Qual è la differenza tra un servomotore e un motore passo-passo?

Motori passo-passo e servomotore I sono entrambi attuatori comuni per il controllo del movimento di precisione ampiamente utilizzati nell'automazione industriale, nella robotica e nei macchinari CNC. Sebbene entrambi possano ottenere un controllo accurato della posizione e della velocità, i loro principi di funzionamento, le caratteristiche prestazionali e le applicazioni differiscono in modo significativo.

Principi di funzionamento

Motore passo-passo

Un motore passo-passo funziona su un sistema di controllo ad anello aperto. Il suo rotore è costituito da magneti permanenti e gli avvolgimenti dello statore sono progettati in più fasi. Eccitando e diseccitando sistematicamente questi avvolgimenti, il motore ruota con incrementi fissi e discreti, noti come "angoli di passo". Ogni impulso elettrico fa muovere il motore di un passo. Pertanto, per far ruotare il motore di un angolo specifico, è sufficiente inviare solo il numero corrispondente di impulsi al suo controller.

Servomotore

A servomotore , d'altro canto, utilizza un sistema di controllo a circuito chiuso. È costituito da tre parti principali: il motore, un encoder e un azionamento. L'encoder fornisce un feedback in tempo reale sulla posizione e sulla velocità del motore. L'azionamento confronta quindi questo feedback con il valore target impostato e regola la corrente e la tensione del motore per garantire che raggiunga con precisione la posizione e la velocità desiderate. Questo controllo a circuito chiuso consente il servomotore per correggere continuamente eventuali errori di posizione, con conseguente maggiore precisione e prestazioni dinamiche.

Caratteristiche prestazionali

Motore passo-passo

• Precisioneee : La precisione di un motore passo-passo dipende dal suo angolo di passo, generalmente compreso tra 0,9° e 1,8°. La tecnologia micro-stepping può migliorare ulteriormente la risoluzione, ma ciò può ridurre la precisione e la coppia.

• Coppia : I motori passo-passo hanno una coppia elevata a basse velocità, ma la loro coppia diminuisce rapidamente all'aumentare della velocità. Forniscono una forte coppia di tenuta quando il motore è fermo, eliminando la necessità di un freno esterno.

• Velocità : La velocità massima di un motore passo-passo è generalmente bassa, solitamente da poche centinaia a mille giri al minuto (RPM).

• Capacità di sovraccarico : I motori passo-passo non hanno protezione da sovraccarico. Se il carico è troppo elevato, possono "perdere passi", non riuscendo a seguire gli impulsi di controllo. Ciò porta ad errori di posizione che il sistema non può correggere automaticamente.

Servomotore

• Precisioneee : A servomotore ha una precisione molto elevata, determinata principalmente dalla risoluzione dell'encoder. Può raggiungere una precisione di posizionamento inferiore al micron e mantenere questa precisione anche a velocità elevate.

• Coppia : A servomotore fornisce una coppia elevata e costante su tutta la gamma di velocità. La riduzione della coppia alle alte velocità è di gran lunga inferiore a quella di un motore passo-passo. Ha anche una forte capacità di sovraccarico e può sopportare sovraccarichi a breve termine di diverse volte la sua coppia nominale.

• Velocità : La velocità massima di a servomotore è molto superiore a quella di un motore passo-passo, raggiungendo diverse migliaia o addirittura decine di migliaia di giri al minuto.

• Capacità di sovraccarico : A servomotore il sistema ha una forte capacità di sovraccarico e reattività dinamica. Quando il carico cambia improvvisamente, può adattarsi rapidamente per mantenere la posizione e la velocità impostate, evitando la perdita di passi.

Applicazioni

Motore passo-passo

Grazie alla struttura semplice, al costo inferiore, alla coppia e alla forza di tenuta elevate a basse velocità, i motori passo-passo vengono spesso utilizzati in applicazioni in cui la velocità non è critica, il carico è relativamente costante e non è richiesto il feedback in tempo reale. Gli esempi includono:

• Stampanti 3D

• Incisori laser

• Macchine CNC di piccole dimensioni

• Distributori automatici

• Macchine tessili

Servomotore

Grazie alla sua elevata precisione, velocità, coppia e forte risposta dinamica, il servomotore è ampiamente utilizzato in applicazioni con requisiti di prestazioni estremamente elevate. Gli esempi includono:

• Bracci robotici industriali

• Macchine utensili CNC ad alta precisione

• Linee di produzione automatizzate

• Attrezzature per la stampa e l'imballaggio

• Dispositivi medici

Riepilogo