مزایا و معایب استفاده از سروو موتور در سیستم های اتوماسیون صنعتی

سروو موتور در کنترل دقیق سرعت، موقعیت و گشتاور تجهیزات صنعتی نقش بسیار مؤثری دارد. به همین دلیل درحال حاضر یکی از اجرای اصلی سیستم های اتوماسیون صنعتی در  بسیاری از صنایع سروو موتور است. سروو موتور به دلیل برخورداری از درایوهای مخصوص و سیستم های فیدبک، در مقایسه با موتورهای معمولی عملکردی دقیق تر و هوشمندتر برای کنترل موقعیت، گشتاور و سرعت تجهیزات ارائه می دهد.

از این رو استفاده از آنها در تجهیزات صنعتی مزایای زیادی دار. در ادامه این مطلب مزایای و معایب استفاده از سروو موتور در اتوماسیون های صنعتی بررسی خواهد شد.

چرا سروو موتور در اتوماسیون اهمیت دارد؟

سروو موتورها در مقایسه با موتورهای معمولی دینامیک بالاتر و قدرت کنترل دقیق تری دارند و در اتوماسیون های صنعتی نقش مؤثری ایفا می کنند. در حال حاضر تمامی ماشین آلاتی که در خطوط تولید به کار می روند و باید با دقت و سرعت بالا یک سری حرکات تکراری انجام دهند به سروو موتور مجهز هستند.

به عنوان مثال ربات های صنعتی، CNCها و دستگاه های بسته‌بندی از جمله تجهیزات پرکاربرد در صنایع به شمار می روند. همه این دستگاه های فوق به سروو موتور هستند. زیرا سروو موتور امکانی فراهم می کند که این تجهیزات بتوانند بر اساس موقعیت، سرعت و اندازه زاویه را بسیار دقیق و بی هیچ خطایی تنظیم کنند.

این نوع موتور می تواند میزان خطای حرکتی تجهیزات را به حداقل برساند. همچنین سرعت و گشتاور دستگاه را بر حسب شرایط به بهترین شکل ممکن کنترل می کند. در واقع یکی از مهم ترین دلایل استفاده از سروو موتور در اتوماسیون صنعتی، عملکرد ایده آل آن در فرآیندهای تکراری است.

سروو موتور چگونه کار می کند؟

سروو موتور از سه بخش اصلی موتور الکتریکی، سنسور موقعیت یا انکودر و کنترلر یا درایو سروو تشکیل شده است. موتور الکتریکی نیروی چرخشی مورد نیاز را تأمین می کند. وظیفه اندازه گیری موقعیت دقیق محور و ارسال اطلاعات به کنترلر نیز بر عهده سنسور موقعیت است. کنترلر پس از دریافت داده‌ها از انکودر، آن را با موقعیت هدف مقایسه می کند. سپس به محض تشخیص کوچک ترین اختلاف بین موقعیت هدف و داده‌های دریافتی از انکودر، بلافاصله برای دور فرمان اصلاحی وارد عمل می شود.

با توجه به توضیحات فوق باید گفت که عملکرد سروو موتور بر پایه کنترل حلقه بسته است. به همین دلیل حرکتی بسیار دقیق، سریع و نرم دارد. به عبارت دیگر این سیستم به طور دائم موقعیت مطلوب را با موقعیت واقعی مقایسه می کند. آنگاه در صورت مشاهده کوچک ترین خطا بین موقعیت واقعی و موقعیت مطلوب آن خطا را برطرف می سازد.

مزایای استفاده از سروو موتور در اتوماسیون صنعتی

مهم ترین مزایای استفاده از سروو موتور در اتوماسیون صنعتی شامل موارد زیر است.

• این نوع موتور سرعت و موقعیت تجهیزات را به صورت آنی با دقت بسیار بالا کنترل می کند و در کمترین زمان ممکن خطای حرکتی آن ها را به حد صفر می رساند.
• سروو موتور در کمترین زمان ممکن تغییرات فرمان را تشخیص داده و با عکس العمل بسیار سریع به آن پاسخ و واکنش می دهد.
• سروو موتور سرعت و گشتاور تجهیزات اتوماسیون صنعتی را به صورت کاملاً هوشمندانه کنترل می کند. به همین دلیل میزان مصرف انرژی آن در مقایسه با موتورهای سنتی بسیار بهینه تر است. به همین دلیل در کنار کارایی و عملکرد دقیق، بازده انرژی بالایی دارد.
• این نوع موتور برای کاربردهایی که به دقت حرکتی بسیار بالایی نیاز دارند، بهترین انتخاب است و به آنها کمک می کند که کاملا نرم و بدون لرزش به حرکت خود ادامه دهند.
• سروو موتور میزان گشتاور تجهیزات را به صورت کاملاً دقیق کنترل می کند و در فرآیندهایی که به نیروی ثابتی نیاز دارند، عملکرد بسیار خوبی ارائه می دهد.

معایب و چالش های استفاده از سروو موتور

معایب استفاده از سروو موتور شامل موارد زیر است.

• سروو موتور در مقایسه با موتورهای معمولی قیمت بالاتری دارد.
• نصب سروو موتور فرآیند پیچیده ای دارد و فقط افراد متخصص می توانند آن را نصب کنند.
• هزینه نگهداری و تعمیر سروو موتور بالا است.
• تنظیم درست حلقه کنترل و فرآیند راه‌اندازی این موتور به دانش فنی و تخصصی بالا نیاز دارد.

مقایسه عملکرد سروو موتور با استپر موتور در اتوماسیون

اصلی ترین تفاوت سرو موتور و استپر موتور نحوه کنترل آن ها است. همان طور که در مطالب قبلی نیز به این نکته اشاره شد، سروو موتور بر پایه سیستم حلقه بسته عمل می کند. اما نحوه عملکرد استپر موتور بر پایه سیستم حلقه باز است.

در واقع سروو موتور به دلیل برخورداری از سنسور موقعیت در هر لحظه می تواند موقعیت گیری دقیقی داشته باشد. به همین دلیل برای کارهایی که به دقت بسیار بالایی نیاز دارند نسبت به استپر موتور بسیار مناسب تر است.

استپر موتور فاقد سنسور موقعیت است و با ارسال پالس های الکتریکی به تعداد مشخص تجهیزات را به حرکت درمی آورد. از این رو برای اتوماسیون هایی که به شتاب بالا، پاسخ دهی سریع، کنترل گشتاور ثابت نیاز دارند اصلا مناسب نیست. اما برای اتوماسیون هایی که نیازمند دقت متوسط و سرعت پایین تا متوسط هستند، به دلیل کم هزینه بودن پیشنهاد بهتری محسوب می شود.

انتخاب آگاهانه سروو موتور برای اتوماسیون صنعتی

یکی از مهم ترین و اصلی ترین نکات برای بهره گیری مطلوب از سروو موتور در اتوماسیون صنعتی، انتخاب مناسب است.

با توجه به نوع خط تولید و یا ویژگی تجهیزات مورد نظر برای نصب این موتور بر روی آنها، باید موتوری را انتخاب کرد که بتواند عملکرد فنی قابل قبولی ارائه دهد. این تجهیزات در مدل ها و انواع مختلفی وجود دارند. به همین دلیل برای انتخاب گزینه مناسب باید فاکتورها و معیارهای مختلفی مد نظر قرار بگیرد.

اولین نکته توجه به میزان بار مکانیکی و نوع کاربرد موتور است. به عبارت دیگر سروو موتور از نظر بار مکانیکی و نوع کاربرد در انواع مختلف دائمی و متناوب وجود دارد که باید بر اساس شرایط، نوع مناسب آن انتخاب شود. دیگر نکات مهم انتخاب سروو موتور مناسب شامل موارد زیر است.

• انتخاب کنترلر سازگار با فضای نصب
• توجه به میزان دقت موقعیت گیری موتور
• توجه به محدوده دور و میزان گشتاور موتور
• توجه به بودجه و هزینه های نگهداری موتور

چه زمانی سروو موتور بهترین انتخاب است ؟

همان طور که در مطالب قبلی نیز به این نکته اشاره شد، سروو موتور در مقایسه با موتورهای معمولی دقت و سرعت بالاتری دارد. به همین دلیل برای تجهیزاتی نظیر خطوط مونتاژ، ربات ها، دستگاه CNC و دیگر تجهیزاتی که باید بتوانند به صورت سریع و پیوسته تغییر سرعت و جهت بدهند، بسیار مناسب است. همچنین تجهیزاتی که باید بدون ارتعاش و به صورت نرم حرکت کنند، به سروو موتور نیاز دارند. زیرا عملکرد سروو موتور ترکیبی از هوش کنترلی، سرعت و دقت بالا است و برای تمامی پروژه هایی که به دقت و پایداری بالایی نیاز دارند، یک نیاز اساسی و حیاتی محسوب می شود.

هرچند که هزینه راه اندازی و نگهداری این موتورها نسبت به موتورهای معمولی بالاتر است؛ اما باید گفت که سرمایه گذاری روی سروو موتور نقش مؤثری در افزایش بهره وری، کیفیت عملکرد و طول عمر تجهیزات اتوماسیون در صنایع دارد.

 سوالات متداول

1. مزیت استفاده از سروو موتور نسبت به موتور معمولی در صنایع چیست؟

سروو موتور نسبت به موتور معمولی دقت و سرعت بالایی دارد و برای فرآیندهایی با تغییرات سریع بار یا نیاز به پاسخ سریع مناسب تر است.

2. آیا سروو موتورها مصرف انرژی بالایی دارند؟

خیر، به علت کنترل هوشمند گشتاور و سرعت، مصرف انرژی آن ها نسبت به موتورهای معمولی بهینه تر است.

3. برای چه کاربردهایی سروو موتور بهترین گزینه است؟

برای دستگاه های CNC، ربات های صنعتی، خطوط تولید دقیق و تجهیزاتی که به حرکت نرم و دقیق دارند، سروو موتور بهترین گزینه محسوب می شود.