Els servomotors s'utilitzen com a actuadors en el sistema de control de Màquines CNC per convertir els senyals elèctrics rebuts en desplaçament angular o velocitat angular de sortida a l'eix del motor. El rotor dins del servomotor és un imant permanent. L'electricitat trifàsica U/V/W controlada pel controlador forma un camp electromagnètic. El rotor gira sota l'acció d'aquest camp magnètic. Al mateix temps, l'encoder del motor retroalimenta el senyal al controlador, i el controlador compara l'objectiu amb el valor de retroalimentació. Es comparen els valors i s'ajusta l'angle de rotació del rotor.
La precisió del servomotor ve determinada per la precisió de l'encoder, és a dir, el propi servomotor té la funció d'enviar impulsos. Enviarà un nombre corresponent d'impulsos cada vegada que giri un angle, de manera que els impulsos del servoaccionament i l'encoder del servomotor formen una resposta. Per tant, és un control de bucle tancat.
Un motor pas a pas és un dispositiu de motor pas a pas amb element de control de bucle obert que converteix els senyals d'impulsos elèctrics en desplaçament angular o desplaçament lineal. En el cas que no hi hagi sobrecàrrega, la velocitat del motor i la posició d'aturada només depenen de la freqüència del senyal d'impulsos i del nombre d'impulsos, i no es veuen afectades pels canvis de càrrega.
Quan el controlador pas a pas rep un senyal d'impuls, impulsa el motor pas a pas a girar un angle fix en la direcció establerta, que s'anomena "angle de pas". El pas a pas pot controlar el desplaçament angular controlant el nombre d'impulsos, per tal d'aconseguir l'objectiu d'un posicionament precís. També pot controlar la velocitat i l'acceleració de la rotació del motor controlant la freqüència d'impulsos del controlador, per tal d'aconseguir l'objectiu d'alta velocitat. Per tant, el motor pas a pas és un control de bucle obert.
La diferència entre els motors pas a pas i els servomotors
Controller
El controlador de motor pas a pas és un producte electrònic que pot enviar senyals de pols uniformes. Després que el senyal que envia entri al controlador del motor pas a pas, el controlador el converteix en el fort senyal de corrent que necessita el motor pas a pas per fer que funcioni. El controlador del motor pas a pas pot controlar amb precisió el motor pas a pas per girar en tots els angles. El que rep el controlador és un senyal de pols. Cada vegada que rep un pols, el controlador donarà un pols al motor per fer-lo girar en un angle fix. A causa d'aquesta característica, els motors pas a pas s'utilitzen àmpliament en diverses indústries actuals.
Un controlador de servomotor és un controlador que s'utilitza per controlar un servomotor. La seva funció és similar a la d'un convertidor de freqüència que actua sobre un motor de corrent altern ordinari. Forma part del sistema servo i s'utilitza principalment en sistemes de posicionament d'alta precisió. Generalment, el servomotor es controla mitjançant 3 maneres de posició, velocitat i parell per aconseguir un posicionament del sistema de transmissió d'alta precisió. Actualment és un producte d'alta gamma de tecnologia de transmissió.
Control de precisió
Com més fases i batecs tingui el motor pas a pas, més alta serà la seva precisió. El servomotor es basa en l'encoder integrat. Com més escala tingui l'encoder, més alta serà la precisió.
Mètodes de control
Un és control de llaç obert i l'altre és control de llaç tancat.
Característiques de baixa freqüència
Els motors pas a pas són propensos a vibracions de baixa freqüència a baixes velocitats. Generalment, s'utilitza tecnologia d'amortiment o subdivisió per superar les vibracions de baixa freqüència, mentre que els servomotors no vibren a baixes velocitats. El sistema servo de CA té una funció de supressió de ressonància, que pot cobrir la manca de rigidesa de la màquina CNC, i el sistema té una funció d'anàlisi de freqüència (FFT) dins del sistema, que pot detectar el punt de ressonància de la màquina CNC per facilitar l'ajust del sistema.
Característiques de freqüència de parell
El parell de sortida del motor pas a pas disminuirà amb l'augment de la velocitat, i el servomotor de corrent altern té una sortida de parell constant.
Capacitat de sobrecàrrega
Els motors pas a pas no tenen capacitat de sobrecàrrega, mentre que els motors de corrent altern tenen una capacitat de sobrecàrrega més forta.
Rendiment operatiu
El motor pas a pas adopta un control de bucle obert. Si la freqüència d'arrencada és massa alta o la càrrega és massa gran, és fàcil perdre passos o bloquejar-se. Quan la velocitat és massa alta, és fàcil sobrepassar-se. El sistema servo és un control de bucle tancat. L'accionament pot mostrejar directament el senyal de retroalimentació de l'encoder del motor. El bucle de posició i el bucle de velocitat es formen a l'interior. Generalment, no hi haurà pèrdua de pas ni sobrepassament del motor pas a pas, i el rendiment del control és més fiable.
Rendiment de resposta de velocitat
Un motor pas a pas triga centenars de mil·lisegons a accelerar des d'un punt mort fins a una velocitat de treball, mentre que el sistema servo de CA té un millor rendiment d'acceleració, generalment només uns quants mil·lisegons, i es pot utilitzar en situacions de control que requereixen un inici i una aturada ràpids.
El sistema servo de corrent altern és superior al motor pas a pas en molts aspectes de rendiment. Tanmateix, els motors pas a pas sovint s'utilitzen com a motors executius en algunes ocasions menys exigents. Per tant, en el procés de disseny del sistema de control, s'han de tenir en compte diversos factors com ara els requisits de control i el cost, i s'ha de seleccionar un motor de control adequat.
