Het woord 'servo' is afkomstig van de Griekse betekenis van 'slaaf'. Een "servomotor" kan worden opgevat als een motor die absoluut het commando van een stuursignaal volgt: voordat het stuursignaal wordt verzonden, blijft de rotor stationair; Wanneer het stuursignaal wordt afgegeven, draait de rotor onmiddellijk; Wanneer het stuursignaal wegvalt, kan de rotor direct stoppen met draaien. Een servomotor is een micromotor die wordt gebruikt als een uitvoerend element in een automatisch besturingsapparaat, waarvan de functie is om elektrische signalen om te zetten in hoekverplaatsing of hoeksnelheid van de as.
De servomotor die in robots wordt gebruikt, vereist een hoge buscommunicatiesnelheid tussen de controller en de servo; Hoge precisie van servo; Daarnaast zijn er verwerkingseisen voor basismaterialen. Vooral voor robot-eindeffectoren (grijpers) moeten motoren met minimaal volume en massa worden gebruikt, vooral wanneer een snelle respons vereist is. Servomotoren moeten een hoge betrouwbaarheid en stabiliteit hebben, bestand zijn tegen zware bedrijfsomstandigheden, zeer frequente voorwaartse en achterwaartse bewegingen, versnelling en vertraging kunnen uitvoeren en bestand zijn tegen overbelasting in korte tijd.
Speciale vereisten voor robotservo
Servomotoren zijn onderverdeeld in twee categorieën: AC-servo en DC-servo
De basisstructuur van AC-servomotoren is vergelijkbaar met die van AC-inductiemotoren (asynchrone motoren). Er zijn twee bekrachtigingswikkelingen Wf en stuurwikkeling WcoWf met verplaatsing van 90 graden in faseruimte op de stator, die zijn aangesloten op constante wisselspanning. Het doel van het regelen van de motorwerking wordt bereikt door gebruik te maken van de AC-spanning of faseverandering toegepast op Wc. AC-servomotoren hebben de kenmerken van een stabiele werking, goede bestuurbaarheid, snelle respons, hoge gevoeligheid en strikte niet-lineariteitsindicatoren voor mechanische en regelgevende kenmerken (respectievelijk minder dan 10 procent tot 15 procent en minder dan 15 procent tot 25 procent).
De basisstructuur van een DC-servomotor is vergelijkbaar met die van een algemene DC-motor. Motorsnelheid n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, waarbij E de elektromotorische tegenkracht van het anker is, K een constante is, j de magnetische flux per pool is, Ua, Ia de ankerspanning en -stroom, Ra is de ankerweerstand, verander Ua of verander φ, De snelheid van een DC-servomotor kan worden geregeld, maar de methode voor het regelen van de ankerspanning wordt over het algemeen gebruikt. In een DC-servomotor met permanente magneet wordt de bekrachtigingswikkeling vervangen door een permanente magneet en is de magnetische flux φ constant. DC-servomotoren hebben goede lineaire regelkarakteristieken en een snelle tijdrespons.
Het belang van servomotoren
De besturingssystemen en automatiseringsproducten van industriële robots omvatten voornamelijk servomotoren, reductoren, controllers en sensoren. De servomotor is het aandrijfsysteem van industriële robots, meestal geïnstalleerd op de "gewrichten" van de robot, en is het "hart" van robotbeweging.
Op dit moment is de gezamenlijke aandrijving van robots niet los te zien van servosystemen. Hoe meer gewrichten, hoe hoger de flexibiliteit en nauwkeurigheid van de robot, en hoe meer servomotoren er moeten worden gebruikt. Robots stellen hoge eisen aan servosystemen, die moeten voldoen aan de eisen van snelle respons, hoog startkoppel, grote dynamische koppeltraagheidsverhouding, breed snelheidsbereik, klein formaat, lichtgewicht, versnellings- en vertragingswerking en hoge betrouwbaarheid en stabiliteit. Op dit moment maken industriële robots vooral gebruik van AC-servosystemen.
Marktdistributie van servomotoren
Momenteel zijn op de Chinese markt voor industriële machines de belangrijkste leveranciers Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi uit Japan, evenals Renz en Bosch Rexroth uit Europa en de Verenigde Staten. Vanuit het oogpunt van marktaandeel hebben buitenlandse servobedrijven momenteel een marktaandeel van 75 procent in China. Onder hen zijn Japanse merken goed voor 50 procent; Europese en Amerikaanse merken zijn goed voor 25 procent. Binnenlandse merken bezetten slechts ongeveer 20 procent van het marktaandeel.
Op dit moment hebben de mid- tot low-end servosystemen van China grootschalige productie kunnen realiseren, maar high-end servosystemen hebben nog geen mogelijkheden voor commercialisering en massaproductie. De vraag naar precisie-servomotorbesturingssystemen in China is voornamelijk afhankelijk van import. De ontwikkeling van de robotindustrie is booming. Met de promotie van ondersteuningsbeleid voor de robotindustrie en de voortdurende verbetering van de binnenlandse servotechnologie, zal het tempo van importvervanging van servosystemen in China versnellen.