Servo Motor: como instalar e quais as vantagens de uso
Automação Industrial

Servo Motor: como instalar e quais as vantagens de uso

como instalar servo motor

Recurso tecnológico empregado em processos industriais, o Servo Motor compõe sistemas de produção e muitas outras aplicações. Se você já conhece, sabe dos benefícios que ele pode proporcionar para a sua empresa e vai conferir algumas dicas aqui.

Se ainda não sabe o que é um Servo Motor, continue a leitura para descobrir, além de conferir como funciona este aparelho, como instalá-lo e conhecer as vantagens de sua utilização.

A Kalatec deseja que este conteúdo esclareça suas dúvidas a respeito desta tecnologia e coloca-se à disposição para responder qualquer dúvida sobre como obter e implantá-la em seu negócio e obter os melhores resultados.

Boa leitura!

Primeiro, entenda a finalidade de um Servo Motor

Servo Motor é um equipamento capaz de movimentar objetos com precisão, possibilitando que eles girem em ângulos ou percorram distâncias, mantendo velocidade e posicionamento. 

Trata-se de um motor elétrico rotativo ou linear que contém um sensor (encoder) para indicar o seu posicionamento, garantindo o controle da aceleração, da velocidade e da posição angular.

Muito usado para controle de posição em malha fechada, fornece torque alto e constante, atuando com sincronia e atendendo a comandos.

É ideal para sistemas de automação industrial e máquinas em geral, pois faz o controle de rotações, chegando a uma faixa de giro de 3.000 a até mais de 6.000 rpm.

O servomecanismo é baseado no feedback de posição e velocidade dado pelo encoder para fazer o controle do motor.

Um circuito de realimentação emite um sinal para comparação com a posição de entrada e, notando diferença, gera um sinal de erro.

Por sua vez, este sinal alimenta um servo amplificador que aumenta a sua tensão e potência, girando o eixo para a posição almejada.

O sinal enviado ao servomotor pode ser administrado por circuitos contendo transistores, CLPs, arduinos ou outros elementos programáveis.

Exemplos de aplicações com Servo Motor nas indústrias

O Servo Motor é adotado principalmente em sistemas de automação industrial, em projetos que exigem controle preciso de posição ou movimento. Em diversos casos, substitui atuadores hidráulicos, pneumáticos e motores de indução.

Também é adquirido para trabalhar com:

  • Robôs;
  • Máquinas CNC;
  • Controle de válvulas;
  • Máquinas-ferramentas;
  • Computadores;
  • Operações de soldagem;
  • Mesas rotativas;
  • Abertura e fechamento de portas; etc.

Por que utilizar o Servo Motor na automação industrial

A automação industrial só é executada com sucesso quando os recursos adequados são utilizados. Entre os diversos equipamentos, está o Servo Motor. Altamente empregados em robótica, eles têm uma função especial.

Tal elemento eletromecânico permite que ocorra um controle do posicionamento de seu ângulo. Na prática, ele faz com que itens se movimentem ou se mantenham em certa posição.

Com isso, é possível mexer braços mecânicos na linha de produção e até robôs pesados. Outros pontos positivos do servo motor:

Controle elevado

Esse componente é usado, principalmente, graças ao nível de controle que oferece. Como permite definir o ângulo de operação, é um elemento essencial para “desenhar” a posição correta dos itens.

Com a programação adequada, ele fica exatamente no ponto desejado. Para muitos processos na indústria, isso é crucial.

Imagine, por exemplo, um equipamento de automação de soldagem. Se o motor não se mexer de forma precisa, o processo não acontece na área de ligação.

Já com o uso do servo motor, é fácil obter um excelente resultado quanto ao posicionamento.

Nível de vibração

As vibrações podem interferir na precisão, por isso o servo motor apresenta estabilidade para garantir um posicionamento que permaneça constante, aumentando a confiabilidade e a qualidade do processo produtivo.

Por causa do nível vibratório reduzido, o barulho gerado também é amenizado, contribuindo para a melhora geral das condições no ambiente de trabalho.

Força motriz

Outra razão para utilizá-lo é que o Servo Motor apresenta uma capacidade de torque alta. Isso está ligado a uma força motriz intensa, e ainda oferece torque de pico de 300% ao valor nominal.

Na prática, é um jeito de atender a situações complexas e demandam mais esforço. Inclusive, ele aparece em diversos tamanhos e pode se adaptar a quase toda necessidade.

Forte, robusto e eficaz, aumenta a produtividade e melhora o desempenho de maneira completa.

Manutenção descomplicada

Por ser um componente essencial da robótica, é natural pensar que o Servo Motor é complexo ou exige cuidados muito específicos. No entanto, trata-se de uma possibilidade com manutenção facilitada que ocorre sem maiores problemas.

Principalmente, é um elemento estável e que, usado nas condições ideais, quase não precisa de atuação corretiva.

Além de evitar gastos excessivos, isso auxilia a manter a linha de produção em constante funcionamento. No final, a sua aplicação ajuda a tornar os processos ainda melhores.

O Servo Motor é um componente essencial para a automação industrial porque tem tudo a ver com a robótica. Robusto e muito funcional, é uma ótima escolha para levar a linha produtiva a um novo nível.

4 passos para o sucesso na sua aplicação com Servo Motor

No contexto da automação industrial, o Servo Motor é uma alternativa muito conveniente. O componente eletromecânico consegue realizar movimentos referentes à ordem de execução.Tecnológico e eficiente, permite que os empreendimentos levem a atuação para o próximo nível.

Ao mesmo tempo, é preciso saber como aplicá-lo corretamente. Somente desse jeito ele poderá oferecer todos os benefícios e garantirá o alcance dos resultados esperados. Na sequência, confira como acertar na sua implementação:

1. Defina o Tipo de Controle do Servo Motor

Todos os servos motores têm três modos de operação básicos, com estrutura de controle em malha fechada: Modo Torque, Modo Velocidade e Modo Posição.

Se você escolher o Modo Torque, o servo motor vai conseguir, com seus algoritmos, manter o torque constante, apesar da variação da carga na ponta do eixo.

No Modo Velocidade, o equipamento também conseguirá variar os algoritmos garantindo velocidade única e linear, mesmo com a variação de carga na ponta do eixo do motor.

No Modo Posição, há a garantia de feedback da leitura do encoder para garantir que a posição desejada e a posição realizada seja exatamente a mesma.

Se por acaso houver algum erro, automaticamente será feita a correção para que o servo chegue na posição desejada e adequada.

2. Defina a Potência do Servo Motor

Considere como o dispositivo será usado, quais as variáveis envolvidas e defina os valores ideais de Torque Nominal, Torque de Pico e Velocidade.

Para encontrar o valor do torque, calcule primeiro a inércia e a aceleração necessária para que o objeto saia do repouso e fique em trajetória linear.

O Torque de Pico se refere ao período de aceleração, chegando a até 300% do valor do Torque Nominal. Este, por sua vez, é o torque responsável por manter o objeto em movimento.

3. Servo Motor – Sistema de Controle em malha fechada

Este equipamento depende de retroalimentação para o seu funcionamento, o que significa que o sistema deve ser fechado.

Tais sistemas são desenvolvidos atualmente com encoders de 17 ou 23 bits, entregando excelente resolução e permitindo a realimentação por meio de controle de malha fechada, usando algoritmos PID.

4. Defina os parâmetros e faça AutoTunning

É hora de estabelecer a estabilidade do Servo Motor, por meio dos ajustes dos ganhos Proporcionais, Integrativos e Derivativos. 

Após a definição dos comandos, realize os testes iniciais, mas antes, certifique-se que os Sensores de Home, Fim de Curso e Botão de Emergência estejam perfeitamente conectados na entrada de I/Os do Servo Drive.

Para configurar o AutoTunning de um servo é usado um software indicado pelo seu fornecedor de confiança.

Basta seguir um simples passo a passo e configurar, por exemplo, o ganho do motor (ganho de inércia entre a massa do motor e a massa da carga que será movida). No Painel de Controle, escolha as opções mais adequadas para o seu caso específico.

Altere a velocidade, escolha um ponto inicial e um ponto final para fazer o movimento, selecione a velocidade máxima desse movimento e aperte start para encontrar a relação de inércia do motor.

É importante que o AutoTunning seja efetuado com o motor já montado na máquina e com a carga que será movida, de preferência com a velocidade máxima (rpm) que o motor irá operar no processo.

Como selecionar um Servo Motor? Veja o que avaliar

Quando o Servo Motor é selecionado em detrimento ao motor de passo, oferece resultados específicos para certos tipos de movimentos. Mas, para isso, tem que ser adquirido corretamente.

Mais que escolher uma boa empresa e uma marca de qualidade, é essencial conhecer características técnicas e operacionais. Além de evitar falhas, a decisão adequada ajuda a prevenir o subaproveitamento.

Afinal, adquirir um motor muito potente para operações simples só leva ao desperdício de dinheiro e de potencial. Na sequência, veja quais são os principais passos para escolher o Servo Motor da maneira correta para cada necessidade.

A carga que será aplicada

O primeiro passo consiste em identificar qual será a carga aplicada para que o motor movimente. Um motor com uma capacidade menor que a carga, naturalmente, vai falhar ou não vai entregar os resultados esperados.

Faça um estudo de todo o sistema e considere como deve ser o desempenho nesse sentido. É válido, assim como em todas as outras análises, aplicar um fator de segurança. Desse jeito, dá para evitar problemas com a movimentação do sistema, o que impede o funcionamento adequado da composição.

Características de transporte da carga

Embora a capacidade do servo motor seja importante, essa não é a única qualidade a observar. Avaliar a velocidade é essencial para escolher uma alternativa que garanta uma atuação melhor para o transporte de carga.

Também é preciso considerar o torque obtido, bem como o pico de torque e o nominal. Esses componentes são tão relevantes que, muitas vezes, decidem qual é a aquisição adequada.

Ainda é indispensável avaliar outras características, como a atuação contínua, o atrito cinético e até a quantidade de energia regenerativa.

Normalmente, são elementos altamente dependentes do sistema a ser elaborado, então é necessário analisar com cuidado.

Integração de controle do Servo Motor

Além de tudo, é preciso pensar no componente do ponto de vista do controle. A integração com os recursos digitais exige conhecer, por exemplo, a inércia do rotor, o modo de acionamento e a atuação intermitente.

Aproveite para identificar referências para o posicionamento e o uso de reguladores de posição, velocidade e corrente. Isso está ligado à capacidade de torque, carga e movimentação, então a análise é feita de maneira integrada.

Presença de outros componentes

Além de tudo, não se esqueça de considerar a presença de certos itens em sistemas mais complexos. Se o Servo Motor for acompanhado de um redutor planetário, é possível melhorar a redução de inércia, aumentar a velocidade e diminuir o torque de saída.

Fusos de esferas podem otimizar o coeficiente de atrito, mas também dependem do comprimento e do diâmetro.

De acordo com cada elemento que estará presente, dá para definir quais são os modelos mais indicados. Isso garante o funcionamento como conjunto, em vez de apenas como o responsável pelo movimento.

Conclusão

Se você chegou até o final deste conteúdo, pôde comprovar todo o potencial deste componente indispensável para a indústria. Com uma aplicação planejada e executada com cuidado, é possível colher ótimos resultados.

Será possível aproveitar vantagens como alta força motriz, controle elevado, nível de ruído e vibração reduzido, sem contar a manutenção – que acontece de forma descomplicada.

Esperamos que as dicas deste artigo tenham sido úteis e esclarecedoras. Lembre-se sempre de avaliar as características específicas do projeto e consulte os especialistas da Kalatec para tirar suas dúvidas! Até mais!

Posts relacionados

Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação. 22 anos de experiência com 5000 visitas únicas em Indústrias. CMO da Kalatec Automação. Especialista em Controle e Automação (USP). Engenharia de Processo (MAUA) - Gestão de Inovação (ESPM) - Gestão de PME (FGV) e MBA em Vendas (PUC). Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo e USP (Projeto Inspire).

Veja também

Abrir WhatsApp