Tabla de contenido
Los servomotores son componentes sencillos que aportan precisión y automatización a diversas aplicaciones, tanto industriales como de aficionados. Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre los servomotores y dónde puede conseguir sus propios componentes de alta calidad.
¿Qué es un servomotor?
Un servomotor es un motor de alta precisión que utiliza un sistema de retroalimentación y un controlador externo para proporcionar una colocación rotacional y lineal de alta precisión. Combina un motor compatible con un controlador y sensores para crear un actuador preciso, ideal para aplicaciones que requieren una colocación perfecta y un movimiento suave.
¿Cómo funcionan los servomotores?
Los servomotores utilizan electricidad para generar movimiento mecánico. Un servomotor se compone de varios componentes, como un motor, un sensor y un controlador. Así funciona un servomotor.
Un controlador envía primero una señal de modulación por ancho de pulso a un sensor dentro del servomotor. Los controladores pueden ser controlados manualmente por personas o digitalmente por computadoras.
La señal de modulación por ancho de pulso está programada para comunicar la cantidad precisa de corriente eléctrica necesaria para mover el motor a la posición deseada. El ancho del pulso determina la posición y la dirección del motor.
Una vez que el sensor recibe la señal, envía una corriente eléctrica desde la fuente de alimentación al motor. Este gira a la posición precisa, determinada por la corriente recibida, lo que mueve los engranajes conectados al eje de salida. Esto mueve el mecanismo, generalmente un brazo, a la posición exacta necesaria para completar la tarea.
El engranaje final que controla el mecanismo a menudo está conectado a un potenciómetro que reconoce cuándo el mecanismo ha alcanzado la posición deseada y apaga el motor manteniendo el mecanismo en la ubicación deseada precisa.
Los servomotores pueden cumplir funciones sencillas, como mover el brazo de un pequeño robot. También pueden cumplir funciones extremadamente precisas y complejas, como mover el dispositivo de corte en una máquina CNC, automatizar el embalaje e incluso controlar componentes en el espacio exterior.
¿Qué tipos de servomotores?
Existen cinco tipos de servomotores, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. El tipo de servomotor que necesita depende en gran medida de la aplicación del mecanismo, el entorno en el que funcionará y su presupuesto.
Servomotor de CC
Los servomotores de CC se controlan mediante la frecuencia de la corriente eléctrica suministrada por el controlador. Son el tipo más antiguo y se encuentran en diversos dispositivos que requieren movimiento lineal y rotatorio. Son rápidos y precisos, y responden con gran rapidez a las órdenes de arranque y parada. Se utilizan con mayor frecuencia en dispositivos pequeños y suelen ser más económicos que otros servomotores.
Servomotor de CA
Los servomotores de CA son un tipo más dinámico que puede controlarse tanto por frecuencia como por voltaje. Esta variabilidad permite su uso con múltiples vías de control. Su ventaja radica en su mayor variabilidad en sus aplicaciones. Son ligeramente más caros y se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones industriales.
Servomotor de rotación posicional
Un servomotor de rotación posicional es uno de los tipos más comunes de servomotores utilizados en la fabricación. Se trata de un sistema de bucle cerrado que permite que el eje de transmisión del motor se mueva con precisión de 180 grados. Estos servomotores giran dicho eje a una posición específica según la señal de ancho de pulso proporcionada. Los servomotores de rotación posicional se utilizan frecuentemente en juguetes, vehículos autónomos y aplicaciones aeroespaciales.
Servomotor de rotación continua
Los servomotores de rotación continua permiten que el eje se mueva 360 grados en cualquier dirección durante periodos prolongados. Se trata de un sistema de bucle abierto donde la dirección y la velocidad de rotación se controlan mediante la señal recibida del controlador. Estos mecanismos son mucho menos precisos que los sistemas de bucle cerrado, pero tienen numerosas aplicaciones para controlar ruedas, cintas transportadoras y cualquier otra tarea que requiera rotación continua.
Servomotor lineal
Utilizado principalmente en el mecanizado CNC, un servomotor lineal contiene engranajes adicionales que permiten que el motor se mueva hacia adelante y hacia atrás sobre una superficie en lugar de girar.
Aplicaciones de los servomotores
Los servomotores tienen diversas aplicaciones tanto en el ámbito del hobby como en el industrial. Estas son algunas de las tareas para las que se pueden utilizar.
Aplicaciones de pasatiempos
Los servomotores pequeños se utilizan en aficiones que requieren movimientos precisos. En aplicaciones de aficionados, los servomotores suelen controlarse manualmente mediante un controlador inalámbrico. A continuación, se muestran algunos ejemplos de servomotores en algunas aficiones populares.
Vehículos de control remoto
Los servomotores se utilizan a menudo en vehículos de control remoto. Un servomotor se conecta al eje delantero de los coches de control remoto y controla la dirección del vehículo. El control remoto portátil es el que le indica al servomotor en qué dirección girar. Al girar el volante del control o mover el joystick, se controla la frecuencia que recibe el servomotor. Esta frecuencia gira el eje y las ruedas a su posición exacta.
Robótica
Los servomotores se utilizan en robótica para controlar el movimiento de las articulaciones, así como el de instrumentos de agarre como manos o garras. Los servomotores pueden posicionar con precisión cualquier brazo móvil ajustando el ángulo de las articulaciones según el pulso de la señal de entrada.
Los servomotores también pueden utilizarse para cerrar manos o garras robóticas modificando la rotación de los dedos de una posición abierta a una cerrada. Estas aplicaciones son utilizadas tanto por aficionados como por la industria para controlar el movimiento de numerosos mecanismos robóticos.
Aplicaciones industriales
Existen innumerables aplicaciones industriales para servomotores, tanto grandes como pequeños. Ya sea que controlen el posicionamiento preciso de mecanismos diminutos o muevan objetos pesados, estos componentes se utilizan ampliamente en la industria.
Mecanizado CNC
Los servomotores se utilizan en el mecanizado CNC para mover el instrumento de corte con precisión sobre la superficie de corte. El servomotor de una máquina CNC recibe una señal de una computadora que programa sus posiciones y movimientos para crear cortes precisos en el material mecanizado.
Coches autónomos
Los vehículos autónomos y los coches sin conductor utilizan servomotores para la dirección. Al igual que en el caso de los coches teledirigidos, los vehículos autónomos utilizan servomotores para girar el eje y realizar movimientos precisos en la carretera.
En lugar de ser controlados por un dispositivo portátil, estos servomotores se controlan mediante un complejo conjunto de computadoras y sensores. Estos sensores analizan la carretera y envían señales a los servomotores para realizar maniobras seguras y precisas.
Maquinaria de embalaje
Uno de los usos más populares de los servomotores en las plantas de fabricación es la maquinaria de envasado. Esta maquinaria, como su nombre indica, se utiliza para empacar de forma segura y eficiente los productos que se envían a los clientes.
La maquinaria de embalaje utiliza servomotores más grandes para controlar el movimiento de las cintas transportadoras, así como los componentes que mueven y pliegan los materiales de embalaje.
Ingeniería aeroespacial
Los servomotores se utilizan en diversas aplicaciones aeroespaciales que requieren un movimiento increíblemente preciso y suave. Se utilizan para abrir y cerrar flaps y respiraderos, vitales para una navegación espacial precisa.
¿Cómo controlar un servomotor?
Los servomotores se controlan mediante señales de modulación por ancho de pulso (MAP) enviadas a través de un controlador. El ancho del pulso eléctrico determina la posición final del eje, lo que coloca el mecanismo en la posición deseada.
Los servomotores se pueden controlar mediante dispositivos de entrada manuales, como controles remotos, joysticks o servointerruptores. Estos dispositivos permiten al usuario controlar manualmente la posición del eje controlando manualmente la anchura de la señal de pulso. Este tipo de controlador se utiliza con mayor frecuencia en aplicaciones que no requieren una rápida sucesión de movimientos del mecanismo.
Los servomotores también pueden controlarse mediante microcontroladores, como placas Arduino o Raspberry Pi. Estos microcontroladores pueden programarse para enviar las señales PWM necesarias para posicionar el eje donde se desee. Los microcontroladores pueden configurarse para controlar múltiples movimientos sucesivos variando la amplitud del pulso eléctrico proporcionado por el controlador del motor.
La mayoría de las aplicaciones industriales y de fabricación utilizan un servocontrolador dedicado. Estos controladores son mucho más complejos y pueden sincronizar varios servomotores para realizar diversas funciones. Los servocontroladores se programan con miles de señales que mueven uno o varios ejes de servomotores a las posiciones necesarias para completar la tarea deseada.
¿Cómo programar un servomotor?
Los servomotores se pueden programar de diversas maneras, según la complejidad de la aplicación y el número de servomotores utilizados en un mecanismo. A continuación, se presentan algunas maneras de automatizar los movimientos de un servomotor.
Microcontroladores
Los microcontroladores son pequeñas placas programables que pueden controlar entre 1 y 48 servos, dependiendo del tamaño de la placa. Microcontroladores como la placa Arduino utilizan comandos predefinidos de su biblioteca de servos para programar el movimiento del eje. Una vez conectado el microcontrolador al servomotor, puede conectarlo a su PC para introducir una lista de comandos.
El microcontrolador procesa estos comandos y envía las señales necesarias para mover los servos a sus posiciones deseadas cuando sea necesario. Es posible que deba ajustar los valores de entrada para que los comandos sean compatibles con su servomotor.
Controlador lógico programable y servoaccionamientos
Si bien los microcontroladores son excelentes para aplicaciones pequeñas, las aplicaciones industriales requieren un conjunto de comandos mucho más complejo para ejecutar un gran volumen de servomotores de manera eficiente.
Muchas aplicaciones industriales de servomotores utilizan un controlador lógico programable (PLC) y un servoaccionamiento para introducir comandos complejos. Para empezar, conecte su PLC al servoaccionamiento y configure el accionamiento para su PLC. Los servoaccionamientos Simtach son ampliamente compatibles, lo que facilita su uso. Una vez configurados el accionamiento y la ubicación, puede empezar a programar sus servomotores a través de su PLC.
El PLC se puede programar con una interfaz gráfica para establecer el posicionamiento, la velocidad y el par específicos requeridos para la aplicación. Esto se puede programar en el servoaccionamiento, que ejecutará los comandos de forma autónoma.
Muchas configuraciones industriales complejas utilizan software de control de movimiento especializado que permite la máxima eficiencia en funciones avanzadas, como la sincronización de múltiples servomotores y los ajustes en tiempo real. Este software suele estar preprogramado y se aplica dentro del PLC.
¿Un servomotor necesita un controlador de motor?
No, los servomotores no requieren un controlador de motor para funcionar. Sin embargo, un controlador de motor automatiza los servomotores, lo que permite un uso más eficiente de varios. Si busca automatizar sus servomotores para realizar una tarea o si estos se utilizan como parte de un componente de fabricación automatizada, necesitará un controlador de motor.
Los controladores de motor funcionan como el cerebro de los servomotores. Suministran energía al servomotor y controlan su dirección de rotación y posición al convertir las señales de entrada en las señales PWM necesarias.
Los controladores de motor controlan la velocidad, la rotación y el par de los servomotores y son un componente clave para su seguridad y funcionalidad. Sin un controlador de motor compatible, es imposible automatizar los servomotores. Un controlador de motor fácilmente configurable puede mejorar enormemente la eficiencia y las posibles aplicaciones de los servomotores.
¿Cómo programar un servomotor?
Los servomotores se pueden programar de diversas maneras, según la complejidad de la aplicación y el número de servomotores utilizados en un mecanismo. A continuación, se presentan algunas maneras de automatizar los movimientos de un servomotor.
Microcontroladores
Los microcontroladores son pequeñas placas programables que pueden controlar entre 1 y 48 servos, dependiendo del tamaño de la placa. Microcontroladores como la placa Arduino utilizan comandos predefinidos de su biblioteca de servos para programar el movimiento del eje. Una vez conectado el microcontrolador al servomotor, puede conectarlo a su PC para introducir una lista de comandos.
El microcontrolador procesa estos comandos y envía las señales necesarias para mover los servos a sus posiciones deseadas cuando sea necesario. Es posible que deba ajustar los valores de entrada para que los comandos sean compatibles con su servomotor.
Controlador lógico programable y servoaccionamientos
Si bien los microcontroladores son excelentes para aplicaciones pequeñas, las aplicaciones industriales requieren un conjunto de comandos mucho más complejo para ejecutar un gran volumen de servomotores de manera eficiente.
Muchas aplicaciones industriales de servomotores utilizan un controlador lógico programable (PLC) y un servoaccionamiento para introducir comandos complejos. Para empezar, conecte su PLC al servoaccionamiento y configure el accionamiento para su PLC. Los servoaccionamientos Simtach son ampliamente compatibles, lo que facilita su uso. Una vez configurados el accionamiento y la ubicación, puede empezar a programar sus servomotores a través de su PLC.
El PLC se puede programar con una interfaz gráfica para establecer el posicionamiento, la velocidad y el par específicos requeridos para la aplicación. Esto se puede programar en el servoaccionamiento, que ejecutará los comandos de forma autónoma.
Muchas configuraciones industriales complejas utilizan software de control de movimiento especializado que permite la máxima eficiencia en funciones avanzadas, como la sincronización de múltiples servomotores y los ajustes en tiempo real. Este software suele estar preprogramado y se aplica dentro del PLC.
¿Un servomotor necesita un controlador de motor?
No, los servomotores no requieren un controlador de motor para funcionar. Sin embargo, un controlador de motor automatiza los servomotores, lo que permite un uso más eficiente de varios. Si busca automatizar sus servomotores para realizar una tarea o si estos se utilizan como parte de un componente de fabricación automatizada, necesitará un controlador de motor.
Los controladores de motor funcionan como el cerebro de los servomotores. Suministran energía al servomotor y controlan su dirección de rotación y posición al convertir las señales de entrada en las señales PWM necesarias.
Los controladores de motor controlan la velocidad, la rotación y el par de los servomotores y son un componente clave para su seguridad y funcionalidad. Sin un controlador de motor compatible, es imposible automatizar los servomotores. Un controlador de motor fácilmente configurable puede mejorar enormemente la eficiencia y las posibles aplicaciones de los servomotores.
¿Dónde comprar servomotores?
Si bien existen muchos fabricantes de servomotores, Motores Simtach es líder en la industria de servomotores confiables, ideales para cualquier aplicación. Simtach ofrece opciones de CA y CC, y tiene el servomotor perfecto para usted.
Simtach también cuenta con controladores de motor de CA y CC para ayudar a automatizar sus aplicaciones de servomotor y mejorar la precisión de su servomotor.
Mejore la eficiencia y la confiabilidad de su automatización con soluciones asequibles y de alta calidad de Simtach.
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