Dzięki serwonapędom możliwe jest szybkie i precyzyjne sterowanie za pośrednictwem określonych sieci komunikacyjnych pomiędzy serwonapędem a sterownikami (np. Motion Controller). Fakt ten, a także integracja sterowania logiką maszyny ze sterowaniem ruchem i funkcjami jej bezpieczeństwa oraz wbudowane w serwonapędy wejścia bezpieczeństwa i enkodery zadecydowały o popularności tego rozwiązania.
Zastosowanie serwonapędów
Na rynku znaleźć można serwonapędy wyposażone w porty dedykowanej sieci komunikacyjnej. Komunikacja pozwala na to, aby w krótkim czasie, w stałych odstępach odczytywać i zadawać szczegółowe parametry pracy serwonapędu. Dzięki niej narzędzia służące do programowania i określania oczekiwanych parametrów łączą się z serwonapędami, a użytkownik z dowolnego miejsca może rejestrować wykresy uch pracy. Do komunikacji wystarczą przy tym dostępne w niemal każdej firmie przewody sieci Ethernet (np. EtherCAT).
Producenci maszyn cenią sobie obecnie rozwiązanie oparte na jednym sterowniku do maszyny, pełniącym jednocześnie funkcję PLC, kontrolera ruchu oraz sterownika bezpieczeństwa.
W celu zapewnienia bezpieczeństwa maszynom, serwonapędy wyposażane są w zgodne z obowiązującymi normami wejścia bezpieczeństwa i wyjścia potwierdzające stan obwodu bezpieczeństwa (tzw. EDM). Dzięki temu otrzymujemy uproszczone obwody bezpieczeństwa i pozbywamy się styczników, zdejmujących napięcie zasilania.
Dla prawidłowego i efektywnego działania serwonapędów niezbędne są enkodery o dużej rozdzielczości (np. 1048576 impulsów na pojedynczy obrót serwomotoru). Warto wiedzieć, że w takim przypadku nawet najmniejsze odchylenie pozycji czy prędkości bieżącej od zadanej powoduje sporą wartość uchybu dla regulatorów PID w pętlach kontroli pozycji, prędkości oraz momentu, co pozwala na natychmiastowe korygowanie pracy serwomotoru.
Konstrukcja serwonapędów
Większość współczesnych serwonapędów wykonana jest w technologii bezszczotkowej. Oferowane są także silniki o podwyższonej inercji. Tego typu urządzenia mogą pracować przy maksymalnych napięciach zasilających 400/480 VAC lub 565/680 VDC. Najczęściej sprzężenie oparte jest na resolverze. Czasem stosowane są serwodyski, posiadające zauważalnie wyższe przyspieszenie w porównaniu do tradycyjnych serwosilników.
Niektóre maszyny przemysłowe korzystają z serwosilników liniowych, których prędkość przekracza 5 m/s na sekundę przy rozdzielczości 0,078 μm. Ich cewki mogą posiadać laminowany rdzeń ferromagnetyczny o uzwojonych korpusach cewek. Cewki umieszczane są w gniazdach znajdujących się na laminowanych rdzeniach ferromagnetycznych. Następnie cały moduł cewki po montaż jest na stałe zatapiany w żywicy diatermicznej, dzięki czemu posiada właściwą sztywność konstrukcyjną.
Niektóre silniki liniowe wyposażone są w ścieżkę magnetyczną z rzędu magnesów umieszczonych na jednej stronie niklowanej stalowej płyty nośnej. Pokrywy magnetyczne ze stali nierdzewnej chronią magnesy przed uszkodzeniem.
