Terug naar overzicht

Waarom we een servomotor met een reductor combineren

Weet u waarom wij nog steeds reductoren gebruiken terwijl hedendaagse servomotoren steeds sterker en geavanceerder worden? De reductoren van Apex Dynamics worden in veel gevallen gebruikt in combinatie met een servomotor, bijvoorbeeld omdat ze spelingsarm zijn en met een hoog koppel om kunnen gaan. Maar dan geven we nog steeds geen antwoord op de eerdere vraag: waarom! We staan daarom in dit artikel stil bij de werking van servo-aandrijving en vertalen dit door naar de inzet en toepassing van reductoren. 

Wat is een servo-aandrijving?

Het voorvoegsel servo komt van het latijnse servus, dat slaaf of dienaar betekent: technisch gezien te vertalen naar het volgen of uitvoeren van een opdracht. Een servomotor volgt dus de (complexe) opdracht die hem gegeven wordt. Voor industriële toepassingen worden servomotoren daar toegepast waar een aandrijving nauwkeurig of hoog dynamisch moet zijn. De terugkoppeling naar de motor gaat via een resolver (analoge opnemer van hoekverdraaiing) of encoder (digitale opnemer van hoekverdraaiing). Een servomotor wordt aangestuurd door een servoversterker eventueel met een as-besturing.

De rotatiefrequentie van de servomotor wordt door de resolver of encoder en teruggekoppeld. Deze is in staat om naast het toerental, ook de stand van de rotor en de draairichting te bepalen. De servoversterker vergelijkt de ingestelde rotatiefrequentie met de rotatiefrequentie zoals gemeten. Nu kan de servoversterker de servomotor naar de gewenste waarden aansturen.

Verschil tussen een stappenmotor en servomotor

Er heerst een hardnekkig misverstand, namelijk dat een stappenmotor ook een soort servomotor is. Dit is echter niet waar; bij een stappenmotor is er namelijk geen terugkoppeling! De terugkoppeling is kenmerkend voor servomotoren, precies waar “servus” voor staat.

De verschillende servomotoren

Grofweg zijn er twee typen servomotoren, werkend op gelijkstroom (DC servomotor) of op wisselstroom (AC Servomotor). Onderstaand een tabel met de belangrijkste kenmerken :

Motor	Voordelen	Nadelen
DC Servomotor	Was voor zeer grote vermogens	Koolborstels
	Voorloper van servotechniek	Voeding voor gelijkspanning
		Dure motoren
		Onderhoudsgevoelig
AC Servomotor	Kleine massatraagheid	Niet noemenswaardig
	Hoog toerental mogelijk
	Snelle koppelopbouw
	Hoge thermische belasting
	Compacte uitvoering
	Onderhoudsarm

Interessant, een AC-Servomotor heeft dus geen noemenswaardige nadelen meer! Waarom zou je dan een reductor gebruiken? Dat heeft de volgende redenen :

• Indien je een heel laag toerental wilt, eventueel in combinatie met een hoger koppel.
• Als je een hoog koppel wilt. (Servomotoren met een hoog koppel zijn er wel, maar die worden exponentieel duurder t.o.v. de kleinere motoren)
• Inertia matching, om te voorkomen dat de belasting het gedrag van de motor bepaalt.
• Om de hoge radiale- of axiale krachten van de toepassing te absorberen.
• Als je “hoek om wilt” omdat de motor anders uit de constructie steekt. Reductoren zijn in haakse uitvoeringen beschikbaar.

Waarom een reductor essentieel is bij de inzet van een servomotor

Vrijwel elke robot zoals we die kennen is uitgerust met servo-techniek, hierdoor kunnen ze sneller, nauwkeuriger en ononderbroken functioneren. Reductoren zijn nodig om het hoge toerental van de motor te vertalen in een gecontroleerde beweging van bijvoorbeeld de arm om een product op te pakken. Zonder een reductor legt de massa en snelheid van deze arm zijn wil op aan de motor en schiet de aandrijving zijn doel letterlijk en figuurlijk voorbij.

Aan welke criteria moet een reductor voor een servomotor voldoen?

• Spelingsarm gedurende de levensperiode! Het heeft geen zin om aan een hoog-precieze motor een reductor te bouwen met (te veel) speling. De speling wordt aangeduid in boogminuten, waarbij een boogminuut 1/60e graad is. 1 boogminuut is ca. 25 mm afwijking op een straal van 100 meter!
• Hoge herhalingsnauwkeurigheid – beter eind product
• Lage inertia of massatraagheid! De motoren zijn in staat om zeer dynamisch te regelen. Dit gaat teniet ingeval hij moeite heeft om de reductor in toerental te laten veranderen. Een olietanker heeft een hoge massatraagheid en is moeilijk van richting te veranderen, een Jetski heeft een lage massatraagheid en geschikt voor “gooi -en smijtwerk.”
• Hoog rendement! Servotechniek is niet goedkoop. Met een hoog rendement reductor kan de motor, kabels en versterker relatief klein blijven waarmee de investering interessant blijft.
• Hoge koppels! Servomotoren zijn relatief sterk en dit koppel wordt vermenigvuldigd met het ratio van de reductor. Daardoor dient de reductor ook hoge koppels te kunnen verwerken. Daarbij rekening houdend met de radiale belasting.
• Laag geluidsniveau! Vaak wordt servotechniek ingezet waar ook mensen werken, bijvoorbeeld operators. Een laag geluidsniveau is dan wel zo prettig, als het al niet een arbo-verplichting is.
• Geschikt om een hoog noodstop koppel te weerstaan
• Laag losbreekkoppel
• Onderhoudsvrij gedurende de gehele levensduur
• Eenvoudige en flexibele montage

Een servo-aandrijving = Een servomotor met een eventuele reductor.

De reductoren van Apex Dynamics voldoen aan alle bovenstaande criteria en zijn dus volledig geschikt voor gebruik met de meest uiteenlopende servomotoren. Onze klanten en relaties weten ondertussen dat het daarmee ook niet eindigt. In de markt is bekend dat Apex Dynamics nou eenmaal harder loopt, dat betekent dat wij garant staan voor goede levertijden, uitstekende service en hoge kwaliteit. Vraagt u zich nog af welke reductor u de volgende keer kiest?