Serwonapędy są układami pracującymi w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, które znajdują szerokie zastosowanie w automatyce przemysłowej, napędach maszyn i linii produkcyjnych, gdzie ważną rolę odgrywa zapewnienie dokładnego pozycjonowania mechanizmu. Przykładami procesów, wykorzystujących serwonapędy są: sterowanie stołem obrotowym, cięcie lub perforowanie "w locie", utrzymywanie stałego naprężenia rozwijanego lub zwijanego materiału, dokręcanie śrub z określonym momentem, wiercenie, szybkie i precyzyjne pozycjonowanie formy we wtryskarce, jak również przenoszenie i pozycjonowanie produktów i wiele innych.

Budowa serwonapędu w uproszeniu opiera się o silnik, sterownik oraz enkoder, który stanowi źródło sygnału sprzężenia zwrotnego, może on być również zastąpione przez rezolwer bądź tachometr. Zadaniem sterownika serwonapędu jest takie sterowanie pracą silnia, które pozwoli na uzyskanie zamierzonego efektu - np. osiągnięcie zadanej pozycji, obrót o określony kąt czy osiągnięcie zadanej prędkości lub momentu. Zastosowanie enkodera o wysokiej rozdzielczości pozwala sterownikowi na precyzyjne monitorowanie aktualnej pozycji wału silnika i dokonywanie stosowanych kompensacji w przypadku gdy w wyniku działania sił zewnętrznych lub nagłych zmian obciążenia odbiega ona od pozycji zadanej.

Jako silniki w serwonapędach najczęściej stosuje się bez-szczotkowe silniki synchroniczne prądu przemiennego lub stałego z magnesami trwałymi umieszczonymi na wale silnika. Obecnie dostępne na rynku serwonapędy charakteryzują się wysoką sprawnością, która utrzymuje się na stałym poziomie w szerokim zakresie obciążenia, umożliwiają osiągania dużych przyśpieszeń kątowych wirnika silnika oraz cechują się bardzo dobrymi właściwościami dynamicznymi i regulacyjnymi, które zostały osiągnięte dzięki zastosowaniu magnesów trwałych na wirniku silnika cechujących się małym momentem bezwładności. Zastosowanie silników tego typu pozwoliło również na obniżenie kosztów eksploatacji i zwiększenia ich niezawodności napędów poprzez wyeliminowanie mechanicznych szczotek. Mały moment bezwładności serwosilników pozwala na osiągnięcie bardzo krótkich czasów rozpędzania i hamowania - w wielu przypadkach serwonapędów czasy te wynoszą poniżej 10ms. co umożliwia ustawienie bardzo stromej rampy pracy serwonapędu. Niestety silniki te posiadają również wady, do których przede wszystkim można zaliczyć ich cenę, wynika ona z zastosowania elementów konstrukcji wykonanych z magnesów ziem rzadkich - np. neodymowych lub samaro-kobaltowych. Również konieczność elektronicznej komutacji silników tego typu powoduje konieczność zastosowania bardziej rozbudowanych, skomplikowanych wzmacniaczy, które też z oczywistych względów są dużo droższe od prostych rozwiązań.

Sama konstrukcja serwonapędu w główniej mierze zależy od jego mocy, wymiarów i zastosowania, w przypadku mniejszych napędów sterownik serwa bardzo często jest wbudowany w silnik lub zamontowany na nic. W przypadku większych, bardziej rozbudowanych i nowoczesnych napędów posiadają one wbudowane interfejsy komunikacyjne, pozwalające na komunikację z jednostką nadrzędną w celu synchronizacji pracy wielu serwosilników.

Polecamy Serwomotory i serwonapędy LSIS.

Zdjęcia ANIRO Sp. z o.o.