Un sistema de accionamiento de servo es un sistema de control de alta precisión que requiere una retroalimentación precisa de la posición, la velocidad y el par del motor. Un codificador de servomotores juega un papel crucial en este proceso. Como proveedor de codificadores de servomotor de confianza, estoy emocionado de compartir cómo funcionan estos codificadores dentro de un sistema de accionamiento de servo.
Los conceptos básicos de un sistema de servicio de servom
Antes de profundizar en la función del codificador, es esencial comprender el sistema general de accionamiento de servo. Un sistema de accionamiento de servo generalmente consiste en un servomotor, un servo disco y un controlador. El controlador envía comandos al Servo Drive, que luego amplifica estas señales y proporciona la potencia eléctrica adecuada al Servo Motor. El motor convierte esta energía eléctrica en movimiento mecánico. Sin embargo, para garantizar que el motor se mueva con precisión como se ordena, se requiere retroalimentación real, y aquí es donde entra el codificador del Servo Motor.
Tipos de codificadores de servomotores
Hay principalmente dos tipos de codificadores de servomotores: codificadores ópticos y codificadores magnéticos.
Codificadores ópticos
Codificadores ópticos, también conocidos comoCodificador óptico, use la luz para detectar la posición del eje del motor. Consisten en una fuente de luz (generalmente un LED), un disco de código y un fotodetector. El disco de código es un disco giratorio con un patrón de secciones transparentes y opacas. A medida que el eje del motor gira, el disco de código gira con él. La luz del LED pasa a través de las secciones transparentes del disco de código y es detectada por el fotodetector. El fotodetector luego convierte las señales de luz en señales eléctricas.
El patrón en el disco de código se puede diseñar de diferentes maneras. En codificadores ópticos incrementales, el patrón consiste en líneas espaciadas uniformemente. Cada vez que una línea pasa por el fotodetector, genera un pulso. Al contar estos pulsos, el accidente de servo puede determinar la posición relativa y la velocidad del motor. Por ejemplo, si el codificador tiene 1000 líneas por revolución, y el Servo Drive cuenta 500 pulsos, sabe que el motor ha girado la media revolución.
Los codificadores ópticos absolutos, por otro lado, tienen un patrón más complejo en el disco de código. Este patrón es único para cada posición del eje del motor. Cuando el motor se enciende, el Servo Drive puede leer inmediatamente la posición absoluta del eje del motor sin tener que realizar una operación de referencia. Esto hace que los codificadores absolutos sean más adecuados para aplicaciones donde el motor debe comenzar desde una posición conocida.
Codificadores magnéticos
Codificador magnético para motor de CCUse campos magnéticos para detectar la posición del eje del motor. Consisten en un disco magnético y un sensor magnético. El disco magnético está unido al eje del motor y tiene un patrón de postes magnéticos. A medida que el eje del motor gira, el sensor magnético detecta los cambios en el campo magnético y los convierte en señales eléctricas.
Los codificadores magnéticos tienen varias ventajas sobre los codificadores ópticos. Son más resistentes al polvo, la suciedad y la humedad, lo que los hace adecuados para entornos industriales duros. También son menos costosos de fabricar en algunos casos. Sin embargo, generalmente tienen una resolución más baja en comparación con los codificadores ópticos, lo que significa que pueden no ser tan precisos para aplicaciones de alta precisión.
Cómo los codificadores proporcionan comentarios en un sistema de accionamiento de servo
Una vez que el codificador genera señales eléctricas, estas señales se envían al Servo Drive. El Servo Drive luego procesa estas señales para determinar la posición real, la velocidad y, a veces, la aceleración del motor.
Comentarios de posición
La retroalimentación de posición del codificador permite que la unidad de servicio compare la posición real del motor con la posición ordenada. Si hay una diferencia entre los dos, la unidad de servo ajusta la alimentación eléctrica suministrada al motor para corregir la posición. Por ejemplo, si el controlador le ordena al motor que se mueva a un ángulo específico, y la retroalimentación del codificador muestra que el motor aún no ha alcanzado ese ángulo, el accidente de servo aumentará la potencia al motor para que se mueva aún más.
Retroalimentación de velocidad
La retroalimentación de velocidad también es crucial en un sistema de servicio de servicio. La unidad de servo calcula la velocidad del motor midiendo el intervalo de tiempo entre los pulsos de codificadores consecutivos. Si la velocidad ordenada es diferente de la velocidad real, la unidad de servo ajusta la potencia al motor para lograr la velocidad deseada. Esto ayuda a mantener una velocidad constante durante la operación del motor, que es importante en muchas aplicaciones, como sistemas transportadores y armas robóticas.
Retroalimentación de par
En algunos sistemas avanzados de Servo Drive, el codificador también puede proporcionar información para la retroalimentación de par. Al analizar la información de posición y velocidad, el Servo Drive puede estimar la carga en el motor y ajustar el par en consecuencia. Esto es particularmente útil en aplicaciones donde la carga en el motor varía durante la operación, como en un robot de selección y cola.
El papel del codificador en el rendimiento del sistema
El rendimiento de un sistema de accionamiento de servo depende en gran medida de la calidad y precisión del codificador. Un codificador de alta calidad puede proporcionar retroalimentación de posición y velocidad más precisa, lo que conduce a un mejor control del motor.
Exactitud
La precisión del codificador está determinada por su resolución. Los codificadores de mayor resolución pueden proporcionar información más detallada sobre la posición y la velocidad del motor. Por ejemplo, un codificador con una resolución de 10,000 pulsos por revolución puede proporcionar un control de posición más preciso en comparación con un codificador con una resolución de 1000 pulsos por revolución.
Tiempo de respuesta
El tiempo de respuesta del codificador también es importante. Un codificador de respuesta rápida puede detectar rápidamente los cambios en la posición y la velocidad del motor, lo que permite que la unidad de servicio realice ajustes oportunos. Esto es crucial en las aplicaciones donde el motor necesita responder rápidamente a los cambios en el comando, como en operaciones de mecanizado de alta velocidad.
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Referencias
- Johnson, M. (2018). Servo Motor Technology: Principios y aplicaciones. Saltador.
- Smith, A. (2020). Manual del codificador: una guía para codificadores rotativos y lineales. Prensa industrial.