Wstęp

Serwomotory to zaawansowane silniki wykorzystywane w precyzyjnym sterowaniu ruchem w różnych aplikacjach przemysłowych, robotycznych i automatycznych. Ich historia sięga początków XX wieku, a dzisiaj stanowią kluczowy element wielu nowoczesnych systemów mechatronicznych.

Foto: Przykładowy serwomotor, foto: aliexpress.com

Historia Serwomotorów

Początki serwomechanizmów sięgają lat 30. XX wieku, kiedy rozwój technologii elektrycznych pozwolił na stworzenie pierwszych układów sterujących pracą silników. Pierwsze zastosowania serwomotorów miały miejsce w systemach wojskowych, takich jak stabilizacja dział artyleryjskich i systemy kierowania rakietami. Wraz z rozwojem elektroniki i mikrokontrolerów w drugiej połowie XX wieku, serwomotory zaczęły znajdować zastosowanie w przemyśle, robotyce i automatyce.

Budowa Serwomotorów

Serwomotor składa się z kilku kluczowych elementów:

• Silnik – może być to silnik prądu stałego (DC) lub przemiennego (AC).
• Przekładnia – często stosowana w celu zwiększenia momentu obrotowego i precyzji ruchu.
• Enkoder lub potencjometr – umożliwia precyzyjne określenie pozycji wirnika.
• Sterownik – kontroluje pracę silnika na podstawie sygnału wejściowego, regulując prędkość i pozycję.

Rodzaje Serwomotorów

1. Serwomotory DC – wykorzystywane w lekkich aplikacjach, takich jak modelarstwo czy automatyka biurowa.
2. Serwomotory AC – stosowane w bardziej wymagających aplikacjach przemysłowych.
3. Serwomotory bezszczotkowe (BLDC) – charakteryzujące się wysoką trwałością i precyzją działania.
4. Serwomotory liniowe – przekształcające ruch obrotowy w ruch liniowy.

Zasada Działania

Serwomotor działa w pętli sprzężenia zwrotnego. Otrzymuje sygnał sterujący (najczęściej w formie impulsu PWM), który określa żądaną pozycję lub prędkość. Sterownik porównuje rzeczywisty stan silnika (dzięki enkoderowi) z wartością zadaną i odpowiednio reguluje prąd płynący przez uzwojenia, aby skorygować odchylenie.

Zastosowania Serwomotorów

Serwomotory są wykorzystywane w wielu dziedzinach, w tym:

• Robotyka – napędzają przeguby robotów przemysłowych i humanoidalnych.
• Automatyka przemysłowa – sterowanie liniami produkcyjnymi, obrabiarkami CNC, robotami spawalniczymi.
• Motoryzacja – systemy sterowania przepustnicą, elektryczne wspomaganie kierownicy.
• Lotnictwo i kosmonautyka – kontrola powierzchni sterowych, precyzyjne napędy w satelitach.
• Technologia medyczna – w protezach, manipulatorach chirurgicznych, systemach diagnostycznych.
• Modelarstwo RC – serwa sterujące ruchem sterów w samolotach i samochodach zdalnie sterowanych.

Najwięksi Producenci Serwomotorów

Obecnie na rynku działa kilku czołowych producentów serwomotorów:

1. Yaskawa Electric Corporation – lider w technologii napędów przemysłowych.
2. Siemens – oferuje zaawansowane systemy automatyki i serwonapędy.
3. Mitsubishi Electric – dostarcza wysokiej jakości serwonapędy dla przemysłu.
4. ABB – firma specjalizująca się w automatyce i robotyce.
5. Fanuc – znana z robotów przemysłowych i systemów sterowania CNC.
6. Panasonic – produkuje precyzyjne serwomechanizmy dla elektroniki i automatyki.
7. Delta Electronics – dostarcza ekonomiczne rozwiązania w zakresie serwonapędów.

Podsumowanie

Serwomotory odgrywają kluczową rolę w nowoczesnej technologii, umożliwiając precyzyjne sterowanie ruchem w wielu aplikacjach. Dzięki postępowi technologicznemu stają się coraz bardziej wydajne, kompaktowe i inteligentne. Ich zastosowanie w przemyśle, robotyce i motoryzacji stale rośnie, a rozwój sztucznej inteligencji i IoT dodatkowo zwiększa ich możliwości.