Elegir un sistema de accionamiento inadecuado puede provocar una precisión deficiente, sobrecalentamiento, vibraciones y pérdidas de tiempo de producción. El problema se agrava cuando los compradores confunden un servomotor, un servoaccionamiento, un controlador y un motor paso a paso. La solución es sencilla: infórmate bien sobre cada componente antes de comprar.
Un servomotor es el componente móvil que gira y genera par. Un servoaccionamiento es la unidad electrónica que alimenta y controla el servomotor. El controlador envía órdenes, el servoaccionamiento regula la corriente y la tensión, y el codificador proporciona información de retorno para que el sistema pueda alcanzar la velocidad, la posición o el par deseados con precisión.
A servomotor Es un motor diseñado para el movimiento controlado. En pocas palabras, ayuda a que una máquina se desplace a la posición correcta, a la velocidad adecuada y con el par adecuado. En una máquina CNC, puede mover los ejes X, Y o Z, hacer girar un cambiador de herramientas, accionar un sistema de alimentación o controlar otra pieza móvil.
Un servomotor no es un tipo único de motor. Puede tratarse de un servomotor de CA, un servomotor de CC, un motor de CC sin escobillas u otro tipo de motor eléctrico utilizado dentro de un sistema de bucle cerrado. La clave está en la retroalimentación. El motor recibe una orden, el codificador comprueba la posición real del eje del motor y el sistema corrige el movimiento cuando es necesario.
En LONGQIAO solemos explicarlo así: un motor normal proporciona movimiento, pero un servomotor proporciona un movimiento controlado. Por eso los servomotores se utilizan ampliamente en fresadoras CNC, máquinas de corte por láser, máquinas de corte por plasma, líneas de producción automatizadas, impresoras 3D y otras aplicaciones industriales en las que es importante un posicionamiento estable.
Un servoaccionamiento es la unidad de potencia y control situada entre el controlador y el servomotor. El controlador indica al sistema qué debe hacer. El servoaccionamiento convierte esa orden en corriente para el motor. A continuación, comprueba la información de retroalimentación del codificador y ajusta la salida en tiempo real.
La diferencia entre un servoaccionamiento y un simple controlador de motor radica en el nivel de control. Un controlador de motor básico solo permite hacer que el motor gire hacia delante, hacia atrás, más rápido o más lento. Un servoaccionamiento, en cambio, puede regular el par, la velocidad y la posición. Esto ayuda a que el motor responda con suavidad cuando cambia la carga.
Piensa en el servoaccionamiento como el “gestor de los músculos”. Por sí solo no genera movimiento mecánico, pero sin él, el servomotor no puede funcionar como un sistema de bucle cerrado completo. El accionamiento y el servomotor deben ser compatibles en cuanto a tensión, corriente, tipo de encoder, potencia nominal, método de comunicación y carga de la aplicación.
Muchos compradores se preguntan qué diferencia hay entre un servomotor y un motor de corriente continua, ya que ambos pueden girar y generar potencia. Un motor de corriente continua suele funcionar cuando se le aplica tensión. Es sencillo, habitual y útil en muchas máquinas. Sin embargo, los motores de corriente continua estándar no conocen automáticamente su posición exacta a menos que se les añadan sistemas de retroalimentación y control.
Un servomotor funciona en un bucle de control. Esto significa que el sistema compara la orden con la posición o velocidad real. El encoder envía la señal de retroalimentación del motor. El servoaccionador ajusta la corriente del motor. Esto permite que el servomotor realice movimientos precisos, y no solo una rotación básica.
Un motor de corriente continua con escobillas utiliza escobillas y un conmutador. Un motor de corriente continua sin escobillas utiliza conmutación electrónica y suele tener una vida útil más larga. Un servo de corriente continua o un servomotor de corriente continua puede basarse en el diseño de un motor con escobillas o sin escobillas, pero se convierte en un sistema servo cuando se le añaden la retroalimentación y el control servo.
Un motor paso a paso se desplaza en pequeños pasos. Es muy utilizado porque es fácil de usar, económico y ofrece un gran par a bajas velocidades. Muchas máquinas CNC de sobremesa, impresoras 3D y dispositivos de automatización ligeros utilizan un sistema paso a paso. Un motor paso a paso puede funcionar bien cuando la carga es estable y la velocidad requerida no es demasiado alta.
A servomotor suele ser más adecuado cuando la máquina requiere una velocidad elevada, una respuesta más fluida, una mayor aceleración o la corrección de la carga. En comparación con los sistemas de motores paso a paso, los servomotores suelen elegirse para máquinas de gama alta, ya que pueden utilizar la información de retroalimentación del codificador para corregir los errores de posición.
Para entender cómo funcionan los servoaccionamientos, imagina una pequeña conversación que se repite muchas veces por segundo. El controlador dice: “Muévete aquí”. El servoaccionamiento responde: “Voy a enviar potencia”. El codificador indica: “Esta es la posición real”. A continuación, el servoaccionamiento corrige el movimiento del motor para que se acerque al objetivo.
Esto se denomina bucle de servo. Dentro del sistema de servo, el variador comprueba la posición, la velocidad y la corriente del motor. El controlador de servo regula la corriente en función de la orden y la señal de retroalimentación. Esto permite que el servo reduzca el error y mantenga la estabilidad del movimiento.
Un flujo básico de control de servos tiene este aspecto:
Comando del controlador
↓
Cálculo del servoaccionamiento
↓
Corriente de salida del motor
↓
Giro del motor
↓
Información del encoder
↓
Corrección por parte del servoaccionamiento
Por eso es tan importante la compatibilidad del encoder. Una señal de encoder incorrecta puede provocar alarmas, vibraciones, un sentido de giro erróneo, una velocidad inestable o la falta de movimiento. Antes de utilizar servoaccionamientos, los compradores deben comprobar el tipo de encoder, la resolución de impulsos, la calidad del cable, el protocolo de comunicación y el esquema de cableado.
Existen diferentes tipos de servoaccionamientos para distintos sistemas. Algunos están diseñados para alimentación de CA, otros para alimentación de CC y otros para equipos compactos de baja tensión. En el ámbito del CNC y la automatización, las opciones más habituales incluyen servoaccionamientos de CA, servoaccionamientos de CC, accionamientos de control por impulsos, accionamientos de comando analógico y servoaccionamientos con bus de campo.
El tipo de sistema servo debe adaptarse al controlador y a la estructura de la máquina. Por ejemplo, una máquina de grabado pequeña puede utilizar un método de control por impulsos de dirección. Una línea de producción más avanzada puede utilizar EtherCAT, CANopen, Modbus u otros métodos de comunicación para conectar varios ejes.
Entre los modos de control habituales de los servoaccionamientos se incluyen:
En muchas aplicaciones, la pregunta más relevante no es “¿qué servoaccionamiento es el mejor?”, sino “¿qué servoaccionamiento se adapta a mi controlador, motor, carga y presupuesto?”. Aquí es donde un proveedor integral de componentes CNC puede ayudar a evitar errores.
LONGQIAO / LQ es un proveedor integral con sede en China de piezas para máquinas CNC destinado a compradores de todo el mundo. Suministramos componentes de transmisión y control de movimiento, tales como soluciones de servoaccionamiento y controladores para máquinas CNC, guías lineales, husillos de bolas, sistemas paso a paso y servo, motores de husillo, reductores planetarios y sistemas de cremallera y piñón.
Para los fabricantes de equipos originales (OEM) de máquinas CNC en el extranjero, los distribuidores regionales, las empresas comerciales, los integradores de automatización y los fabricantes de maquinaria, el mayor reto no es solo el precio, sino la estabilidad del suministro. Los compradores necesitan piezas que sean compatibles, se envíen rápidamente y funcionen juntas en la producción real. Por eso, LONGQIAO se centra en el suministro directo de fábrica, la calidad estable, la disponibilidad en stock y el abastecimiento integrado de múltiples componentes.
Un eje CNC típico puede necesitar:
Para los compradores, esto supone un ahorro de tiempo. En lugar de solicitar cinco piezas diferentes a cinco proveedores distintos, pueden adquirir un paquete completo a un solo proveedor. Esto se traduce en menos errores de comunicación, presupuestos más rápidos, una sustitución más sencilla y un mejor servicio posventa.
Deberías utilizar un servo cuando la aplicación requiera mayor velocidad, mayor precisión bajo cargas variables, una respuesta más rápida o un movimiento más suave. Servomotores ofrecen un mejor rendimiento en aplicaciones exigentes de control de movimiento, especialmente cuando la máquina maneja piezas pesadas, tiene carreras largas o requiere aceleraciones y desaceleraciones frecuentes.
Los motores paso a paso siguen siendo útiles cuando la aplicación es sencilla, el coste es un factor determinante y el funcionamiento es predecible. Muchos compradores utilizan motores paso a paso para fresadoras pequeñas, máquinas CNC de sobremesa, impresoras 3D y equipos ligeros. Sin embargo, para fresadoras CNC de mayor tamaño, máquinas de corte por láser, máquinas de plasma y líneas de automatización, los servomotores suelen ser una opción más adecuada.
Utiliza un servo si tu máquina presenta estos síntomas:
En estos casos, un servomotor es un sistema de motor especializado que ayuda a la máquina a responder mejor y a garantizar la calidad de la producción.
Un servomotor genera movimiento mecánico. Un controlador de servo, también denominado servoaccionamiento, suministra potencia controlada al motor. El accionamiento lee la información de retroalimentación y ajusta la corriente, la velocidad, el par o la posición. El motor se mueve; el accionamiento controla el movimiento.
No exactamente. «Controlador de motor» es un término más amplio. Puede controlar muchos tipos de motores. Un servoaccionamiento es un dispositivo de control específico para un servosistema. En muchos sistemas, el controlador envía órdenes y el servoaccionamiento acciona el motor.
En la mayoría de los sistemas prácticos de CNC y automatización, no. Un servomotor necesita un servoaccionamiento adecuado para funcionar correctamente como un sistema de bucle cerrado. Sin el accionamiento adecuado, es posible que el motor no arranque, que se active una alarma o que funcione de forma inestable.
Un servomotor puede ser de CA o de CC. Algunos sistemas utilizan un servomotor de CA. Otros utilizan un servomotor de CC, un servomotor de CC sin escobillas o un motor con escobillas. Lo importante no es solo si es de CA o de CC, sino si el motor, el variador, el codificador y el controlador están bien coordinados.
Los servomotores suelen ser más adecuados para aplicaciones de alta velocidad, cargas variables y control preciso del movimiento. Los motores paso a paso suelen ser más adecuados para máquinas más sencillas y de menor coste. La mejor opción depende de la velocidad, el par, la precisión, el presupuesto y la estructura de la máquina.
Empiece por la carga, la velocidad, el par, el recorrido del eje, el tipo de transmisión, la señal del controlador y el ciclo de trabajo. A continuación, elija un servomotor y un servoaccionamiento adecuados. En el caso de las máquinas CNC, compruebe también la guía lineal, el husillo de bolas, el sistema de cremallera y piñón, la caja de cambios y el sistema de husillo.
