Khám phá động cơ Servo (servo motor) trong tự động hóa
Động cơ servo đóng vai trò then chốt trong thế giới tự động hóa và robot công nghiệp, các cánh tay robot dần trở thành một phần không thể thiếu trong các dây chuyền sản xuất, đóng gói và gia công. Với công nghệ tiên tiến và khả năng gia công tốc độ cao, sản phẩm giúp rút ngắn thời gian chu trình, đảm bảo độ chính xác và tiết kiệm năng lượng tối đa cho hệ thống sản xuất.
1. Động cơ servo hay servo motor là gì?
Động cơ servo (servo motor) là sự kết hợp của hai yếu tố: “servo” và “động cơ”. Từ “servo” trong ngữ cảnh này có nghĩa là “vòng kín” – một hệ thống điều khiển liên tục phản hồi để điều chỉnh vị trí và tốc độ quay của động cơ. Động cơ servo hoạt động theo cơ chế vòng kín, trong đó tín hiệu phản hồi từ các cảm biến được sử dụng để điều chỉnh hành động của động cơ, giúp nó duy trì độ chính xác cao trong quá trình vận hành.
Ví dụ, khi bạn yêu cầu một cánh tay robot di chuyển đến một vị trí chính xác trên dây chuyền sản xuất, lấy hàng, sau đó tiếp tục di chuyển đến vị trí khác để xếp hàng hóa lên kệ, và quay lại lấy hàng hoặc thực hiện một nhiệm vụ khác, động cơ servo sẽ chịu trách nhiệm đảm bảo mỗi bước đi của robot đều chính xác và không sai lệch. Đặc biệt, điều này đạt được nhờ khả năng tự điều khiển và cung cấp lực chuyển động chính xác ở các góc độ và tốc độ khác nhau — điều mà động cơ thông thường không thể thực hiện.
Động cơ servo là một động cơ điện có khả năng hoạt động với hiệu suất cao, đạt được độ chính xác tuyệt vời trong việc điều khiển vị trí và vận tốc. Chính vì vậy, nó là yếu tố chủ chốt trong các giải pháp tự động hóa trong ngành sản xuất, từ việc điều khiển các máy in, đến sản xuất nhựa hay trong các hệ thống robot công nghiệp.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ servo
1. Cấu tạo động cơ servo (servo motor):
- Stator bao gồm một cuộn dây được quấn quanh lõi, được cấp nguồn để cung cấp lực cần thiết làm quay rotor. Rotor được cấu tạo bởi nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh. Encoder được gắn sau đuôi động cơ để phản hồi chính xác tốc độ và vị trí của động cơ về bộ điều khiển.
2. Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống vòng kín: Động cơ servo của robot Fanuc hoạt động theo nguyên lý của hệ thống điều khiển vòng kín, tức là thông qua việc sử dụng các cảm biến phản hồi, robot có thể điều chỉnh chuyển động của mình để duy trì độ chính xác. Khi robot di chuyển, bộ mã hóa truyền thông tin về vị trí và tốc độ quay của rotor về mạch điều khiển. Mạch điều khiển sau đó sẽ điều chỉnh động cơ để giữ robot ở vị trí chính xác hoặc di chuyển theo đúng yêu cầu.
3. Các loại động cơ servo phổ biến hiện nay
Fanuc cung cấp một loạt các động cơ servo khác nhau để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của từng loại robot và ứng dụng. Những động cơ này có thể được phân thành các loại cơ bản sau:
Động Cơ AC Servo: Đây là loại động cơ phổ biến nhất trong các robot Fanuc, vì nó có khả năng xử lý công suất lớn và duy trì hiệu suất cao trong thời gian dài. Động cơ AC servo của Fanuc sử dụng dòng điện xoay chiều và thường được trang bị bộ mã hóa chính xác để theo dõi vị trí và tốc độ của robot.
Động Cơ DC Servo: Tuy không phổ biến như động cơ AC, động cơ DC servo vẫn được sử dụng trong một số ứng dụng yêu cầu dòng điện một chiều. Loại động cơ này thích hợp với những nhiệm vụ có công suất nhỏ và yêu cầu cấu trúc đơn giản hơn.
4. Ưu điểm của servo motor trong cấu tạo robot công nghiệp
- Độ chính xác cao: Động cơ servo hay servo mortor cho phép robot di chuyển và thực hiện các thao tác với độ chính xác cực kỳ cao. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng như lắp ráp, kiểm tra chất lượng, hoặc gia công chi tiết nhỏ.
- Tốc độ và Mô-men xoắn được điều chỉnh chính xác: Với khả năng điều chỉnh tức thì tốc độ và mô-men xoắn, động cơ servo giúp các robot có thể thực hiện các nhiệm vụ một cách nhanh chóng và hiệu quả.
- Độ bền cao: Các động cơ servo được thiết kế để làm việc trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, với khả năng chịu tải cao và hoạt động bền bỉ trong thời gian dài mà không bị suy giảm hiệu suất.
- Khả năng phản hồi tức thì: Động cơ servo có khả năng phản hồi rất nhanh chóng, giúp robot có thể điều chỉnh chuyển động theo yêu cầu mà không bị gián đoạn.
5. Ứng dụng động cơ servo robot Fanuc trong công nghiệp
Động cơ servo của robot Fanuc được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện đại nhờ vào khả năng mang lại độ chính xác tuyệt đối, tốc độ phản hồi nhanh chóng và khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp. Những đặc điểm này khiến động cơ servo Fanuc trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng yêu cầu sự linh hoạt, độ chính xác và hiệu quả cao trong tự động hóa sản xuất. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của động cơ servo trong các hệ thống robot Fanuc trong công nghiệp:
1.1 Robot công nghiệp
Động cơ servo trong các cánh tay robot Fanuc giúp robot thực hiện các chuyển động chính xác và linh hoạt. Các ứng dụng này chủ yếu liên quan đến những nhiệm vụ yêu cầu sự di chuyển nhanh chóng, chính xác và độ lặp lại cao. Các robot Fanuc có thể được sử dụng để thực hiện các thao tác như:
- Lắp ráp sản phẩm: Robot Fanuc có thể thực hiện các công việc lắp ráp nhỏ hoặc phức tạp trong dây chuyền sản xuất. Động cơ servo cho phép các cánh tay robot di chuyển chính xác để đặt các linh kiện vào đúng vị trí, từ đó giúp giảm thiểu sai sót và tăng năng suất.
- Hàn và gia công: Robot hàn Fanuc với động cơ servo giúp đảm bảo các đường hàn đều và chính xác. Các chuyển động của robot được điều khiển bởi động cơ servo, giúp robot thực hiện các thao tác hàn phức tạp với độ chính xác cao, đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong ngành chế tạo.
- Sắp xếp và đóng gói: Robot Fanuc sử dụng động cơ servo để tự động hóa quá trình sắp xếp, phân loại và đóng gói sản phẩm. Động cơ servo giúp điều khiển các chuyển động của cánh tay robot để nhặt, di chuyển và đặt sản phẩm vào các bao bì hoặc thùng carton một cách nhanh chóng và chính xác.
- Kiểm tra và kiểm tra chất lượng sản phẩm: Các robot sử dụng động cơ servo có thể được trang bị cảm biến và camera để kiểm tra chất lượng sản phẩm trong dây chuyền sản xuất. Robot có thể xác định các sản phẩm bị lỗi hoặc không đạt tiêu chuẩn và loại bỏ chúng, đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng luôn đạt chất lượng cao.
1.2 Robot xử lý vật liệu
Động cơ servo trong robot Fanuc còn được sử dụng trong các ứng dụng xử lý vật liệu, chẳng hạn như nâng, di chuyển và xếp dỡ các vật liệu nặng. Trong các kho hàng hoặc môi trường sản xuất, robot Fanuc có thể sử dụng động cơ servo để nâng và chuyển các tấm kim loại, linh kiện điện tử, thùng hàng hoặc các vật liệu khác đến đúng vị trí, giảm thiểu sự tiếp xúc của con người với các vật nặng và tiềm ẩn nguy hiểm.
1.3 Tự động hóa trong ngành lắp ráp điện tử
Ngành công nghiệp điện tử đòi hỏi mức độ chính xác và tốc độ cao khi lắp ráp các bộ phận nhỏ như linh kiện trên bảng mạch. Các robot Fanuc với động cơ servo có khả năng thao tác linh hoạt và chính xác để thực hiện các công việc như gắn linh kiện trên bảng mạch in (PCB), hàn linh kiện, kiểm tra chất lượng và đóng gói các sản phẩm điện tử. Nhờ vào độ chính xác cao và khả năng tái lập các thao tác, động cơ servo giúp tăng năng suất và giảm tỷ lệ lỗi trong quy trình sản xuất điện tử.
1.4 Robot lắp ráp ô tô
Ngành công nghiệp ô tô cũng là một lĩnh vực quan trọng mà robot Fanuc với động cơ servo đang được sử dụng rộng rãi. Robot Fanuc giúp thực hiện các công đoạn lắp ráp như gắn cửa xe, lắp ráp động cơ, hàn các chi tiết xe, và kiểm tra chất lượng. Đặc biệt, động cơ servo giúp các cánh tay robot thực hiện các thao tác với độ chính xác và tốc độ cao, giúp tăng năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Nếu gặp các vấn đề về lỗi hệ thống hay bất cứ các trục trặc trong quá trình vận hành robot công nghiệp, hãy liên hệ ngay với số Hotline: 0909 914 837 hoặc Email: robotnext.vn@gmail.com, Đội ngũ chuyên viên kỹ thuật của RobotNext, với hiểu biết về nhiều dòng robot như ABB, FANUC, YASKAWA,….cùng với những quy trình sản xuất trong đa dạng lĩnh vực sẽ tư vấn và đưa ra những giải pháp phù hợp với vấn đề của doanh nghiệp!
