Servomotoren finden vielfältige Anwendung. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo präzise Positionierung in der Bewegungssteuerung erforderlich ist, beispielsweise in CNC-Werkzeugmaschinen. Angesichts des zunehmenden Drucks auf Maschinen- und Anlagenkonstrukteure, die Maschineneffizienz zu maximieren, bieten Servomotoren OEMs und Endanwendern Wettbewerbsvorteile und praktische Vorteile. Doch wie viel wissen Sie eigentlich über Servomotoren? Im Folgenden erhalten Sie grundlegende Informationen zu diesem Thema.
Was sind Servomotoren?
Ein Servomotor ist der Motor, der die mechanischen Komponenten eines Servosystems steuert. Er arbeitet in einem geschlossenen Regelkreis und ermöglicht eine sehr genaue Drehzahl- und Positionsregelung. Er wandelt Spannungssignale in Drehmoment und Drehzahl um, um das zu steuernde Objekt anzutreiben. Üblicherweise verfügt ein Servomotor über eine Steuerschaltung, die die aktuelle Position der Motorwelle erfasst. Diese Rückmeldung ermöglicht eine präzise Rotation. Mit einem Servomotor lässt sich ein Objekt um einen bestimmten Winkel oder eine bestimmte Strecke drehen. Er besteht im Wesentlichen aus einem Motor, der über einen Servomechanismus angetrieben wird. Wird der Motor mit Gleichstrom (DC) betrieben, spricht man von einem DC-Servomotor, bei Wechselstrom (AC) von einem AC-Servomotor.
Die grundlegenden Arten von Servomotoren
Servomotoren gibt es in vielen Größen und drei Grundtypen: Positions-, Dauer- und Linearmotoren.
Ein Linearservomotor ist eine Direktantriebslösung, die mithilfe eines Zahnstangen- und Ritzelmechanismus ihre Ausgangsleistung ändert. Die Zahnstange und das Ritzel wandeln die Drehbewegung in eine Linearbewegung um.
Der Positions- und Rotationsservomotor kann sich um 180 Grad drehen. Dieser Motortyp verfügt im Wesentlichen über einen Anschlag in einem Getriebemechanismus, der eine Außenrotation verhindert und so den Rotationssensor schützt.
Der kontinuierlich rotierende Servomotor ist kein herkömmlicher Positionsregler mit geschlossenem Regelkreis, sondern wurde für eine Drehzahlregelung mit offenem Regelkreis modifiziert. Bei diesem Servomotortyp bestimmt das Eingangssignal nicht die Zielposition, sondern korreliert Eingangs- und Ausgangsdrehzahl sowie -richtung. Er kann sich in beide Richtungen drehen.
Funktionen und Vorteile
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Der Servomotor ist ein geschlossenes System, das das System mithilfe von Rückkopplungssignalen steuern kann.
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Servomotoren finden breite Anwendung. In der Industrie werden sie in Werkzeugmaschinen, der industriellen Automatisierung, der Materialhandhabung, CNC-Maschinen usw. eingesetzt. Auch in Robotern kommen sie zum Einsatz, da sie sanft schalten und präzise positionieren können. In der Luft- und Raumfahrtindustrie dienen Servomotorsysteme der Aufrechterhaltung des Hydrauliköldrucks in Hydrauliksystemen. Darüber hinaus werden Servomotoren in vielen ferngesteuerten Spielzeugen verwendet. Im Automobilbereich dienen sie der Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen. Gleichzeitig werden sie in funkgesteuerten Flugzeugen zur Steuerung von Position und Bewegung der Höhenruder eingesetzt.
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Servomotoren verfügen über komplexe Encoder, die Dreh- oder Linearbewegungen in digitale Signale umwandeln können.
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Der Servomotor ermöglicht eine hohe Rotationsgeschwindigkeit und kann ein relativ hohes Drehmoment liefern.
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Servomotoren bieten zudem Unterstützung für hocheffiziente und hochpräzise Arbeitsabläufe und werden daher üblicherweise für die Bewegung der Gleitachse in CNC-Maschinen eingesetzt.
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