Kilka zdań o serwonapędach

Czym są serwonapędy?

W uproszczonej charakterystyce serwonapęd to zestaw urządzeń służących do precyzyjnego sterowania ruchem obrotowym lub liniowym. W skład serwonapędów wchodzą:

• Serwosilniki
• Wzmacniacze serwo
• Okablowanie
• Akcesoria

Zazwyczaj serwosilniki są napędami synchronicznymi.

Występują w wersjach obrotowej lub liniowej. Serwosilnik wyposażony jest podobnie jak silnik asynchroniczny w stojan i wirnik, z tym, że wirnik posiada magnesy trwałe. Wirnik jest elementem przenoszącym ruch. Odwrotne działanie mają silniki liniowe gdyż tutaj stojan jest w ruchu.

Silniki serwo ponadto mają tzw. sprzężenie zwrotne. Są nim enkodery lub resolvery, ewentualnie liniały pomiarowe. Są one na stałe sprzężone z wirnikiem lub stojanem. Zadaniem ich jest informowanie wzmacniacza serwo o aktualnej pozycji lub prędkości serwosilnika. Serwosilniki czasem są wyposażone w hamulce elektromagnetyczne.

Z kolei wzmacniacz serwo (servo drive) jest kontrolerem pracy silnika serwo. Zasila on obwód mocy (uzwojenie) i doczytuje bieżącą pozycje. Ponadto "pilnuje" parametrów pracy takich jak obciążenie, napięcie, prędkość itp.

Do akcesoriów serwonapędów wchodzą okablowanie układu mocy, sprzężenia zwrotnego, złączki, rezystory i inne. Tutaj każda aplikacja i każdy producent musi być dobierany indywidualnie.

Cechy serwonapędów

Serwonapędy cechują się kilkoma podstawowymi i wspólnymi zarazem elementami. Są to:

• Moment trzymający przy zerowej prędkości tzw. servo on
• Stały moment obrotowy od zera do prędkości nominalnej
• Precyzyjne utrzymanie prędkości obrotowej lub przesuwu
• Możliwość sterowania prędkością, momentem lub pozycją

Do czego stosujemy serwonapędy?

Przyjęło się, że serwonapędy wykorzystuje się przede wszystkim w obrabiarkach numerycznych CNC. Tutaj nie do końca tak jest. Napędy synchroniczne stosujemy wszędzie tam gdzie istnieje taka potrzeba. Więc jeśli potrzebujemy coś przesunąć o dokładną odległość, ograniczyć siłę czy dostosować precyzyjnie prędkość to już mamy przesłanki za użyciem serwonapędów.

Z uwagi, że wymieniono trzy podstawowe tryby pracy poniżej przykłady zastosowań serwonapędów.

Tryb momentowy:

• Nawijarki do folii
• Odwijaki papieru
• Dokręcanie śrub
• Dociskarki

• Przenośniki i transportery
• Układy nadążne np. Cięcie w locie
• Okleiniarki

• Tokarki CNC
• Szlifierki
• Frezarki
• Plotery
• Drukarki
• Manipulatory

Obecnie stosowanie serwonapędów stało się osiągalne również dla mniejszych aplikacji, gdyż stały się ogólnie dostępne, a ceny przystępne. Oszczędności ze stosowania można wyliczać bez liku. Jednak kilka z nich jest bardzo istotnych:

• Oszczędność energii
• Precyzja i powtarzalność
• Krótszy czas przezbrojenia