La scelta di un sistema motorizzato non adeguato può causare scarsa precisione, surriscaldamento, vibrazioni e perdite di tempo produttivo. Il problema si aggrava quando gli acquirenti confondono servomotore, servoazionamento, controller e motore passo-passo. La soluzione è semplice: informarsi bene su ciascuna componente prima dell’acquisto.
Un servomotore è il componente di movimento che ruota e genera coppia. Un servoazionamento è l'unità elettronica che alimenta e controlla il servomotore. Il controller invia i comandi, il servoazionamento regola la corrente e la tensione e l'encoder fornisce il feedback necessario affinché il sistema possa raggiungere la velocità, la posizione o la coppia desiderate con precisione.
A servomotore È un motore progettato per garantire un movimento controllato. In parole semplici, aiuta una macchina a spostarsi nella posizione corretta, alla velocità giusta e con la coppia adeguata. In una macchina CNC, può muovere gli assi X, Y o Z, far ruotare un cambio utensili, azionare un sistema di avanzamento o controllare un altro componente mobile.
Un servomotore non è solo un tipo specifico di motore. Può trattarsi di un servomotore a corrente alternata, di un servomotore a corrente continua, di un motore a corrente continua senza spazzole o di un altro motore elettrico utilizzato all’interno di un sistema a circuito chiuso. L’elemento chiave è il feedback. Il motore riceve un comando, l’encoder verifica la posizione effettiva dell’albero motore e il sistema corregge il movimento quando necessario.
Noi di LONGQIAO lo spieghiamo spesso in questo modo: un motore normale garantisce il movimento, mentre un servomotore garantisce un movimento controllato. Ecco perché i servomotori sono ampiamente utilizzati nelle fresatrici CNC, nelle macchine per il taglio laser, nelle macchine per il taglio al plasma, nelle linee di produzione automatizzate, nelle stampanti 3D e in altre applicazioni industriali in cui è fondamentale un posizionamento stabile.
Un servoazionamento è l'unità di potenza e controllo che si trova tra il controllore e il servomotore. Il controllore indica al sistema cosa fare. Il servoazionamento trasforma tale comando in corrente del motore. Successivamente, verifica il segnale di retroazione proveniente dall'encoder e regola l'uscita in tempo reale.
La differenza tra un servoazionamento e un semplice driver per motori risiede nel livello di controllo. Un driver per motori di base può solo comandare il motore in avanti, indietro, più velocemente o più lentamente. Un servoazionamento è invece in grado di regolare la coppia, la velocità e la posizione. Consente al motore di rispondere in modo fluido alle variazioni di carico.
Pensate al servoazionamento come al “coordinatore dei muscoli”. Di per sé non genera alcun movimento meccanico, ma senza di esso il servomotore non può funzionare come un sistema a circuito chiuso completo. Il servoazionamento e il servomotore devono essere compatibili in termini di tensione, corrente, tipo di encoder, potenza nominale, metodo di comunicazione e carico applicativo.
Molti acquirenti chiedono quale sia la differenza tra un servomotore e un motore a corrente continua, poiché entrambi sono in grado di ruotare e generare potenza. Un motore a corrente continua funziona solitamente quando viene alimentato con tensione. È semplice, diffuso e utile in molte macchine. Tuttavia, i motori a corrente continua standard non sono in grado di rilevare automaticamente la loro posizione esatta, a meno che non si aggiungano sistemi di retroazione e controllo.
Un servomotore funziona all'interno di un circuito di controllo. Ciò significa che il sistema confronta il comando con la posizione o la velocità effettiva. L'encoder invia il segnale di retroazione del motore. Il servoregolatore regola la corrente del motore. Ciò consente al servomotore di compiere movimenti precisi, non solo una semplice rotazione.
Un motore a corrente continua con spazzole utilizza spazzole e un commutatore. Un motore a corrente continua senza spazzole utilizza una commutazione elettronica e di solito ha una durata maggiore. Un servomotore a corrente continua può basarsi sul design di un motore con spazzole o senza spazzole, ma diventa un sistema servoassistito quando vengono aggiunti il feedback e il controllo servoassistito.
Un motore passo-passo si muove a piccoli passi. È molto diffuso perché è facile da usare, economico e potente a basse velocità. Molte macchine CNC da tavolo, stampanti 3D e dispositivi di automazione leggera utilizzano un sistema a motore passo-passo. Un motore passo-passo può funzionare bene quando il carico è stabile e la velocità richiesta non è troppo elevata.
A servomotore è solitamente la soluzione migliore quando la macchina richiede velocità elevate, una risposta più fluida, un’accelerazione più potente o la correzione del carico. Rispetto ai sistemi a passo, i servomotori vengono spesso scelti per le macchine di fascia alta perché possono utilizzare il feedback dell’encoder per correggere gli errori di posizione.
Per capire come funzionano i servazionamenti, immaginate una breve conversazione che si ripete molte volte al secondo. Il controllore dice: “Spostati qui”. Il servazionamento risponde: “Invierò potenza”. L’encoder dice: “Ecco la posizione effettiva”. A quel punto il servazionamento corregge il motore affinché si avvicini alla posizione desiderata.
Questo è chiamato "circuito di servoazionamento". All'interno del sistema di servoazionamento, l'azionamento controlla la posizione, la velocità e la corrente del motore. Il servocontrollore regola la corrente in base al comando e al segnale di retroazione. Ciò consente al servomotore di ridurre l'errore e mantenere stabile il movimento.
Un flusso di controllo servo di base si presenta così:
Comando del controller
↓
Calcolo dell'azionamento servo
↓
Corrente di uscita del motore
↓
Rotazione del motore
↓
Segnalazione dell'encoder
↓
Correzione da parte del servoazionamento
Ecco perché l'abbinamento corretto dell'encoder è così importante. Un segnale dell'encoder errato può causare allarmi, vibrazioni, un movimento nella direzione sbagliata, una velocità instabile o l'assenza di movimento. Prima di utilizzare i servazionamenti, gli acquirenti dovrebbero verificare il tipo di encoder, la risoluzione degli impulsi, la qualità dei cavi, il protocollo di comunicazione e la disposizione dei collegamenti.
Esistono diversi tipi di servoazionamenti per diversi sistemi. Alcuni sono progettati per l'alimentazione in corrente alternata, altri per quella in corrente continua e altri ancora per apparecchiature compatte a bassa tensione. Nel campo del CNC e dell'automazione, le scelte più comuni includono servoazionamenti in corrente alternata, servoazionamenti in corrente continua, servoazionamenti a controllo a impulsi, servoazionamenti a comando analogico e servoazionamenti con bus di campo.
Il tipo di sistema servoassistito deve essere adeguato al controllore e alla struttura della macchina. Ad esempio, una piccola macchina per incisione può utilizzare un metodo di controllo a impulsi direzionali. Una linea di produzione più avanzata può invece avvalersi di EtherCAT, CANopen, Modbus o altri metodi di comunicazione per collegare più assi.
Tra le modalità di controllo più comuni dei servoazionamenti figurano:
Per molte applicazioni, la domanda più concreta non è “Qual è il miglior servoazionamento?”, bensì “Qual è il servoazionamento più adatto al mio controllore, al mio motore, al mio carico e al mio budget?”. È proprio in questo ambito che un fornitore unico di componenti CNC può aiutare a ridurre gli errori.
LONGQIAO / LQ è un fornitore unico con sede in Cina di componenti per macchine CNC destinati ad acquirenti di tutto il mondo. Forniamo componenti per la trasmissione e il controllo del movimento, quali soluzioni servo e di azionamento per macchine CNC, guide lineari, viti a ricircolo di sfere, sistemi passo-passo e servo, motori mandrino, riduttori epicicloidali e sistemi a pignone e cremagliera.
Per gli OEM di macchine CNC esteri, i distributori regionali, le società commerciali, gli integratori di sistemi di automazione e i costruttori di macchine, la sfida principale non è solo il prezzo, ma la stabilità dell’approvvigionamento. Gli acquirenti hanno bisogno di componenti compatibili, che vengano spediti rapidamente e che funzionino insieme nella produzione reale. Ecco perché LONGQIAO punta sulla fornitura diretta dalla fabbrica, sulla qualità costante, sulla disponibilità a magazzino e sull’approvvigionamento integrato di più componenti.
Un asse CNC tipico potrebbe richiedere:
Per gli acquirenti, ciò consente di risparmiare tempo. Anziché richiedere cinque componenti diversi a cinque fornitori diversi, è possibile procurarsi un pacchetto coordinato da un unico partner. Ciò si traduce in un minor numero di errori di comunicazione, preventivi più rapidi, sostituzioni più semplici e un’assistenza post-vendita più efficiente.
È consigliabile utilizzare un servomotore quando l'applicazione richiede una maggiore velocità, una maggiore precisione in presenza di carichi variabili, una risposta più rapida o un movimento più fluido. Servomotori offrono prestazioni migliori in applicazioni esigenti di controllo del movimento, specialmente quando la macchina presenta componenti pesanti, corse lunghe o frequenti accelerazioni e decelerazioni.
Un motore passo-passo risulta comunque utile quando l'applicazione è semplice, ha vincoli di costo e presenta caratteristiche prevedibili. Molti acquirenti utilizzano motori passo-passo per piccoli router, macchine CNC da tavolo, stampanti 3D e attrezzature leggere. Tuttavia, per router CNC di grandi dimensioni, macchine per il taglio laser, macchine al plasma e linee di automazione, i servomotori rappresentano generalmente una scelta più indicata.
Utilizza un servomotore se la tua macchina presenta i seguenti segni:
In questi casi, un servomotore è un sistema motorizzato specializzato che contribuisce a migliorare la reattività della macchina e a salvaguardare la qualità della produzione.
Un servomotore genera un movimento meccanico. Un servocontrollore, detto anche servodispositivo, fornisce potenza controllata al motore. Il servocontrollore rileva il segnale di retroazione e regola la corrente, la velocità, la coppia o la posizione. Il motore si muove; il servocontrollore ne controlla il movimento.
Non proprio. Il termine “controllore di motore” ha un significato più ampio: può riferirsi a diversi tipi di motori. Un servocontrollore, invece, è un dispositivo di controllo specifico per un servosistema. In molti sistemi, il controllore invia i comandi e il servocontrollore aziona il motore.
Nella maggior parte dei sistemi CNC e di automazione in uso, no. Un servomotore necessita di un servoazionamento compatibile per funzionare correttamente come sistema a circuito chiuso. Senza l'azionamento corretto, il motore potrebbe non avviarsi, generare un allarme o funzionare in modo instabile.
Un servomotore può essere a corrente alternata (AC) o a corrente continua (DC). Alcuni sistemi utilizzano un servomotore a corrente alternata. Altri utilizzano un servomotore a corrente continua, un servomotore a corrente continua senza spazzole o un motore con spazzole. L'aspetto importante non è solo la tipo di corrente (AC o DC), ma anche se il motore, l'azionamento, l'encoder e il controller sono compatibili tra loro.
I servomotori sono spesso la scelta migliore per velocità elevate, carichi variabili e un controllo preciso del movimento. I motori passo-passo sono spesso la scelta migliore per macchine più semplici e a basso costo. La scelta ottimale dipende dalla velocità, dalla coppia, dalla precisione, dal budget e dalla struttura della macchina.
Iniziare considerando carico, velocità, coppia, corsa dell'asse, tipo di trasmissione, segnale del controller e regime di funzionamento. Scegliere quindi un servomotore e un servoazionamento compatibili. Per le macchine CNC, verificare anche la guida lineare, la vite a ricircolo di sfere, il sistema a pignone e cremagliera, il riduttore e il sistema del mandrino.
