Aplicación de servomotores de valor absoluto

Un servosistema es un dispositivo de control que opera según instrucciones de comando y se aplica al servocontrol de motores. Se instalan sensores en el motor y la máquina controlada, y los resultados de la detección se comparan con los valores de comando en el servoamplificador. Cabe destacar que los servomotores se controlan mediante señales de retroalimentación, lo que los diferencia de los motores paso a paso, que se controlan mediante señales de pulso de entrada.

Los servomotores permiten un control muy preciso de la velocidad y la posición, convirtiendo el voltaje

señales en par y velocidad para accionar el objeto controlado. La velocidad del rotor de un servomotor se controla mediante la señal de entrada y puede responder rápidamente. En los sistemas de control automático, sirven

como actuadores y poseen características tales como pequeñas constantes de tiempo electromecánicas, alta linealidad y voltaje de arranque, lo que les permite convertir las señales eléctricas recibidas en salidas de desplazamiento angular o velocidad angular en el eje del motor.

El componente clave de un servomotor de valor absoluto es su encoder. Este encoder sirve como un sensor importante para la retroalimentación de ángulos, longitudes y velocidad de posición mecánica en aplicaciones industriales, desempeñando un papel crucial en el control preciso del motor.

Desde 2018, el uso de servomotores de valor absoluto en maquinaria escénica ha impulsado el desarrollo de servomotores en este campo. Sus características de alta precisión, alta fiabilidad y rápida respuesta permiten satisfacer las demandas de la maquinaria escénica en escenarios complejos, como el control preciso de la elevación, el deslizamiento y la rotación del escenario, garantizando la fluidez y la seguridad de las actuaciones.

Diferencias entre codificadores de valor absoluto y codificadores incrementales

• Codificadores incrementales:
• Principio de funcionamientoRepresentan cambios de posición mediante señales de pulso de salida, lo que requiere un conteo continuo por parte de dispositivos posteriores para determinar la posición. Este es un método para medir la información de posición relativa.
• Ventajas y desventajas:
• Ventajas:Generalmente son más económicos que los codificadores de valor absoluto y su rendimiento es suficiente para aplicaciones que requieren baja resolución.
• DesventajasRequiere un reinicio en cada arranque; de ​​lo contrario, no se puede determinar la posición exacta del eje del motor. Pueden producirse errores como conteos erróneos y conteos acumulados.
• Codificadores de valor absoluto:
• Principio de funcionamientoEstablecen un punto de referencia tras la inicialización del dispositivo, y toda la información de posición posterior se basa en la posición absoluta con respecto a este punto de referencia. El conteo continuo por parte de dispositivos posteriores es innecesario, ya que el valor de posición actual se puede leer directamente. Este es un método para medir la información de posición absoluta.
• Ventajas y desventajas:
• VentajasLa posición exacta del eje del motor se puede conocer en cualquier momento sin necesidad de reiniciarlo. En aplicaciones que requieren posicionamiento múltiple, puede mejorar la velocidad de respuesta y la estabilidad del sistema. No se producen errores como conteos perdidos ni conteos acumulados.
• Desventajas:Mayor coste, especialmente para aplicaciones que requieren alta resolución, donde el precio es aún más elevado.

La importancia del concepto "absoluto" en los codificadores de valor absoluto

• Independencia y singularidadTodos los valores de posición dentro de un codificador de valor absoluto se determinan de forma absoluta dentro del codificador una vez que sale de fábrica. Tras inicializar el punto de referencia, cada posición es independiente y única. Cada lectura de actualización de datos, tanto interna como externa, no depende de lecturas de datos anteriores.
• Cómo evitar la acumulación de erroresA diferencia de los codificadores incrementales, los codificadores de valor absoluto no sufren errores acumulativos debido a cortes de energía o interferencias. Cada lectura es independiente y no se ve afectada por lecturas anteriores.
• Escenarios de aplicación:
• Alta velocidad y rentabilidadProporciona valores de código absolutos para cada posición de eje sin necesidad de conteo, lo que permite lecturas internas directas de alta velocidad y salidas externas. Esto reduce la carga computacional de los controladores de dispositivos receptores posteriores y el coste de componentes de entrada adicionales, lo que lo hace ideal para robots industriales que trabajan en operaciones paralelas multieje y campos de control síncrono multieje.
• Seguridad y confiabilidadTras el encendido o en caso de corte de suministro eléctrico, se puede obtener la posición actual y precisa sin necesidad de referenciar el variador. Es inmune a las interferencias en entornos eléctricos industriales complejos, lo que lo hace ideal para aplicaciones como sistemas de inclinación de aerogeneradores, posicionamiento síncrono de maquinaria portuaria, maquinaria de elevación, maquinaria de construcción (grúas torre), ascensores, maquinaria de ingeniería, siderurgia, petroquímica, energía hidroeléctrica, dispositivos de rotación de cañones de radar para equipos médicos, dispositivos de rotación de seguimiento solar y grandes robots industriales en la industria pesada, nuclear y automotriz.
• Características de los autobuses de alta velocidad:Admite buses de campo industriales estándar como Canopen, Profibus-DP, Profinet, Ethernet industrial Ethernet, Endat2.2, Hiperface, Biss y protocolos de transmisión de datos de alta velocidad dedicados con seguridad de datos CRC a través de RS485, que los codificadores incrementales no pueden lograr.
• Características de alta resolución de bitsEmite señales digitales directamente sin conteo interno ni externo, sin verse afectado por las limitaciones de la lectura de pulsos y acumulación en escenarios de respuesta de alta velocidad. Esto permite una alta resolución de bits, satisfaciendo las demandas de posicionamiento preciso a alta velocidad y mínima fluctuación de paso en servomotores y robots, como el cálculo preciso de derivadas de posición de alto orden (rigidez de movimiento), como la aceleración y la sacudida, así como el posicionamiento preciso con mínima oscilación en la parte frontal de los brazos robóticos.
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Recomendaciones de selección y uso

• Evite la confusión:
• Confusión 1Distinga entre el modo de funcionamiento absoluto de los dispositivos receptores y la naturaleza absoluta de los codificadores de valor absoluto en servomotores. El modo de funcionamiento absoluto de los dispositivos receptores se puede lograr mediante un codificador incremental con su propio dispositivo de conteo y acumulación, y memoria de batería. Sin embargo, este método conlleva la posibilidad de errores de conteo y acumulación, fallos de alimentación del dispositivo de conteo e incapacidad de responder a altas velocidades, lo cual difiere de un codificador de valor absoluto auténtico.
• Confusión 2Distinga entre codificadores absolutos monovuelta combinados con dispositivos de conteo y acumulación internos y externos, y codificadores multivuelta absolutos auténticos. Los primeros pierden su independencia y singularidad al superar los 360 grados, dependiendo del conteo para determinar la información de posición absoluta monovuelta dentro del número total de vueltas, lo que conlleva la posibilidad de errores de conteo y fallos de alimentación durante el funcionamiento. Por el contrario, un codificador multivuelta absoluto auténtico continúa proporcionando una codificación absoluta independiente y única más allá de los 360 grados sin depender de datos previos para la acumulación.
• Garantizar la "codificación absoluta"Al seleccionar y utilizar codificadores de valor absoluto, es fundamental confirmar que su estructura interna sea un verdadero sistema de "codificación absoluta". Esto garantiza la fiabilidad absoluta y la precisión de alta velocidad de los datos, garantizando que todas las posiciones sean independientes y únicas sin necesidad de conteo (ya sea interno o externo, con o sin batería).