Serwonapędy w automatyce przemysłowej i robotyce

Serwonapędy znajdują zastosowanie w automatyce przemysłowej, a także liniach produkcyjnych i maszynach. Najczęściej ich rolą jest realizowanie kontrolowanego ruchu obrotowego, natomiast do ich podstawowych elementów należą komponenty pracujące w pętli sprzężenia zwrotnego – sterownik, silnik oraz enkoder.  

Czym są serwonapędy i jakie mają funkcje

Serwonapędy są układami wykonawczymi stosowanymi w automatyce i służącymi do realizowania ruchów obrotowych oraz liniowych w aplikacjach, gdzie wymagane jest pozycjonowanie. Znajdują również zastosowanie tam, gdzie konieczne jest precyzyjne przemieszczanie między różnymi położeniami oraz sterowanie przy bardzo małych prędkościach. Wykorzystywane są ponadto w maszynach wymagających dużej dynamiki ruchu. Ich praca koncentruje się w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, a elementem do niej wykorzystywanym, oprócz sterownika oraz silnika, jest enkoder.

Serwosterownik ma za zadanie takie sterowanie serwosilnikiem, aby uzyskać wymagany efekt, którym może być na przykład przemieszczenie wału silnika o konkretny kąt, uzyskanie zadanej liczby obrotów bądź żądanej prędkości wału silnika. Sterowanie odbywa się na podstawie danych z enkodera. Jego wysoka rozdzielczość pozwala na precyzyjne monitorowanie aktualnego położenia wirnika silnika. Dzięki temu układ sterowania może dokonać kompensacji pozycji wału, co zapobiega utracie synchronizacji przez silnik. Nowoczesne serwonapędy wyposażone są w interfejsy komunikacyjne umożliwiające szybką komunikację z jednostką nadrzędną lub taką wymianę informacji między nimi, która zapewni synchroniczną pracę wielu serwosilników. W przypadku mniejszych napędów, sterowniki wbudowane są w silnik bądź zamontowane na nim.  

Serwosilniki

Serwosilniki są elementem wykonawczym i mogą być zasilane prądem stałym lub zmiennym. Serwosilnikiem może być bezszczotkowy silnik synchroniczny prądu zmienniego z magnesami trwałymi na wirniku, z wbudowanym dodatkowo enkoderem. W przypadku napięcia stałego stosuje się bezszczotkowe silniki prądu stałego. Bardzo często wykorzystywane są również silniki krokowe, które dzięki impulsowemu zasilaniu prądem wprawiają wirnik w ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie. Niektóre serwosilniki posiadają cechę pozwalającą na automatyczną identyfikację przez serwosterownik oraz samoczynne sprawdzanie prawidłowości połączenia silnika z napędem. Takie rozwiązanie skutkuje znacznym skróceniem czasu uruchomienia systemu.  

Serwosterowniki

Serwosterowniki umożliwiają sterowanie kierunkiem oraz kontrolują prędkość obrotową silnika. Sterowniki, podając odpowiednie sygnały do silnika, są w stanie wymusić na nim niemalże natychmiastowe przyspieszenie, spowolnienie, wyhamowanie oraz bardzo szybką zmianę obrotów, co może mieć bardzo duże znaczenie w procesie obróbczym. Sterowniki, wraz z enkoderami, umożliwiają precyzyjne wysterowanie prędkości nawet do jednego obrotu na sekundę, co gwarantuje stabilną, długotrwałą pracę na bardzo dużych prędkościach obrotowych. Sterowniki w serwonapędach mogą komunikować się przez porty pozwalające na komunikację z komputerami. Sterowanie odbywa się wtedy na zasadzie przekazywania konkretnych impulsów, poprzez jednoczesną kontrolę prędkości, pozycji, momentu obrotowego, zatrzymania, startu, przyspieszenia oraz spowolnienia.  

Przyszłość serwonapędów

Ze względu na stale rosnące wymagania przemysłu, serwonapędy są urządzeniami integrującymi najnowsze rozwiązania w elektronice, programowaniu oraz mechanice. Współcześnie stosowane serwonapędy gwarantują bardzo dużą precyzję oraz szybkość. Stale powstają konstrukcje napędów, które znajdują zastosowanie w robotyce, gdzie potrzebne są urządzenia o małych wymiarach, ale dużej mocy. Możliwości zastosowań serwonapędów w automatyce przemysłowej i robotyce systematycznie się zwiększają, co może oznaczać, że w przyszłości ich użycie będzie powszechne w tych obszarach. 

Serwonapędy CS-Lab

CS-Lab specjalizuje się w produkcji automatyki przemysłowej oferując profesjonalne produkty w konkurencyjnych cenach. Doświadczeni specjaliści opracowują produkty z wykorzystaniem najnowszych technologii oraz podzespołów dostępnych na rynku. Serwonapędy znajdujące się w ofercie CS-Lab to nowoczesne i efektywnie działające urządzenia umożliwiające prostą konfigurację. 

23 października 2019