Negli ultimi anni è cresciuta in modo considerevole la domanda per i servomotori elettrici, dispositivi ad alta precisione sempre più utilizzati in diverse applicazioni che richiedono standard qualitativi piuttosto elevati.
Soltanto nel settore della robotica, in cui l’impiego di questi strumenti è estremamente diffuso, secondo l’International Federation of Robotics verranno realizzati oltre 2 milioni di nuove installazioni entro il 2022.
Le esigenze del mercato riguardano soprattutto una maggiore efficienza, per velocizzare i processi e renderli sempre più semplici da gestire, un risultato da raggiungere grazie ai nuovi sviluppi della meccatronica, all’evoluzione del software e delle macchine smart di ultima generazione.
In questo contesto i servomotori elettrici giocano un ruolo fondamentale, come dimostra l’aumento delle richieste per i prodotti di altissima qualità di aziende come Servotecnica, impresa specializzata nel motion control e attiva dal 1980.
Cosa sono i servomotori elettrici
Un servomotore elettrico è un dispositivo in grado di assicurare un controllo sofisticato e preciso della posizione angolare, gestendo in modo efficace anche velocità ed accelerazione.
Questo apparecchio è costituito da una serie di elementi, tra cui quelli più importanti sono il motore e il sensore di posizione, eventualmente accoppiati a un sistema frenante se richiesto dal tipo di uso e da un riduttore, scelto in base all’applicazione e alla coppia necessaria.
Questi sistemi sono detti elettromeccanici, poiché sono composti da alcune parti elettroniche ed altre meccaniche. Queste ultime consentono di trasmettere la coppia all’utilizzatore, mentre le prime si occupano sia di generare tale coppia che di controllare la posizione dell’albero, lavorando solitamente in corrente continua. Si tratta di una scelta vantaggiosa quella dei motori CC, in quanto garantiscono un basso costo di esercizio, consumi ridotti e un’elevata efficienza.
Ovviamente esistono diversi tipi di servomotori elettrici, in base alla potenza sviluppata e alle tecnologie costruttive impiegate, con alcuni modelli standard e altri custom realizzati su misura per progetti particolari. Tra i prodotti più diffusi ci sono i servomotori in corrente continua, anche noti come brushless, un motore con sistema sincrono senza contatti elettrici, apprezzato per la sua silenziosità, i bassi costi di manutenzione e la meccanica affidabile.
Un altro tipo di servomotore elettrico è lo stepper, o motore passo passo, i cui pregi principali sono l’alta coppia ai bassi regimi di rotazione e un controllo estremamente preciso della posizione angolare, anche senza il sensore di posizione con una gestione ottimale della velocità nonostante livelli inferiori di efficienza e una coppia più scarsa alle alte velocità.
Come funzionano i servomotori elettrici
Il principio di funzionamento dei servomotori elettrici è quello elettromagnetico, infatti il motore interno è costituito da una serie di magneti permanenti e un avvolgimento intorno a un nucleo ferromagnetico.
Un servomotore è in grado di assicurare una coppia considerevole e una precisione assoluta, caratteristiche tecniche indispensabili in diversi campi applicativi.
In particolare, questi dispositivi lavorano con variazioni molto piccole e rapide, condizioni operative che permettono di ottenere prestazioni eccellenti per quanto riguarda la velocità e soprattutto l’accuratezza, rivelandosi molto stabili e caratterizzati da una bassa inerzia.
La gestione del servomotore elettrico è affidata a un apposito controllore, il quale insieme al sistema di azionamento consente di mantenere un controllo adeguato alle richieste del progetto.
Quali sono le applicazioni dei servomotori elettrici
I servomotori elettrici vantano innumerevoli applicazioni in diversi campi, specialmente laddove viene richiesta un’alta precisione e bisogna gestire dinamiche operative complesse. Si tratta di settori come la robotica, gli impianti industriali automatizzati, le macchine moderne, il comparto biomedico e quello della difesa.
In particolare, questi dispositivi sono molto utilizzati nell’industria automobilistica, una delle prime a introdurre i robot all’interno delle catene di montaggio.
Ad ogni modo le applicazioni dei servomotori elettrici sono in forte crescita in tutto il mondo, ad esempio trovando impiego nei sistemi dinamici delle nuove stampanti 3D, nell’handling, nei magazzini automatici (Amazon, ecc.) e nell’industria aerospaziale e nella tecnologia medicale di punta, tutti ambiti in cui è necessario un controllo sofisticato della velocità e della posizione.
Inoltre, l’offerta è in continuo aumento, ad esempio con la proposta di servomotori speciali per campi delicati, come gli ambienti con pericolo di esplosione o in condizioni gravose, dove i servomotori garantiscono prestazioni adeguate agli elevati standard di sicurezza richiesti.