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Servomotor, la respuesta a las necesidades de la robótica industrial

¿Estás buscando información sobre un servomotor? ¿Quieres saber qué es? ¿Para qué sirve? Y, ¿Cómo funciona? En este artículo, te embarcamos en un viaje iniciático hacia el mundo del servomotor. Verás cómo funcionan, de qué componentes está fabricado y cuáles son sus usos en la industria, desde la robótica hasta la aeroespacial. Y es que, los servomotores son el músculo principal de las tecnologías que las impulsan.  

Hemos hablado con TECNOMOTION CONTROL, empresa especializada en la reparación de servosistemas y en la fabricación y comercialización de cableado específico para control y potencia para servomotores y servodrivers, sobre los servomotores y nos han explicado que son una maravilla muy potente y compacta de la ingeniería moderna. Tienen un tamaño reducido, aun así, generan una gran cantidad de potencia y se les reconoce por una eficiencia energética óptima. 

Servomotor, cuando la presión y el control van de la mano

¿Quieres saber qué es un servomotor de forma clara y sencilla? ¿Te imaginas un dispositivo que combina la fuerza potente de un motor unido a la precisión de un reloj suizo? Pues eso es exactamente lo que son los servomotores. 

El actuador rotativo tiene unas propiedades que ofrecen un control preciso en conceptos de posición angular, aceleración y velocidad. Un motor eléctrico común no puede igualar estas capacidades. 

Para que lo entiendas de forma sencilla, un servomotor toma un motor estándar y lo eleva a un nuevo nivel de rendimiento, ¿Cómo? Integrando un sensor para la retroalimentación de posición. Pero, te aclaramos que los servomotores no son una categoría de motores, sino que son una combinación muy ingeniosa de componentes específicos, por ejemplo, incluyen un motor de corriente alterna o continua. Los componentes se ensamblan de tal forma que convierten al servomotor en adecuado para utilizarlo en un sistema de control de bucle cerrado. 

Si quieres una definición más precisa de servomotores, es la siguiente: un servomotor es un servomecanismo de bucle cerrado que usa la retroalimentación de posición para controlar su velocidad de rotación y posición. Respecto a la señal de control, te explicamos que puede ser digital o analógica y representa el comando de posición final para el eje. 

El codificador o esconder actúa como sensor, proporcionando retroalimentación de velocidad y posición. Como puedes ver, juega un papel fundamental en el sistema. 

De forma habitual, solo informa de la posición. La posición final se informa al controlador y se compara con la entrada de posición inicial. Cuando existe una discrepancia, el motor se mueve y corrige la posición.

Tipos de servomotores

Existen varios tipos de servomotores. Algunos de ellos usan motores de corriente continua y detectan posiciones mediante un potenciómetro. 

Los servomotores usan un control de gran potencia, ¿qué significa esto? Que el motor se mueve a gran velocidad, en concreto, a la velocidad máxima para detenerse finalmente en la posición que se designa. 

Los que están destinados a un uso industrial llevan sensores de velocidad y posición. También están equipados con algoritmos de control proporcional-integral-derivativo. Todo ello hace que el motor alcance la posición designada de forma eficiente y rápida. 

Un servomotor es muy versátil porque existen una amplia variedad de formas, tamaños y tipos. 

Como dato relevante, te decimos que el término “servo” lo utilizó por primera vez Joseph Facort en 1859, quien implementó un mecanismo de retroalimentación que ayudaba a controlar los timones de un barco a vapor.

En la actualidad, los servomotores tienen muchas aplicaciones. Son una parte integral de gran cantidad de industrias, como la robótica y la aeroespacial. Se continúa con su mejora y evolución para ofrecer una solución eficiente y satisfacer las grandes demandas de control y precisión. 

¿Cuáles son sus usos y aplicaciones? ¡El servomotor en acción!

Un servomotor es un superhéroe de la ingeniería, listo para entrar en acción. Se usa cuando se necesitan variaciones rápidas de velocidad o cuando existe un alto riesgo de calentamiento del motor. 

Tiene muchas aplicaciones, como por ejemplo, en la robótica industrial, en la fabricación de sistemas de automatización y en las aplicaciones de mecanizado de control numérico (CNC) por ordenador. 

Algunos de los usos de los servomotores, los superhéroes de la ingeniería, son:

  • Industrias. Los servomotores son el músculo vital de las máquinas herramienta, embalaje, automatización de fábricas, manipulación de materiales, conversión de impresión y líneas de ensamblaje. Son perfectos para cualquier tarea exigente en los procesos industriales. 
  • Robótica. El servomotor es una pieza clave de los robots. Proporciona un encendido y apagado suave, así como un posicionamiento preciso. Se usa como músculo de un brazo robótico en una línea de montaje o en un robot explorador en Marte. Y es que, los servomotores hacen posible su movimiento. 
  • Aeroespacial. Otra de las aplicaciones de los servomotores es la industria aeroespacial. Son como una especie de “guardianes” de los diferentes sistemas hidráulicos. ¿Cómo? Mantienen el fluido hidráulico en su posición, asegurando el correcto funcionamiento. 
  • Juguetes controlados por radio. Un servomotor es el responsable de que los juguetes contralor por radio tengan vida. Permiten movimientos controlados y precisos. 
  • Electrónica de consumo. Los servomotores se utilizan para electrónica de consumo, por ejemplo en los DVD y reproductores de discos. Son los que hacen posible que las bandejas de discos se abran y cierren con un movimiento suave y preciso.
  • Automóviles. ¿Cómo interviene un servomotor en un coche? Los servomotores son los responsables de mantener la velocidad constante. Esto permite un viaje seguro y suave. 

Como puedes ver, estos héroes de la ingeniería, están presentes en tu día a día, haciéndote la vida más segura, eficiente y sencilla. Porque los servomotores hacen que el mundo gire, tanto en la industria, pasando por la robótica, hasta en los juguetes y automóviles. 

¿Cómo funciona un servomotor? “El ballet de la ingeniería” con control y gran precisión

Podemos decir que el funcionamiento de un servomotor es un baile de precisión y control. Son como los mejores bailarines de la ingeniería: siempre en movimiento, precisos y controlados. ¿Cómo se logra este ballet de precisión? La clave está en la forma en que se controlan. 

¿Cómo se manejan los servomotores? Un servomotor se maneja enviando un pulso eléctrico de ancho variable, que se conoce como modulación de ancho de pulso (PWM), mediante un cable de control. Este pulso varía en su duración, con un pulso mínimo, un pulso máximo y una frecuencia de repetición. 

Como los servomotores solo giran 90º en cualquier dirección, le da un movimiento total de 180º.

Para que te hagas una idea, imagina un reloj, pues la posición neutra del motor son las 12 en punto, donde el servo tiene la misma cantidad de rotación potencial tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario. 

El PWM que se envía al motor es el que determina la posición del eje. ¿En qué se basa? Se basa en la duración del pulso enviado a través del cable de control. Es así como el motor girará en la posición que se desea. ¡Como un bailarín de danza girando sobre el escenario!

Los servomotores esperan ver un pulso cada 20 milisegundos. Será la longitud de este pulso la que determine hasta dónde gira el motor. Para que te hagas una idea, un pulso de 1.5 milisegundos hará que el motor gire a la posición de 90º. Si el tiempo es menor a 1,5 milisegundos, el servo girará en sentido de las agujas del reloj hacia la posición de 180º.

A los servos se les da la orden de moverse, estos se moverán a la posición y mantendrán esa posición. 

¿Qué es par de torsión del servo? Es la cantidad máxima de fuerza que puede ejercer el servo. Este no mantendrá su posición de manera indefinida, el pulso de posición debe repetirse para indicar al servo que mantenga su posición. 

¿Cuáles son los componentes que lo hacen funcionar?

Vamos a desglosar o descomponer un servomotor para enseñarte los componentes que lo hacen funcionar. Esta vez lo vamos a comparar metafóricamente con una orquesta. Y es que, los servomotores son como una orquesta sinfónica en miniatura. Tienen diferentes componentes que trabajan juntos para crear una sinfonía llena de control y movimiento. Serán esos componentes los que permitan a los servomotores realizar su magia. 

En el músculo principal de los servomotores hay tres componentes principales: un motor, un variador o amplificador y un mecanismo de retroalimentación. Son como instrumentos dentro de una orquesta. Cada uno de estos componentes desempeña un papel fundamental en la producción del movimiento y control preciso que caracteriza a los servomotores. 

También incluye una fuente de alimentación y un servocontrolador, que es capaz de controlar un solo eje y de coordinar el movimiento de varios ejes. 

¿Qué tipos de servomotores hay? Pueden ser de tipo CA o CC. Los servomotores CA resultan perfectos para aplicaciones de velocidad constante y los servomotores CC son los más adecuados para aplicaciones de velocidad variable. Si nos vamos al ejemplo de una orquesta, estos son como una melodía lenta o, por el contrario, como una melodía rápida y cambiante. 

La retroalimentación la proporciona un codificador o esconder que puede ser interno o externo al motor, o también por un revolver. 

Conclusión

Como has visto, un servomotor es un superhéroe de ingeniería, logrando que tu día a día sea más seguro, eficiente y sencillo. Pero los servomotores no son reconocidos, sino que trabajan de forma silenciosa en el fondo. 

Son muy versátiles y tienen muchas aplicaciones, como por ejemplo, la robótica y la aeroespacial. Son los que hacen que todo gire.

En este artículo has aprendido sobre el funcionamiento y usos de los servomotores.

Resumiendo, son una parte fundamental de la tecnología moderna. Y si de algo estamos seguros es de que su importancia seguirá creciendo en el futuro.



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