Controladores para Servomotores

¿Qué son los controladores para servomotores?

El trabajo de los controladores para servomotores es cerrar el bucle del sistema mirando constantemente la señal del codificador y aplicando un par al motor para controlarlo.

La forma más simple de esto es mantener una posición específica. En este caso, si una perturbación hace que el motor se desplace de una posición, el codificador detecta este cambio de posición, creando una señal de error.

Esta señal de error se traduce en una corriente ordenada por el controlador para conducir el motor de vuelta a la posición original. Un caso más avanzado es cuando el controlador quiere mover el motor a una nueva posición.

En este caso, el controlador crea un perfil de movimiento deseado utilizando una aceleración, desaceleración y velocidad específicas.

En un bucle muy rápido, el controlador ordena una posición específica para el motor en un momento preciso, lo que hace que el motor gire a lo largo del perfil de movimiento deseado.

Funciones de los controladores para servomotores

Aunque un controlador para servomotor se encarga de muchas tareas de supervisión y procesamiento (como la gestión de los límites y las paradas de emergencia), las funciones más básicas son el seguimiento de órdenes y el rechazo de perturbaciones.

La ejecución de estas funciones por parte del controlador suele denominarse «cierre del bucle (de control)».

El seguimiento de comandos (a veces denominado «seguimiento de referencia») significa asegurar que el motor sigue el perfil de movimiento de la aplicación sin errores, o con errores mínimos.

En la práctica, el controlador de servomotor lo hace comparando de forma continua el valor real (posición, velocidad o par) del motor -basado en la retroalimentación del encoder- con el valor deseado y enviando señales al variador para corregir cualquier error entre los valores reales y los deseados.

A diferencia del seguimiento de comandos, que se ocupa de los errores que se producen continuamente a lo largo del movimiento, el rechazo de perturbaciones se ocupa de los errores causados por fuerzas externas que hacen que el motor se desvíe del valor objetivo (posición, velocidad o par).

Entonces, el rechazo de perturbaciones procesa estos errores y emite órdenes para corregirlos.

Tanto las funciones de seguimiento de comandos como las de rechazo de perturbaciones se activan mediante ganancias en los bucles de control del servosistema.

A fin de cuentas, el ajuste del servo implica encontrar las ganancias apropiadas (la cantidad y el tipo de corrección para las diferentes condiciones de error) para lograr un seguimiento de comandos y un rechazo de perturbaciones satisfactorios sin que el sistema se vuelva inestable.

Aplicaciones de los controladores para servomotores

Una aplicación habitual de los controladores para servomotores es una máquina de envasado de blísteres utilizada en una línea de envasado de productos farmacéuticos.

Los comprimidos de fármacos se colocan con precisión en una bandeja para poder introducirlos en bolsas de blíster formadas.

A continuación, se enrolla una tapa de lámina y se sella y etiqueta, y la tarjeta se perfora y se corta a medida.

Todo este proceso debe coordinarse con precisión y a gran velocidad, produciendo normalmente más de 100 blísteres por minuto.

El uso de un controlador para servomotor permite una rápida comunicación de datos entre la manipulación automatizada del producto y los múltiples ejes de movimiento implicados, lo que simplifica la coordinación.

Otra aplicación es una encartonadora, que manipula el material de cartón plano utilizando el vacío y otros mecanismos para formar una caja de embalaje de producto.

Los cartones formados se desplazan a lo largo de una cinta transportadora en la que se inserta el producto en estaciones de recogida y colocación, y las solapas se cierran y sellan.

A lo largo de este proceso, se necesita una alta precisión, reproductibilidad y perfiles de aceleración variables, para que los productos no se dañen y los cartones se formen para asegurar adecuadamente el producto.