Czym są tzw. serwonapędy?

Serwonapędy najczęściej można spotkać w urządzeniach, które są wyposażone w mechanizm zmiany pozycji, np. w maszynach do pakowania i przenoszenia produktów, przenośnikach taśmowych, obrabiarkach sterowanych numerycznie czy sprzętach do zwijania i rozwijania materiałów. Mają one niezwykle duże znaczenie dla współczesnej automatyki przemysłowej. Mówiąc dokładniej, są to nowoczesne układy wykonawcze pracujące w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego. Odpowiadają za zmiany pozycji osi w różnych mechanizmach. Dzięki nieprzeciętnym właściwościom pozwalają na szybszą i dokładniejszą pracę różnego rodzaju maszyn przemysłowych.

Układy te wykorzystuje się nie tylko do precyzyjnego sterowania pozycją, ale również do sterowania prędkością i momentem obrotowym. Serwonapędy są niewielkie i sprawnie zmieniają prędkości obrotów. Zastosowanie danego modelu zależy od jego wydajności, szybkości reakcji oraz odporności na wysokie obciążenia. Warto jednak zauważyć, że zastosowanie serwonapędów jest naprawdę bardzo szerokie. Sprawdzają się one wszędzie tam, gdzie szczególnie istotne są precyzyjne zajmowanie i zmiana pozycji.

Serwonapędy to coraz częstsze elementy instalacji technologicznych w zakładach produkcyjnych, a także wytwarzanych w Polsce maszyn. Największą popularnością cieszą się serwonapędy serii 12XXX oraz 12XXX WSM. Sprawdzają się one doskonale jako element składowy precyzyjnych wtryskarek, maszyn służących do wiercenia czy sterowania stołem obrotowym. Używane są także w procesach pakowania i przenoszenia produktów, rozwijania i zwijania materiałów, przenośnikach taśmowych czy też dokręcaniu śrub z określonym momentem siły.

 

Z czego składają się serwonapędy?

Serwonapędy składają się z trzech głównych elementów, tj. silnika, układu sterującego oraz enkodera. Przy czym enkoder jest odpowiedzialny za sprzężenie zwrotne. Serwonapędem jest zestaw urządzeń, które tworzą razem ze sobą system kontroli ruchu. W skład typowego serwonapędu wchodzi:

• silnik – element wykonawczy, przetwarzający odbierane sygnały na odpowiedni ruch. Jest on połączony ze sterownikiem odpowiadającym za generowanie wartości nastaw silnika. Serwonapędy zazwyczaj zasilane są silnikami elektrycznymi, korzystającymi z prądu przemiennego, jednak dostępne są też napędy wyposażone w silniki prądu stałego. Najczęściej stosowanymi serwosilnikami w przemyśle są te oparte na silniku bezszczotkowym,
• sterownik – odpowiada za bezpośrednią komunikację z napędem i jego zasilanie,
• sterownik PLC – odpowiedzialny za wysyłanie sygnałów sterujących,
• czujniki – np. enkoder lub rezolwer. Wykrywają one aktualną pozycję urządzenia lub prędkość obrotową i przekazują te dane do sterownika, który generuje wartości nastawów silnika. Czujniki i sterownik precyzyjnie sterują pracą silnika, co umożliwia stabilne i długotrwałe działanie na dużych prędkościach obrotowych,

 

Każdy serwonapęd musi też korzystać z odpowiedniego okablowania lub wzmacniacza, który przekształca sygnał kontrolny sterownika ruchu na prąd lub napięcie wymagane przez silnik napędowy.