Un control impreciso del motor provoca un rendimiento deficiente, fallos en el equipo y derroche de energía. Un servoaccionamiento soluciona este problema con precisión, realimentación en tiempo real y control de movimiento sensible. Esto es lo que necesita saber.
Un servoaccionamiento es un amplificador electrónico que recibe señales de mando y ajusta la potencia enviada a un servomotor en función de la realimentación. Permite un control preciso de la velocidad, el par y la posición.
Siga leyendo para conocer su estructura, principios de funcionamiento y aplicaciones reales.
¿Qué es un servoaccionamiento?
A servomotor es un dispositivo electrónico especializado que se utiliza en los sistemas de control de movimiento para regular el funcionamiento de los servomotores. Su función principal es recibir una señal de control de un controlador de movimiento o PLC y enviar una corriente o tensión correctamente modulada al servomotor en función de la realimentación en tiempo real.
Los servoaccionamientos son esenciales para conseguir:
Movimiento de precisión (posición, velocidad y par)
Control en bucle cerrado mediante una retroalimentación continua
Uso eficiente de la energía y la capacidad de respuesta del sistema
La información suele proceder de encóderes, resolvers o sensores Hall montados en el motor. El accionamiento compara esta información con el movimiento deseado y ajusta la entrada del motor en consecuencia. Este proceso se produce en milisegundos, lo que garantiza una gran precisión y corrección en tiempo real.
Los servoaccionamientos se utilizan ampliamente en maquinaria CNC, robótica, dispositivos médicos y sistemas de automatización en los que los movimientos complejos, de alta velocidad y gran precisión son fundamentales.
¿Cómo funcionan los servoaccionamientos?
Funcionamiento de los servoaccionamientos formando un sistema de bucle cerrado que supervisa y ajusta continuamente la salida al motor en función de las órdenes entrantes y la retroalimentación.
El proceso es el siguiente:
Señal de mando: El controlador envía una señal de posición, velocidad o par al servoaccionamiento.
Amplificación: El servoaccionamiento amplifica esta señal en potencia eléctrica (tensión o corriente) adecuada para el motor.
Activación motora: El motor ejecuta el movimiento en consecuencia.
Bucle de retroalimentación: Los codificadores o sensores proporcionan información en tiempo real sobre la posición, velocidad y dirección reales del motor.
Corrección de errores: El variador compara el rendimiento real con el valor ordenado. Si hay una discrepancia (error), corrige instantáneamente la entrada del motor.
Componentes clave implicados:
Circuito lógico de control: Determina la respuesta del variador a las señales de entrada y realimentación.
Etapa de potencia: Amplifica y suministra la energía necesaria al motor.
Interfaz de retroalimentación: Recibe y procesa los datos de los sensores de posición/velocidad.
Los servoaccionamientos avanzados suelen incluir:
Algoritmos de control PID para movimientos suaves
Interfaces de comunicación (por ejemplo, EtherCAT, CANopen, Modbus)
Funciones de seguridad y diagnóstico integradas
Gracias a esta interacción en tiempo real, los servoaccionamientos pueden producir aceleraciones y deceleraciones suaves, así como una elevada respuesta dinámica, incluso en condiciones de carga variables.
¿Para qué sirve un servoaccionamiento?
En finalidad de un servoaccionamiento es proporcionar un control preciso del movimiento en sistemas automatizados ajustando la energía suministrada a un servomotor. Garantiza que los motores funcionen con precisión según las exigencias del sistema.
Entre los objetivos principales figuran:
Control de posición: Garantiza que el motor alcance y mantenga la posición exacta definida por el controlador. Esto es crucial para aplicaciones como brazos robóticos o máquinas pick-and-place.
Regulación de la velocidad: Mantiene la velocidad constante o variable, independientemente de los cambios de carga.
Control de par: Proporciona la fuerza exacta necesaria para tareas como prensar, taladrar o sujetar.
Los servoaccionamientos también ofrecen:
Minimización de errores mediante ajustes en tiempo real
Funcionamiento eficaz reduciendo el consumo innecesario de energía
Protección del sistema mediante limitación de corriente, sobrecarga térmica y prevención de cortocircuitos.
En sistemas que requieren gran precisión y repetibilidad, como las máquinas de corte por láser o los robots quirúrgicos, los servoaccionamientos son indispensables. No solo mejoran el rendimiento, sino que también aumentan la vida útil y la seguridad de los componentes de movimiento.
Tipos de servomotores
A servomotor está diseñado para controlar varios tipos de servomotorescada uno con características únicas adaptadas a diferentes aplicaciones. Conocer estos tipos de motor ayuda a seleccionar la combinación adecuada de accionamiento y motor.
1. Servomotores de CA
Son las más comunes en la automatización industrial. Funcionan con corriente alterna y ofrecen alta velocidad, par y precisión.
Características:
Adecuado para aplicaciones de alta carga y alta velocidad
Normalmente emparejado con codificadores
Alta eficiencia energética
2. Servomotores de CC
Funcionan con corriente continua y suelen utilizarse en sistemas más sencillos, como la robótica educativa o la automatización ligera.
Características:
Mecanismo de control sencillo
Bajo coste
Vida útil más corta que los tipos de CA
3. Servomotores de CC sin escobillas (BLDC)
Combinan lo mejor de los motores de CA y CC. Utilizan conmutación electrónica y no tienen escobillas, por lo que requieren poco mantenimiento.
Características:
Alta fiabilidad y vida útil
Ideal para tareas de precisión (medicina, drones)
Requiere servoaccionamientos compatibles con entradas de sensor Hall
4. Servomotores lineales
Proporcionan movimiento lineal directo en lugar de salida giratoria. Perfectos para aplicaciones de alta velocidad como el procesamiento de semiconductores o el corte de precisión.
Características:
Accionamiento directo = sin holgura mecánica
Respuesta extremadamente rápida
Caro pero muy preciso
5. Servomotores síncronos/asíncronos
Se utiliza en aplicaciones de alta potencia, especialmente cuando se combina con servoaccionamientos regenerativos.
La elección del servoaccionamiento correcto requiere compatibilidad con el tipo de motor, la interfaz de control, la tensión y el sistema de sensores de realimentación.
¿Por qué utilizar un servoaccionamiento?
Utilizando un servomotor en su sistema de control de movimiento ofrece importantes ventajas de rendimiento, seguridad y eficacia en comparación con los controladores de motor de bucle abierto o simples.
1. Control de precisión
Los servoaccionamientos permiten un posicionamiento y movimiento exactos de hasta micras, lo que resulta esencial en aplicaciones como la impresión en 3D, la inspección óptica o la cirugía robótica.
2. Respuesta de alta velocidad
Pueden reaccionar a órdenes o perturbaciones en milisegundos, lo que favorece el control dinámico de alta frecuencia en entornos de automatización.
3. Eficiencia energética
Los accionamientos regulan con precisión la tensión y la corriente, minimizando la pérdida de potencia, y también pueden incluir frenado regenerativo para reciclar la energía no utilizada.
4. Personalización y flexibilidad
Muchos servoaccionamientos ofrecen lógica programable, ajuste PID y múltiples interfaces de comunicación, lo que permite su integración en sistemas complejos.
5. Diagnóstico y seguridad
Los variadores modernos incluyen detección de fallos, protección contra sobrecargas y registros de funcionamiento. Esto mejora el tiempo de actividad y simplifica el mantenimiento.
6. Versatilidad
Se utilizan en:
CNC y robots industriales
Envasado y etiquetado
Sistemas automatizados de inspección
Controles aeroespaciales y de defensa
Accionamiento de dispositivos médicos
En resumen, un servoaccionamiento convierte un motor en un componente inteligente y retroalimentado capaz de adaptarse y responder a las condiciones del mundo real con una precisión inigualable.
Resumen
Los servovariadores ofrecen un control de movimiento inteligente y en bucle cerrado que proporciona a los motores precisión, capacidad de respuesta y eficiencia en los sistemas industriales más exigentes.Para más información, póngase en contacto con [email protected]
