Guida ai servomotori: cosa sono i servomotori e come funzionano?

Cosa sono i servomotori?

I servomotori sono dispositivi elettrici autonomi che utilizzano una serie di ingranaggi di trasmissione per un movimento preciso. Applicati al modello CNC, i servomotori vengono utilizzati per controllare la posizione dell'utensile di taglio in uno spazio bidimensionale o tridimensionale. Possono anche controllare la velocità di rotazione di altre macchine per rettifica e fresatura, come i torni.

I componenti interni di un servomotore e la sua relativa complessità possono variare a seconda dell'applicazione. Tuttavia, tre componenti di base sono sempre presenti: il motore, il potenziometro e il circuito di controllo.

Il servomotore

Il meccanismo di azionamento principale di qualsiasi servomotore è il motore. I più semplici Mitsubishi utilizzano un servomotore a corrente continua collegato a un riduttore e a un albero di uscita. Il motore controlla l'albero di uscita ruotando gli ingranaggi di collegamento.

I servomotori a corrente alternata sono utilizzati anche in servomeccanismi più complessi. La corrente alternata consente il controllo sia tramite tensione che frequenza, offrendo una regolazione più precisa.

Potenziometro

Il potenziometro funge da meccanismo di feedback per l'azionamento del servomotore. Tramite un connettore a tre pin, gli ingressi combinati consentono di controllare la direzione, la velocità e la posizione dell'albero di uscita.

Circuito di controllo

I servomotori CNC utilizzano un circuito di controllo per interpretare i segnali elettrici tra il controller, il motore e il potenziometro. Il circuito di controllo può anche ritrasmettere i segnali dal potenziometro al controller, informando l'utente sulla posizione relativa dell'albero di uscita.

Altre variabili, come servomotori CA, commutatori, limitatori, potenziometri aggiuntivi e altri componenti, possono introdurre ulteriori livelli di complessità.

Come funzionano i servomotori?

La modulazione di larghezza di impulso (PWM) controlla servomotori di grandi e piccole dimensioni. Il controller invia un impulso elettrico all'azionamento. La larghezza dell'impulso indica al servomotore dove e come muoversi.

Gli impulsi possono essere analogici o digitali a seconda dell'azionamento del servomotore. Gli impulsi digitali utilizzano un convertitore e un piccolo microprocessore per inviare e ricevere segnali rapidi, consentendo quasi sei volte il numero di impulsi nello stesso intervallo di tempo rispetto a un segnale analogico.

I controllori logici programmabili (PLCs) sono controlli avanzati che forniscono una serie di istruzioni da eseguire in sequenza. Ad esempio, un PLC può indicare a un servomotore CNC dove muoversi lungo una lastra di acciaio inossidabile e come tagliarla per produrre un pezzo specifico. Questo processo può essere ripetuto fino al taglio dell'intera lastra. Successivamente, l'operatore rimuove la lastra e ne posiziona una nuova sul piano di taglio per ripetere il processo.