Un servomotor es aplicado en sistemas de circuito cerrado donde el control preciso de la posición es esencial para operaciones industriales y comerciales. En este blog estaremos conversando sobre el control de movimiento utilizando diferentes tipos de motores disponibles, principalmente motores paso a paso y servomotores.
Los primeros servomotores que se conocen en la historia, fueron fabricados de imán y con corriente continua. Posteriormente se fue modificando su fabricación hasta obtener los equipos con los que contamos hoy día en el mercado.
¿Qué es un servomotor?
Un servomotor es un aparato compuesto por un motor que puede trabajar con corriente continua o alterna y mayormente son aplicados en los sistemas de control de bucle cerrado. Dicho de otra manera, los servomotores eléctricos son equipos que gozan de cierta autonomía para hacer girar los componentes de una máquina de manera precisa.
El movimiento es una de las características más relevantes de estos dispositivos, ya que gracias a su eje de salida puede moverse en dimensiones y a una velocidad privativa, que lo diferencia de otros tipos de motores.
Otra propiedad significativa en estos equipos es que utilizan un motor normal, el cual se ajusta a un sensor para generar la retroalimentación.
Si queremos conocer cuál es la pieza más importante de un servomotor, sin duda, nos tenemos que referir a el controlador, que como lo indica su nombre cumple la función de controlar y generar la potencia, así como realizar las ordenes de movimiento.
Importancia del servo motor en los procesos industriales
La propiedad de movimiento en giro que tiene este instrumento, lo convierte en una pieza fundamental para el sector industrial, al punto de ser unos del dispositivo más importante en las industrias y es que estos aparatos brindan una cantidad de bondades como flexibilidad, alto rendimiento, facilidad de control y fiabilidad de ser aplicado en cualquiera de los procesos donde sean incorporados.
El servomototr admite el control de la posición del eje en un momento determinado, ya que está creado para movilizarse en una cantidad determinada de grados, para posteriormente, quedarse fijo en una posición proporcionada a través de un un circuito de control externo.
Por todas las razones expuestas, estos dispositivos tienen gran demanda y uso en el mundo industrial, siendo muy útiles para distintas aplicaciones donde se necesite de un dinamismo elevado, precisión de posición y velocidad, además de un funcionamiento fácil de manejar y de un control fiable.
Tener un servomotor como parte de los equipos en la industria, es un plus para optimizar todo el proceso productivo, pero si aún conservas alguna duda, te explicamos como funciona el instrumento.
Principio de funcionamiento de un servomotor
La operatividad de estos equipos está basada en la modulación de ancho de pulso (PWM). Para ponerlo en práctica se apoya en tres cables, dos se encargan de la alimentación Vcc y Gnd (4.8 a 6 [V]) y el tercero se utiliza para aplicar el tren de pulsos de control. Este procedimiento permite que el circuito de control interno coloque al instrumento en la posición indicada.
La frecuencia que utiliza es de de 50 Hz, siendo cada ciclo de cada 20 ms. Dicha duración de los pulsos se descifran como comandos de posicionamiento. Por su parte, los espacios existentes entre cada pulso son irrelevantes para el funcionamiento.
Tipos de servomotores
Los tipos de servomotores se clasifican en diferentes estilos según su aplicación, como el servomotor de CA y el servomotor de CC.
Hay tres consideraciones principales para evaluar los servomotores. Primero, según su tipo de corriente: CA o CC, y segundo, según el tipo de conmutación utilizada, si el motor usa escobillas y el tercer tipo de consideración es el campo de rotación de los motores, el rotor, si la rotación es síncrona o asíncrona. Teniendo la mencionada información, podemos explicar la clasificación de los servomotores de la siguiente manera:
- Servomotores de corriente continua (cc): Este tipo de equipo es uno de los más comunes en las industrias. Está compuesto por un motor de corriente continua y es controlado por una modulación por ancho de pulso.
- Servomotores de corriente alterna (ac): Son usados cuando se amerita mover grandes fuerzas y es compatible con el uso de corrientes más potentes que la habitual.
- Servomotores de imanes Brushless: Básicamente se trata de un motor de corriente alterna, sin escobillas. Su funcionamiento está inspirado en los motores sincrónicos y son el instrumento ideal cuando se requiere altas velocidad y fuerza.
- Servomotor Paso a Paso: A pesar de ser un equipo eléctrico, sus giros lo realizan paso a paso, de ahí proviene su nombre. Estos instrumentos se movilizan un paso a la vez, generando giros con un determinado número de grados. Su aplicación es apreciada cuando se necesita movimientos muy exactos.
Aplicaciones de servomotores
Los servomotores son instrumentos que se aplican en muchos sistemas y productos industriales y comerciales. Un ejemplo de ello es la robótica, donde se utiliza un servomotor en cada "junta" de un robot para ejecutar su ángulo de movimiento preciso.
El enfoque automático de la cámara también utiliza un servomotor integrado en el aparato que corrige con precisión la posición de la lente para enfocar las imágenes desenfocadas.
En los sistemas de posicionamiento de antenas, se utilizan estos instrumentos eléctricos tanto para el posicionamiento del acimut como para el eje de elevación de antenas y telescopios, como los utilizados por el Observatorio Nacional de Radioastronomía.
En las industrias es aplicados en acciones de desplazamientos, posicionamiento, giro, transporte, regulaciones de caudal, maquinas herramientas, manipulaciones, pero este aspecto lo detallaremos más adelante.
Beneficios de los servomotores
- Tienen una potencia óptima y elevado nivel de velocidad
- Son de control simple
- Eficiente soporte
- Es compatible para ser instalado en diversos procesos de producción
- Reducida conmoción
- Proporciona mínima radiación electromagnética
- Tienen larga vida útil y gran capacidad de rendimiento
- Poca oscilación
uso de servomotores en la industria
Como ya lo hemos mencionado, la versatilidad del servomotor permite su aplicación en muchas áreas industriales. Mencionaremos algunas de ellas.
- Industrias plásticas
- Dosificadores de polvos
- Maquinas CNC
- Guillotinas
- Impresoras de papel
- Industria farmacéutica
- Industrias de robótica
- Etiquetadoras
- Empacadoras
- En sistemas de radio control, entre otros.
Para terminar este post, haremos mención al mantenimiento de los servomotores, el cual se recomienda que sea preventivo; de esta manera tendremos la oportunidad de observar a tiempo alguna anomalía en la máquina.
Por otro lado, podremos evaluar el desgate del motor, evitando averías que originen paradas o atraso en la producción.
Se sugiere incluir en este proceso evaluativo la monitorización de los parámetros establecidos para detectar a tiempo cambios significativos que puedan revelar una falla inmediata a en tiempos futuros