In der heutigen Industrie kommt es mehr und mehr auf präzise, aber auch dynamisch ablaufende Fertigungsprozesse an. Servomotoren und -antriebe tragen dazu den Löwenanteil bei. Dieser Beitrag erklärt, wie Servomotoren funktionieren und in welchen Bereichen sie eingesetzt werden.

Ein Motor ist eine Maschine, die thermische, chemische, elektrische Energie oder Kraftstoffe (auch alternative Kraftstoffe wie Pflanzenöl) in Bewegung umwandelt. Die meisten Motoren besitzen eine Welle, die rotiert und so andere mechanische Vorrichtungen antreibt.
 

Der Servomotor fungiert als Elektromotor eigener Art. Die Drehgeschwindigkeit und Position der Motorwelle wird mit einem Rückkoppelungssteuerkreis kontrolliert. Dieser Motor besitzt einen Sensor. Er übermittelt die Drehposition und -geschwindigkeit der Motorwelle ständig an einen Servoregler. Dieser steuert in einem Regelkreis die Bewegung der Motorwelle. Dabei vergleicht er permanent die festgelegten Soll-Werte für die Winkelposition und Drehzahl der Welle mit den Ist-Werten.
 

Der Servoregler, Servoverstärker bzw. Servoumrichter regelt die Stromzufuhr für den Motor. So wird der Servomotor mit der exakten Strommenge versorgt, die er für die Erreichung der Sollwerte braucht. So läuft der Motor auch bei wechselnder Belastung exakt und rund.
 

Zu den wesentlichen Elementen eines Servoreglers zählen der Leistungsteil und die Regelkreise. Der Leistungsteil enthält einen Netzgleichrichter, Gleichspannungs-Zwischenkreis und eine Leistungs-Endstufe. Sie versorgt den Motor mit Strom.
 

Servomotoren gibt es als Gleichstrom- sowie Asynchron- und Synchronmotoren. Man unterscheidet zudem zwischen bürstenlosen AC-Servomotoren und DC-Servomotoren mit Bürsten. Ein breites Spektrum an Varianten und den passenden Zubehörteilen für Servomotoren finden Sie etwa bei Pilz.com.
 

Servoantriebe unterstützen Motoren, die häufig im Stillstand mit starken Drehzahl- und Drehmomentänderungen bei hoher Überlast und großem Haltemoment laufen. Sie fördern die Bewegung von Greifern oder Roboterarmen.
 

Sie enthalten einen Servomotor, einen Servoregler mit Leistungselektronik- und ein spezielles Getriebe. Dabei besitzt der Servomotor Mechanismen zur Drehmomenterzeugung sowie Winkel- und Drehzahlrückführung. Eine Bremse sorgt dafür, dass die Position im Stillstand gehalten wird. Das Getriebe dient der Drehzahlwandlung und -anpassung. Es setzt die Drehbewegung in eine Linearbewegung um.

Servomotoren und -antriebe werden überwiegend in der Industrie genutzt. Im Hobbybereich ist es der Bau ferngesteuerter Flugzeug-, Schiffs- und Automodelle. Abnehmer sind insbesondere Betriebe und Konzerne, deren Fertigungsprozesse eine zuverlässige Drehgeschwindigkeit und exakte Positionierung verlangen. Die Servoantriebe sorgen für hohe Produktionsgeschwindigkeit durch schnelle und exakte Bewegungen gemäß den Vorgaben.
 

Generell finden sie Einsatz in modernen Produktionsmaschinen mit hoher Dynamik und Präzision. Man entdeckt sie in Montagesystemen, in der Handhabungs- und Automatisierungstechnik, in Verpackungs- und Wickelmaschinen sowie in der Möbelherstellung. Sie stecken in Dreh-, Mess- und Prüfmaschinen und in Maschinen für die Werkzeug- und Metallbearbeitung.
 

Die chemische und Textilindustrie ist auf Servomotoren angewiesen. Im Bereich der Antriebe sind es Positionier-, koordinierte und Gleichlaufantriebe. Im Flugzeugbau unterstützen sie Propellertriebwerke, das Seitenruder oder den Antrieb für Klappen. Zudem werden sie aufgrund ihrer Zuverlässigkeit gerne in Anzeigeinstrumenten eingesetzt.
 

In der Hightech-Industrie helfen sie Maschinen bei der Produktion optischer Datenträger, Halbleiterchips sowie der Elektronikfertigung. In der Autoindustrie bewegen sie die Roboter. Im Einzelnen stecken sie in Querschneidern, Fliegenden Sägen und elektronischen Kurvenscheiben.