Slovo „servo“ pochází z řeckého významu „otrok“. „Servomotor“ lze chápat jako motor, který absolutně následuje příkaz řídicího signálu: před odesláním řídicího signálu zůstává rotor v klidu; Když je vydán řídicí signál, rotor se okamžitě otáčí; Když řídicí signál zmizí, rotor se může okamžitě zastavit. Servomotor je mikromotor používaný jako prováděcí prvek v automatickém řídicím zařízení, jehož funkcí je převádět elektrické signály na úhlové posunutí nebo úhlovou rychlost hřídele.
Servomotor používaný v robotech vyžaduje vysokou komunikační rychlost sběrnice mezi ovladačem a servomotorem; Vysoká přesnost serva; Kromě toho existují požadavky na zpracování základních materiálů. Zejména pro koncové efektory robotů (chápadla) by se měly používat motory s minimálním objemem a hmotností, zvláště když je vyžadována rychlá odezva. Servomotory musí mít vysokou spolehlivost a stabilitu, snesou drsné provozní podmínky, dokážou provádět velmi časté pohyby vpřed i vzad, zrychlování a zpomalování a v krátké době vydrží přetížení.
Speciální požadavky na servo robota
Servomotory jsou rozděleny do dvou kategorií: AC servo a DC servo
Základní struktura střídavých servomotorů je podobná jako u střídavých indukčních motorů (asynchronních motorů). Na statoru jsou dvě budicí vinutí Wf a řídicí vinutí WcoWf s posuvem 90 stupňů ve fázovém prostoru, které jsou připojeny na konstantní střídavé napětí. Účelu řízení chodu motoru je dosaženo použitím střídavého napětí nebo změny fáze aplikované na Wc. Střídavé servomotory se vyznačují stabilním provozem, dobrou ovladatelností, rychlou odezvou, vysokou citlivostí a přísnými indikátory nelinearity pro mechanické a regulační charakteristiky (méně než 10 procent až 15 procent a méně než 15 procent až 25 procent).
Základní struktura stejnosměrného servomotoru je podobná jako u obecného stejnosměrného motoru. Otáčky motoru n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, kde E je zpětná elektromotorická síla kotvy, K je konstanta, j je magnetický tok na pól, Ua, Ia jsou napětí a proud kotvy, Ra je odpor kotvy, změna Ua nebo změna φ, Rychlost stejnosměrného servomotoru lze řídit, ale obecně se používá způsob ovládání napětí kotvy. U stejnosměrného servomotoru s permanentním magnetem je budicí vinutí nahrazeno permanentním magnetem a magnetický tok φ je konstantní. Stejnosměrné servomotory mají dobré charakteristiky lineární regulace a rychlou časovou odezvu.
Význam servomotorů
Řídicí systémy a produkty automatizace průmyslových robotů zahrnují především servomotory, redukce, ovladače a senzory. Servomotor je energetický systém průmyslových robotů, obvykle instalovaný na „klouby“ robota, a je „srdcem“ pohybu robota.
V současné době nelze společný pohon robotů oddělit od servosystémů. Čím více kloubů, tím vyšší je flexibilita a přesnost robota a tím více servomotorů je třeba použít. Roboty mají vysoké požadavky na servosystémy, které musí splňovat požadavky na rychlou odezvu, vysoký rozběhový moment, velký poměr dynamického momentu setrvačnosti, široký rozsah otáček, malé rozměry, nízkou hmotnost, provoz zrychlení a zpomalení a vysokou spolehlivost a stabilitu. V současnosti průmyslové roboty většinou využívají AC servosystémy.
Distribuce servomotorů na trhu
V současné době na čínském trhu průmyslových strojů patří mezi hlavní dodavatele Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi z Japonska a také Renz a Bosch Rexroth z Evropy a Spojených států. Z pohledu tržního podílu mají zahraniční servo společnosti v současné době v Číně tržní podíl 75 procent. Mezi nimi japonské značky tvoří 50 procent; Evropské a americké značky tvoří 25 procent. Domácí značky zaujímají pouze asi 20 procent podílu na trhu.
V současné době byly čínské servosystémy střední až nižší třídy schopny dosáhnout výroby ve velkém měřítku, ale špičkové servosystémy ještě nevytvořily možnosti komercializace a hromadné výroby. Poptávka po přesných řídicích systémech servomotorů v Číně závisí především na dovozu. Rozvoj robotického průmyslu zažívá boom. Díky podpoře politik podpory pro průmysl robotů a neustálému zlepšování domácí servo technologie se tempo nahrazování servosystémů v Číně zrychlí.