A escolha de um sistema de motor inadequado pode resultar em baixa precisão, aquecimento, vibração e perda de tempo de produção. O problema agrava-se quando os compradores confundem um servomotor, um servoacionamento, um controlador e um motor de passo. A solução é simples: compreenda cada componente antes de comprar.
Um servomotor é o componente de movimento que gira e gera binário. Um servoacionador é a unidade eletrónica que alimenta e controla o servomotor. O controlador envia comandos, o servoacionador ajusta a corrente e a tensão, e o codificador fornece informação de retorno para que o sistema possa atingir a velocidade, a posição ou o binário pretendidos com precisão.
A servomotor é um motor concebido para o movimento controlado. Em termos simples, ajuda uma máquina a deslocar-se para a posição correta, à velocidade adequada e com o binário adequado. Numa máquina CNC, pode mover os eixos X, Y ou Z, rodar um trocador de ferramentas, acionar um sistema de alimentação ou controlar outra peça móvel.
Um servomotor não é apenas um tipo específico de motor. Pode ser um servomotor de corrente alternada, um servomotor de corrente contínua, um motor de corrente contínua sem escovas ou outro motor elétrico utilizado num sistema de controlo em circuito fechado. O ponto-chave é o feedback. O motor recebe um comando, o codificador verifica a posição real do eixo do motor e o sistema corrige o movimento quando necessário.
Na LONGQIAO, costumamos explicar da seguinte forma: um motor normal proporciona movimento, mas um servomotor proporciona movimento controlado. É por isso que os servomotores são amplamente utilizados em fresadoras CNC, máquinas de corte a laser, máquinas de corte a plasma, linhas de produção automatizadas, impressoras 3D e outras aplicações industriais em que o posicionamento estável é fundamental.
Um servoacionamento é a unidade de potência e controlo situada entre o controlador e o servomotor. O controlador indica ao sistema o que deve fazer. O servoacionamento transforma esse comando em corrente no motor. Em seguida, verifica a informação de retroalimentação do codificador e ajusta a saída em tempo real.
A diferença entre um servoacionamento e um simples controlador de motor reside no nível de controlo. Um controlador de motor básico pode apenas fazer com que o motor funcione para a frente, para trás, mais depressa ou mais devagar. Um servoacionamento consegue regular o binário, a velocidade e a posição. Ajuda o motor a responder de forma suave quando a carga varia.
Pense no servo-controlador como o “gestor dos músculos”. Por si só, não gera movimento mecânico, mas, sem um servo-controlador, o servomotor não pode funcionar como um sistema de circuito fechado completo. O servo-controlador e o servomotor têm de ser compatíveis em termos de tensão, corrente, tipo de codificador, potência nominal, método de comunicação e carga de aplicação.
Muitos compradores questionam-se sobre a diferença entre um servomotor e um motor de corrente contínua, uma vez que ambos podem rodar e gerar potência. Um motor de corrente contínua funciona normalmente quando lhe é aplicada tensão. É simples, comum e útil em muitas máquinas. No entanto, os motores de corrente contínua padrão não sabem automaticamente a sua posição exata, a menos que se lhes adicione um sistema de feedback e controlo.
Um servomotor funciona num circuito de controlo. Isso significa que o sistema compara o comando com a posição ou velocidade real. O codificador envia a informação de retorno do motor. O servoacionador ajusta a corrente do motor. Isto permite que o servomotor se mova com precisão, e não apenas com uma rotação básica.
Um motor de corrente contínua com escovas utiliza escovas e um comutador. Um motor de corrente contínua sem escovas utiliza comutação eletrónica e tem, normalmente, uma vida útil mais longa. Um servo de corrente contínua ou um servomotor de corrente contínua pode basear-se num projeto de motor com escovas ou sem escovas, mas só se torna um sistema servo quando se adicionam retroalimentação e controlo servo.
Um motor de passo move-se em pequenos passos. É muito utilizado porque é fácil de utilizar, económico e potente a baixas velocidades. Muitas máquinas CNC de secretária, impressoras 3D e dispositivos de automação ligeiros utilizam um sistema de motor de passo. Um motor de passo pode funcionar bem quando a carga é estável e a velocidade necessária não é demasiado elevada.
A servomotor é normalmente a melhor opção quando a máquina necessita de alta velocidade, uma resposta mais suave, uma aceleração mais forte ou correção de carga. Em comparação com os sistemas de motores de passo, os servomotores são frequentemente escolhidos para máquinas de gama alta, uma vez que podem utilizar o feedback do codificador para corrigir erros de posição.
Para compreender como funcionam os servoacionamentos, imagine uma pequena conversa que se repete muitas vezes por segundo. O controlador diz: “Mova-se para aqui.” O servoacionamento responde: “Vou enviar potência.” O codificador diz: “Esta é a posição real.” Em seguida, o servoacionamento corrige o motor para que este se aproxime da posição alvo.
A isto chama-se circuito de servo. No interior do sistema de servo, o acionamento verifica a posição, a velocidade e a corrente do motor. O controlador do servo regula a corrente com base no comando e no feedback. Isto permite que o servo reduza o erro e mantenha o movimento estável.
Um fluxo básico de controlo de servo tem o seguinte aspeto:
Comando do controlador
↓
Cálculo do servoacionamento
↓
Corrente de saída do motor
↓
Rotação do motor
↓
Feedback do codificador
↓
Correção pelo servo-acionamento
É por isso que a compatibilidade do encoder é tão importante. Um sinal incorreto do encoder pode provocar alarmes, vibrações, direção errada, velocidade instável ou ausência de movimento. Antes de utilizar servoacionamentos, os compradores devem verificar o tipo de encoder, a resolução de impulsos, a qualidade do cabo, o protocolo de comunicação e a disposição da cablagem.
Existem diferentes tipos de servoacionamentos para diferentes sistemas. Alguns são concebidos para alimentação em corrente alternada, outros para alimentação em corrente contínua e outros ainda para equipamentos compactos de baixa tensão. Nas áreas do CNC e da automação, as opções mais comuns incluem servoacionamentos de corrente alternada, servoacionamentos de corrente contínua, servoacionamentos de controlo por impulsos, servoacionamentos de comando analógico e servoacionamentos com fieldbus.
O tipo de sistema servo deve ser adequado ao controlador e à estrutura da máquina. Por exemplo, uma pequena máquina de gravação pode utilizar um método de controlo por impulsos de direção. Uma linha de produção mais avançada pode utilizar EtherCAT, CANopen, Modbus ou outros métodos de comunicação para ligar vários eixos.
Os modos de controlo mais comuns dos servoacionamentos incluem:
Em muitas aplicações, a questão mais prática não é “Qual é o melhor servoacionamento?”, mas sim “Qual é o servoacionamento mais adequado ao meu controlador, motor, carga e orçamento?”. É aqui que um fornecedor único de peças para CNC pode ajudar a reduzir os erros.
LONGQIAO / LQ é um fornecedor integral, sediado na China, de peças para máquinas CNC destinadas a compradores de todo o mundo. Fornecemos componentes de transmissão e controlo de movimento, tais como soluções de servomotores e controladores para máquinas CNC, guias lineares, parafusos de esferas, sistemas de motores de passo e servomotores, motores de fuso, caixas de engrenagens planetárias e sistemas de cremalheira e pinhão.
Para os fabricantes originais (OEM) de máquinas CNC no estrangeiro, distribuidores regionais, empresas comerciais, integradores de automação e fabricantes de máquinas, o maior desafio não é apenas o preço. É a estabilidade do abastecimento. Os compradores precisam de peças compatíveis, com entrega rápida e que funcionem em conjunto na produção real. É por isso que a LONGQIAO se concentra no fornecimento direto da fábrica, na qualidade estável, na disponibilidade em stock e no aprovisionamento integrado de múltiplos componentes.
Um eixo CNC típico pode necessitar de:
Para os compradores, isto poupa tempo. Em vez de solicitar cinco peças diferentes a cinco fornecedores, é possível adquirir um pacote completo junto de um único parceiro. Isso significa menos erros de comunicação, cotações mais rápidas, substituições mais fáceis e um melhor apoio pós-venda.
Deve utilizar um servo quando a aplicação exigir maior velocidade, maior precisão sob cargas variáveis, uma resposta mais rápida ou um movimento mais suave. Servomotores oferecem um melhor desempenho em aplicações exigentes de controlo de movimento, especialmente quando a máquina tem peças pesadas, cursos longos ou acelerações e desacelerações frequentes.
Um motor de passo continua a ser útil quando a aplicação é simples, tem restrições de custo e é previsível. Muitos compradores utilizam motores de passo em pequenas fresadoras, máquinas CNC de secretária, impressoras 3D e equipamento leve. No entanto, para fresadoras CNC de maiores dimensões, máquinas de corte a laser, máquinas de plasma e linhas de automação, os servomotores são, geralmente, uma opção mais adequada.
Utilize um servo se a sua máquina apresentar estes sinais:
Nestes casos, um servomotor é um sistema motorizado especializado que ajuda a máquina a responder melhor e a garantir a qualidade da produção.
Um servomotor gera movimento mecânico. Um controlador de servo, também denominado servoacionamento, fornece potência controlada ao motor. O servoacionamento lê os sinais de retroalimentação e ajusta a corrente, a velocidade, o binário ou a posição. O motor move-se; o servoacionamento controla o movimento.
Não exatamente. «Controlador de motor» é um termo mais abrangente. Pode controlar vários tipos de motores. Um servoacionamento é um dispositivo de controlo específico para um sistema servo. Em muitos sistemas, o controlador envia comandos e o servoacionamento aciona o motor.
Na maioria dos sistemas práticos de CNC e automação, não. Um servomotor necessita de um servoacionador compatível para funcionar corretamente como um sistema de circuito fechado. Sem o servoacionador adequado, o motor pode não arrancar, pode emitir um alarme ou pode funcionar de forma instável.
Um servomotor pode ser de corrente alternada (CA) ou de corrente contínua (CC). Alguns sistemas utilizam um servomotor de CA. Outros utilizam um servomotor de CC, um servomotor de CC sem escovas ou um motor com escovas. O que importa não é apenas se é de CA ou de CC, mas sim se o motor, o variador, o codificador e o controlador estão compatíveis entre si.
Os servomotores são frequentemente mais adequados para altas velocidades, cargas variáveis e controlo preciso do movimento. Os motores de passo são frequentemente mais adequados para máquinas mais simples e de baixo custo. A melhor escolha depende da velocidade, do binário, da precisão, do orçamento e da estrutura da máquina.
Comece por considerar a carga, a velocidade, o binário, o curso do eixo, o tipo de transmissão, o sinal do controlador e o ciclo de funcionamento. Em seguida, escolha um servomotor e um servoacionamento adequados. No caso das máquinas CNC, verifique também a guia linear, o fuso de esferas, a cremalheira e o pinhão, a caixa de velocidades e o sistema do fuso.
