¿Qué son los servomotores?

Los servomotores son dispositivos electromecánicos que se utilizan para controlar el movimiento preciso en sistemas automáticos y robóticos. Funcionan como actuadores, es decir, convierten una señal eléctrica en un movimiento mecánico preciso. Estos motores están diseñados para ser controlados con precisión en términos de posición, velocidad y aceleración.

Los servomotores constan de un motor eléctrico, un circuito de control electrónico y un sistema de retroalimentación, generalmente un potenciómetro, encoder o sensor de posición. La retroalimentación permite al sistema controlar con precisión la posición del eje del motor y ajustarla según sea necesario.

Los servomotores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como robótica, automatización industrial, modelismo, control de movimiento en sistemas CNC (Control Numérico por Computadora), entre otros. Debido a su capacidad para proporcionar movimientos precisos y controlados, son una opción popular en muchas áreas donde se requiere precisión y fiabilidad en el control de movimiento.

Funciones básicas de control en servomotores

Control de posición: Los servomotores pueden controlar la posición angular o lineal de un eje con alta precisión. Se envían señales de control al servomotor para indicar la posición deseada, y el servomotor ajusta su posición para alcanzar el objetivo.
Control de velocidad: Además de controlar la posición, los servomotores también pueden controlar la velocidad de rotación o traslación del eje. Esto se logra ajustando la cantidad de energía eléctrica suministrada al motor.
Control de aceleración y desaceleración: Los servomotores pueden acelerar y desacelerar su movimiento de manera controlada. Esto es crucial para evitar vibraciones y oscilaciones no deseadas en el sistema mecánico y garantizar un movimiento suave y preciso.
Retroalimentación de posición: La mayoría de los servomotores están equipados con dispositivos de retroalimentación, como encoders o resolutores, que proporcionan información sobre la posición real del eje. Esta retroalimentación se utiliza para ajustar el control y garantizar que el servomotor alcance la posición deseada con precisión.
Control de torque: Los servomotores pueden proporcionar un control preciso del torque o la fuerza aplicada por el eje. Esto es útil en aplicaciones donde se requiere un control preciso de la fuerza, como en robots industriales o en máquinas de fabricación.
Control de lazo cerrado: Muchos sistemas de control de servomotores utilizan un lazo cerrado de retroalimentación para comparar la posición deseada con la posición real del eje y ajustar el control en consecuencia. Esto mejora la precisión y la estabilidad del sistema.
Comunicación con el sistema de control: Los servomotores pueden comunicarse con el sistema de control a través de diferentes interfaces, como señales analógicas, PWM (Modulación por Ancho de Pulso), o comunicación digital (por ejemplo, protocolos como Modbus, EtherCAT, CANopen, etc.).

Las funciones básicas de control de servomotores permiten lograr movimientos precisos y controlados en una amplia gama de aplicaciones industriales, robóticas y de automatización. Estas funciones son fundamentales para el funcionamiento eficiente y confiable de los sistemas que utilizan servomotores.

Tipos de control en servomotores

Los servomotores pueden ser controlados de varias maneras, incluyendo el control por pulsos (también conocido como control PWM), control analógico y mediante buses de campo. A continuación, describimos brevemente cada uno:

Control por pulsos (PWM): En este método, el servomotor recibe señales de control en forma de pulsos de ancho modulado (PWM) desde un controlador o microcontrolador. La duración del pulso determina la posición del eje del motor. Este es un método común de control para servomotores en aplicaciones como la robótica y el modelismo, ya que es relativamente simple de implementar y ofrece un buen control de posición.
Control analógico: En este método, el servomotor es controlado mediante señales analógicas, generalmente voltajes proporcionales a la posición deseada del eje del motor. La señal analógica puede provenir de un potenciómetro, un joystick u otro dispositivo de entrada analógica. Este método ofrece un control suave y preciso del movimiento del servomotor, pero puede ser más complejo de implementar que el control por pulsos.
Buses de campo: Los servomotores también pueden ser controlados a través de buses de campo, como CAN (Controller Area Network), Modbus, EtherCAT, Profibus, entre otros. Estos buses de campo permiten la comunicación digital entre el controlador y el servomotor, lo que proporciona un alto nivel de flexibilidad y capacidad de control. Los buses de campo son comunes en entornos industriales y en sistemas de automatización avanzados donde se requiere una comunicación rápida y confiable entre varios dispositivos.