Le choix d'un système d'entraînement inadapté peut entraîner un manque de précision, un échauffement, des vibrations et des pertes de temps de production. Le problème s'aggrave lorsque les acheteurs confondent servomoteur, servovariateur, contrôleur et moteur pas à pas. La solution est simple : il suffit de bien comprendre chaque composant avant d'acheter.
Un servomoteur est le composant mécanique qui tourne et génère un couple. Un servovariateur est le bloc électronique qui alimente et commande le servomoteur. Le contrôleur envoie des commandes, le variateur ajuste le courant et la tension, et le codeur fournit un retour d'information afin que le système puisse atteindre une vitesse, une position ou un couple précis.
A servomoteur Il s'agit d'un moteur conçu pour assurer un mouvement contrôlé. En termes simples, il permet à une machine de se déplacer vers la bonne position, à la bonne vitesse et avec le couple adéquat. Dans une machine à commande numérique (CNC), il peut déplacer les axes X, Y ou Z, faire tourner un changeur d'outils, entraîner un système d'avance ou contrôler une autre pièce mobile.
Un servomoteur ne se limite pas à un seul type de moteur. Il peut s'agir d'un servomoteur à courant alternatif, d'un servomoteur à courant continu, d'un moteur à courant continu sans balais ou de tout autre moteur électrique utilisé au sein d'un système en boucle fermée. L'élément clé est le retour d'information. Le moteur reçoit une commande, le codeur vérifie la position réelle de l'arbre du moteur, et le système corrige le mouvement si nécessaire.
Chez LONGQIAO, nous l'expliquons souvent ainsi : un moteur classique assure le mouvement, tandis qu'un servomoteur assure un mouvement contrôlé. C'est pourquoi les servomoteurs sont largement utilisés dans les routeurs CNC, les machines de découpe laser, les machines de découpe plasma, les chaînes de production automatisées, les imprimantes 3D et d'autres applications industrielles où la stabilité du positionnement est essentielle.
Un servomoteur est l'unité d'alimentation et de commande située entre le contrôleur et le servomoteur. Le contrôleur indique au système ce qu'il doit faire. Le servomoteur convertit cette commande en courant de moteur. Il analyse ensuite les données de rétroaction provenant du codeur et ajuste la sortie en temps réel.
La différence entre un servomoteur et un simple variateur de vitesse réside dans le niveau de contrôle. Un variateur de vitesse basique peut uniquement commander le moteur en marche avant, en marche arrière, à vitesse plus rapide ou plus lente. Un servomoteur, quant à lui, permet de réguler le couple, la vitesse et la position. Il permet au moteur de réagir en douceur lorsque la charge varie.
Considérez le variateur servo comme le “ gestionnaire des muscles ”. Il ne génère pas de mouvement mécanique à lui seul, mais sans lui, le servomoteur ne peut pas fonctionner comme un système en boucle fermée à part entière. Le variateur et le servomoteur doivent être compatibles en termes de tension, de courant, de type de codeur, de puissance nominale, de mode de communication et de charge d'application.
De nombreux acheteurs s'interrogent sur la différence entre un servomoteur et un moteur à courant continu, car les deux peuvent tourner et produire de la puissance. Un moteur à courant continu fonctionne généralement lorsqu'il est alimenté en tension. Il est simple, courant et utile dans de nombreuses machines. Cependant, les moteurs à courant continu standard ne connaissent pas automatiquement leur position exacte, à moins d'y ajouter un système de rétroaction et de contrôle.
Un servomoteur fonctionne dans une boucle de régulation. Cela signifie que le système compare la consigne à la position ou à la vitesse réelle. Le codeur transmet les données de rétroaction du moteur. Le servovariateur ajuste le courant du moteur. Cela permet au servomoteur d'effectuer des mouvements précis, et pas seulement une simple rotation.
Un moteur à courant continu à balais utilise des balais et un commutateur. Un moteur à courant continu sans balais utilise une commutation électronique et présente généralement une durée de vie plus longue. Un servomoteur à courant continu peut être basé sur la conception d'un moteur à balais ou d'un moteur sans balais, mais il devient un système d'asservissement lorsque l'on y ajoute une rétroaction et une commande d'asservissement.
Un moteur pas à pas se déplace par petits pas. Il est très répandu car il est facile à utiliser, économique et offre un bon couple à basse vitesse. De nombreuses machines CNC de bureau, imprimantes 3D et dispositifs d'automatisation légers utilisent un système pas à pas. Un moteur pas à pas peut donner de bons résultats lorsque la charge est stable et que la vitesse requise n'est pas trop élevée.
A servomoteur est généralement préférable lorsque la machine nécessite une vitesse élevée, une réponse plus fluide, une accélération plus puissante ou une correction de charge. Par rapport aux systèmes à moteur pas à pas, les servomoteurs sont souvent privilégiés pour les machines haut de gamme, car ils peuvent utiliser le retour d'information d'un codeur pour corriger les erreurs de position.
Pour comprendre le fonctionnement des servomoteurs, imaginez une petite conversation qui se répète plusieurs fois par seconde. Le contrôleur dit : “ Déplace-toi ici. ” Le servomoteur répond : “ Je vais fournir de la puissance. ” Le codeur indique : “ Voici la position réelle. ” Le servomoteur corrige alors la position du moteur pour qu’il se rapproche de la position cible.
C'est ce qu'on appelle une boucle d'asservissement. Au sein du système d'asservissement, le variateur vérifie la position, la vitesse et le courant du moteur. Le contrôleur d'asservissement régule le courant en fonction de la commande et du signal de retour. Cela permet au système d'asservissement de réduire l'erreur et de maintenir la stabilité du mouvement.
Voici à quoi ressemble un schéma de base du contrôle d'un servomoteur :
Commande du contrôleur
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Calcul d'un variateur servo
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Courant de sortie du moteur
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Sens de rotation du moteur
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Signal de retour du codeur
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Correction par le servomoteur
C'est pourquoi la compatibilité des codeurs est si importante. Un signal de codeur incorrect peut provoquer une alarme, des vibrations, une orientation erronée, une vitesse instable ou l'absence de mouvement. Avant d'utiliser des servomoteurs, les acheteurs doivent vérifier le type de codeur, la résolution d'impulsion, la qualité du câble, le protocole de communication et le schéma de câblage.
Il existe différents types de servomoteurs adaptés à divers systèmes. Certains sont conçus pour fonctionner en courant alternatif, d'autres en courant continu, et d'autres encore pour des équipements compacts à basse tension. Dans les domaines de la commande numérique (CNC) et de l'automatisation, on opte généralement pour des servomoteurs à courant alternatif, des servomoteurs à courant continu, des servomoteurs à commande par impulsions, des servomoteurs à commande analogique et des servomoteurs à bus de terrain.
Le type de système d'asservissement doit être adapté au contrôleur et à la structure de la machine. Par exemple, une petite machine de gravure peut utiliser une méthode de commande par impulsions directionnelles. Une ligne de production plus sophistiquée peut recourir à EtherCAT, CANopen, Modbus ou d'autres protocoles de communication pour relier plusieurs axes.
Les modes de commande courants des servomoteurs sont les suivants :
Pour de nombreuses applications, la question la plus pertinente n’est pas “ Quel servomoteur est le meilleur ? ”, mais “ Quel servomoteur est adapté à mon contrôleur, à mon moteur, à ma charge et à mon budget ? ”. C’est là qu’un fournisseur unique de pièces CNC peut contribuer à réduire les erreurs.
LONGQIAO / LQ est un fournisseur chinois proposant une offre complète de pièces pour machines CNC destinées à une clientèle internationale. Nous fournissons des composants de transmission et de contrôle de mouvement, tels que des solutions d'asservissement et de pilotage pour machines CNC, des guidages linéaires, des vis à billes, des systèmes pas à pas et d'asservissement, des moteurs de broche, des réducteurs planétaires et des systèmes à crémaillère et pignon.
Pour les équipementiers étrangers de machines CNC, les distributeurs régionaux, les sociétés commerciales, les intégrateurs en automatisation et les constructeurs de machines, le principal défi ne réside pas uniquement dans le prix, mais aussi dans la stabilité de l'approvisionnement. Les acheteurs ont besoin de pièces compatibles, livrées rapidement et capables de fonctionner ensemble en conditions réelles de production. C’est pourquoi LONGQIAO met l’accent sur l’approvisionnement direct depuis l’usine, une qualité constante, la disponibilité en stock et l’approvisionnement intégré de plusieurs composants.
Un axe CNC classique peut nécessiter :
Pour les acheteurs, cela permet de gagner du temps. Au lieu de commander cinq pièces différentes auprès de cinq fournisseurs distincts, vous pouvez vous procurer un ensemble coordonné auprès d’un seul partenaire. Cela se traduit par moins d’erreurs de communication, des devis plus rapides, un remplacement plus simple et un meilleur service après-vente.
Il est recommandé d'utiliser un servomoteur lorsque l'application nécessite une vitesse plus élevée, une plus grande précision en cas de variations de charge, un temps de réponse plus court ou un mouvement plus fluide. Servomoteurs offrent de meilleures performances dans les applications exigeantes de contrôle de mouvement, en particulier lorsque la machine comporte des pièces lourdes, des courses longues ou des accélérations et décélérations fréquentes.
Les moteurs pas à pas restent utiles lorsque l'application est simple, que le budget est limité et que les besoins sont prévisibles. De nombreux acheteurs utilisent des moteurs pas à pas pour les petites défonceuses, les machines CNC de bureau, les imprimantes 3D et les équipements légers. En revanche, pour les défonceuses CNC de plus grande taille, les machines de découpe laser, les machines à plasma et les lignes d'automatisation, les servomoteurs constituent généralement un choix plus adapté.
Utilisez un servomoteur si votre machine présente les signes suivants :
Dans ces cas-là, un servomoteur est un système moteur spécialisé qui permet à la machine de mieux réagir et de préserver la qualité de la production.
Un servomoteur génère un mouvement mécanique. Un servocontrôleur, également appelé variateur de servomoteur, alimente le moteur de manière contrôlée. Le variateur analyse les signaux de rétroaction et ajuste le courant, la vitesse, le couple ou la position. Le moteur se déplace ; le variateur contrôle ce mouvement.
Pas tout à fait. Le terme « variateur de vitesse » est plus général. Il peut contrôler de nombreux types de moteurs. Un servomoteur, quant à lui, est un dispositif de commande spécifique destiné à un servosystème. Dans de nombreux systèmes, le variateur envoie des commandes et le servomoteur alimente le moteur.
Dans la plupart des systèmes CNC et d'automatisation courants, non. Un servomoteur a besoin d'un servovariateur adapté pour fonctionner correctement en boucle fermée. Sans le variateur approprié, le moteur peut ne pas démarrer, déclencher une alarme ou fonctionner de manière instable.
Un servomoteur peut être à courant alternatif ou à courant continu. Certains systèmes utilisent un servomoteur à courant alternatif. D'autres utilisent un servomoteur à courant continu, un servomoteur à courant continu sans balais ou un moteur à balais. L'important n'est pas seulement de savoir s'il s'agit d'un moteur à courant alternatif ou à courant continu, mais aussi de vérifier si le moteur, le variateur, le codeur et le contrôleur sont bien adaptés les uns aux autres.
Les servomoteurs sont souvent plus adaptés aux vitesses élevées, aux charges variables et au contrôle précis des mouvements. Les moteurs pas à pas conviennent généralement mieux aux machines plus simples et moins coûteuses. Le choix optimal dépend de la vitesse, du couple, de la précision, du budget et de la conception de la machine.
Commencez par déterminer la charge, la vitesse, le couple, la course de l'axe, le type de transmission, le signal du variateur et le cycle d'utilisation. Choisissez ensuite un servomoteur et un variateur adaptés. Pour les machines CNC, vérifiez également le guidage linéaire, la vis à billes, le système à crémaillère et pignon, le réducteur et le système de broche.
