanti e indietro molto frequenti, accelerazione e decelerazione e possono sopportare un sovraccarico in un breve periodo di tempo.
Requisiti speciali per servo robot
I servomotori sono divisi in due categorie: servo AC e servo DC
La struttura di base dei servomotori AC è simile a quella dei motori a induzione AC (motori asincroni). Ci sono due avvolgimenti di eccitazione Wf e l'avvolgimento di controllo WcoWf con spostamento di 90 gradi nello spazio delle fasi sullo statore, che sono collegati a una tensione CA costante. Lo scopo di controllare il funzionamento del motore viene raggiunto utilizzando la tensione CA o il cambiamento di fase applicato a Wc. I servomotori CA hanno le caratteristiche di funzionamento stabile, buona controllabilità, risposta rapida, alta sensibilità e rigorosi indicatori di non linearità per le caratteristiche meccaniche e normative (rispettivamente meno del 10% al 15% e meno del 15% al 25%).
La struttura di base di un servomotore CC è simile a quella di un motore CC generico. Velocità del motore n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, dove E è la forza controelettromotrice dell'armatura, K è una costante, j è il flusso magnetico per polo, Ua, Ia sono i tensione e corrente dell'armatura, Ra è la resistenza dell'armatura, cambia Ua o cambia φ, La velocità di un servomotore CC può essere controllata, ma generalmente viene utilizzato il metodo di controllo della tensione dell'armatura. In un servomotore CC a magneti permanenti, l'avvolgimento di eccitazione è sostituito da un magnete permanente e il flusso magnetico φ costante. I servomotori DC hanno buone caratteristiche di regolazione lineare e tempi di risposta rapidi.
L'importanza dei servomotori
I sistemi di controllo e i prodotti di automazione dei robot industriali riguardano principalmente servomotori, riduttori, controllori e sensori. Il servomotore è il sistema di alimentazione dei robot industriali, solitamente installato in corrispondenza dei "giunti" del robot, ed è il "cuore" del movimento del robot.
Al momento, l'azionamento congiunto dei robot non può essere separato dai servosistemi. Maggiore è il numero di giunti, maggiore è la flessibilità e la precisione del robot e maggiore è il numero di servomotori da utilizzare. I robot hanno requisiti elevati per i servosistemi, che devono soddisfare i requisiti di risposta rapida, coppia di avviamento elevata, ampio rapporto di inerzia della coppia dinamica, ampia gamma di velocità, dimensioni ridotte, peso leggero, funzionamento di accelerazione e decelerazione e alta affidabilità e stabilità. Attualmente, i robot industriali utilizzano principalmente servosistemi AC.
Distribuzione sul mercato dei servomotori
Attualmente, nel mercato cinese dei macchinari industriali, i principali fornitori includono Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi dal Giappone, nonché Renz e Bosch Rexroth dall'Europa e dagli Stati Uniti. Dal punto di vista della quota di mercato, le servoaziende straniere detengono attualmente una quota di mercato del 75% in Cina. Tra questi, i marchi giapponesi rappresentano il 50%; I marchi europei e americani rappresentano il 25%. I marchi nazionali occupano solo circa il 20 percento della quota di mercato.
Allo stato attuale, i servosistemi cinesi di fascia medio-bassa sono stati in grado di ottenere una produzione su larga scala, ma i servosistemi di fascia alta non hanno ancora formato capacità di commercializzazione e produzione di massa. La domanda di sistemi di controllo di servomotori di precisione in Cina dipende principalmente dalle importazioni. Lo sviluppo dell'industria dei robot è in piena espansione. Con la promozione di politiche di supporto per l'industria dei robot e il continuo miglioramento della tecnologia servo domestica, il ritmo della sostituzione delle importazioni di servosistemi in Cina accelererà.