Sana "servo" tulee kreikan sanasta "orja". "Servomoottori" voidaan ymmärtää moottorina, joka noudattaa ehdottomasti ohjaussignaalin käskyä: ennen kuin ohjaussignaali lähetetään, roottori pysyy paikallaan; Kun ohjaussignaali annetaan, roottori pyörii välittömästi; Kun ohjaussignaali katoaa, roottori voi välittömästi lopettaa pyörimisen. Servomoottori on automaattisen ohjauslaitteen suorituselementtinä käytettävä mikromoottori, jonka tehtävänä on muuntaa sähköiset signaalit akselin kulmasiirtymäksi tai kulmanopeudeksi.
Roboteissa käytetty servomoottori vaatii nopeaa väylätietoliikennenopeutta ohjaimen ja servon välillä; Korkea servon tarkkuus; Lisäksi perusmateriaaleja koskevat käsittelyvaatimukset. Erityisesti robotin päätetehosteissa (tarttujassa) tulisi käyttää moottoreita, joiden tilavuus ja massa on pieni, varsinkin kun tarvitaan nopeaa reagointia. Servomoottoreilla on oltava korkea luotettavuus ja vakaus, ne kestävät ankaria käyttöolosuhteita, voivat suorittaa erittäin usein eteen- ja taaksepäin liikkeitä, kiihdytystä ja hidastamista sekä kestävät ylikuormitusta lyhyessä ajassa.
Erikoisvaatimukset robottiservolle
Servomoottorit on jaettu kahteen luokkaan: AC-servo ja DC-servo
AC-servomoottorien perusrakenne on samanlainen kuin AC-oikosulkumoottoreiden (asynkronisten moottoreiden). Staattorissa on kaksi virityskäämiä Wf ja ohjauskäämi WcoWf, joiden vaihesiirtymä on 90 astetta, jotka on kytketty vakiovaihtojännitteeseen. Moottorin toiminnan ohjauksen tarkoitus saavutetaan käyttämällä Wc:hen kohdistettua AC-jännitettä tai vaihemuutosta. AC-servomoottorien ominaisuudet ovat vakaa toiminta, hyvä ohjattavuus, nopea vaste, korkea herkkyys ja tiukat epälineaarisuusindikaattorit mekaanisille ja säätöominaisuuksille (alle 10–15 prosenttia ja alle 15–25 prosenttia).
DC-servomoottorin perusrakenne on samanlainen kuin tavallisen tasavirtamoottorin. Moottorin nopeus n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, jossa E on ankkurin takasähkömotorinen voima, K on vakio, j on magneettivuo napaa kohti, Ua, Ia ovat ankkurin jännite ja virta, Ra on ankkuriresistanssi, muutos Ua tai muutos φ, DC-servomoottorin nopeutta voidaan ohjata, mutta yleensä käytetään ankkurijännitteen ohjausmenetelmää. Kestomagneettisessa DC-servomoottorissa virityskäämitys korvataan kestomagneetilla ja magneettivuo φ Vakio. DC-servomoottoreilla on hyvät lineaariset säätöominaisuudet ja nopea aikavaste.
Servomoottoreiden merkitys
Teollisuusrobottien ohjausjärjestelmät ja automaatiotuotteet sisältävät pääasiassa servomoottoreita, reduktoreita, ohjaimia ja antureita. Servomoottori on teollisuusrobottien voimajärjestelmä, joka yleensä asennetaan robotin "niveliin", ja se on robotin liikkeen "sydän".
Tällä hetkellä robottien yhteiskäyttöä ei voida erottaa servojärjestelmistä. Mitä enemmän niveliä, sitä suurempi on robotin joustavuus ja tarkkuus, ja sitä enemmän tarvitaan servomoottoreita. Roboteilla on korkeat vaatimukset servojärjestelmille, joiden on täytettävä nopean vasteen, korkean käynnistysmomentin, suuren dynaamisen vääntömomentin hitaussuhteen, laajan nopeusalueen, pienen koon, keveyden, kiihtyvyys- ja hidastustoiminnan sekä korkean luotettavuuden ja vakauden vaatimukset. Tällä hetkellä teollisuusrobotit käyttävät enimmäkseen AC-servojärjestelmiä.
Servomoottoreiden markkinajakelu
Tällä hetkellä Kiinan teollisuuskonemarkkinoilla päätoimittajia ovat Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi Japanista sekä Renz ja Bosch Rexroth Euroopasta ja Yhdysvalloista. Markkinaosuuden näkökulmasta ulkomaisten servoyhtiöiden markkinaosuus Kiinassa on tällä hetkellä 75 prosenttia. Niistä japanilaisten tuotemerkkien osuus on 50 prosenttia; Eurooppalaisten ja amerikkalaisten merkkien osuus on 25 prosenttia. Kotimaiset tuotemerkit muodostavat vain noin 20 prosenttia markkinaosuudesta.
Tällä hetkellä Kiinan keskitason ja matalan luokan servojärjestelmät ovat pystyneet saavuttamaan laajamittaista tuotantoa, mutta huippuluokan servojärjestelmät eivät ole vielä muodostaneet kaupallistamis- ja massatuotantokykyjä. Tarkkuusservomoottorin ohjausjärjestelmien kysyntä Kiinassa perustuu pääasiassa tuontiin. Robottiteollisuuden kehitys kukoistaa. Robottiteollisuuden tukipolitiikan edistämisen ja kotimaisen servoteknologian jatkuvan parantamisen myötä servojärjestelmien tuontikorvausvauhti Kiinassa kiihtyy.