Qual è la differenza tra un servomotore e un motore passo-passo?

Un servomotore funziona ad anello chiuso: un encoder misura la posizione dell'albero e l'azionamento corregge ogni errore, così mantiene la coppia piena in velocità e non perde posizione sotto carico. Un passo-passo funziona ad anello aperto e si fida che ogni passo sia avvenuto. I passo-passo costano meno e tengono bene da fermi; i servomotori sono più veloci, fluidi ed efficienti.

Che cosa significa la risoluzione dell'encoder in un servomotore?

La risoluzione dell'encoder è il numero di posizioni distinte che l'encoder riporta per giro. Un encoder a 17 bit dà 2^17 = 131.072 conteggi per giro, circa 0,003° per conteggio. Una risoluzione maggiore permette all'azionamento di controllare posizione e basse velocità più dolcemente, anche se gioco meccanico e taratura dell'anello limitano la precisione reale.

A che cosa serve il guadagno dell'anello di posizione in un azionamento servo?

Il guadagno dell'anello di posizione, in 1/s, determina quanto energicamente l'azionamento risponde all'errore di posizione. A velocità costante l'errore di inseguimento è circa la velocità divisa per il guadagno, quindi un guadagno maggiore rende l'asse più rigido e preciso. Un guadagno eccessivo causa sovraelongazione e oscillazioni. Nel simulatore cambia guadagno e carico e osserva l'errore di inseguimento.

Simulatore Servomotore | Curvo Studio

Che cos'è un servomotore?

Principio di funzionamento

Un servomotore non è tanto un tipo di macchina a sé quanto un pacchetto completo ad anello chiuso: un motore, un sensore di posizione o velocità e un controllore che confronta di continuo il valore comandato con quello misurato. Il controllore fornisce al motore la corrente necessaria per azzerare quell'errore. La maggior parte dei servo industriali usa un motore sincrono a magneti permanenti con encoder ad alta risoluzione, mentre i servo hobbistici impiegano un piccolo motore in continua, un riduttore e un potenziometro.

L'anello di retroazione

L'anello di retroazione è ciò che distingue un servo da un motore qualsiasi. Posizione, velocità e corrente sono di norma regolate in anelli annidati: quello di corrente è il più veloce, quello di posizione il più lento. Poiché il controllore vede la posizione reale dell'albero, compensa automaticamente disturbi di carico, attriti e tolleranze di lavorazione. Un passo-passo si limita a presumere di essere arrivato; un servo sa se lo è, e continua a spingere finché non lo è davvero.

Coppia, velocità e risposta dinamica

Un azionamento servo può erogare per brevi istanti due o tre volte la coppia continuativa, il che rende possibili accelerazioni rapide e tempi di assestamento brevi. La coppia nominale è disponibile con continuità da zero fino alla velocità base; oltre, l'azionamento entra in deflussaggio e scambia coppia con velocità. La taratura dei guadagni fissa il compromesso fra prontezza e stabilità: con poco guadagno l'asse resta indietro, con troppo sovraelonga o oscilla.

Dove si usa

I servomotori muovono tutto ciò che deve essere preciso, ripetibile e veloce: robot industriali, assi di macchine utensili CNC, macchine pick-and-place, linee di confezionamento e stampa, gimbal per telecamere. I piccoli servo hobbistici, comandati dalla larghezza dell'impulso PWM, muovono superfici di modelli e giunti di robot. Rispetto a un passo-passo il servo costa di più e va tarato, ma non perde passi, resta più fresco da fermo e mantiene la precisione ad alta velocità.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra un servomotore e un motore passo-passo?: Un servomotore funziona ad anello chiuso: un encoder misura la posizione dell'albero e l'azionamento corregge ogni errore, così mantiene la coppia piena in velocità e non perde posizione sotto carico. Un passo-passo funziona ad anello aperto e si fida che ogni passo sia avvenuto. I passo-passo costano meno e tengono bene da fermi; i servomotori sono più veloci, fluidi ed efficienti.
Che cosa significa la risoluzione dell'encoder in un servomotore?: La risoluzione dell'encoder è il numero di posizioni distinte che l'encoder riporta per giro. Un encoder a 17 bit dà 2^17 = 131.072 conteggi per giro, circa 0,003° per conteggio. Una risoluzione maggiore permette all'azionamento di controllare posizione e basse velocità più dolcemente, anche se gioco meccanico e taratura dell'anello limitano la precisione reale.
A che cosa serve il guadagno dell'anello di posizione in un azionamento servo?: Il guadagno dell'anello di posizione, in 1/s, determina quanto energicamente l'azionamento risponde all'errore di posizione. A velocità costante l'errore di inseguimento è circa la velocità divisa per il guadagno, quindi un guadagno maggiore rende l'asse più rigido e preciso. Un guadagno eccessivo causa sovraelongazione e oscillazioni. Nel simulatore cambia guadagno e carico e osserva l'errore di inseguimento.