מקור המילה 'סרוו' מהמשמעות היוונית של 'עבד'. ניתן להבין "מנוע סרוו" כמנוע שעוקב באופן מוחלט אחר פקודה של אות בקרה: לפני שליחת אות הבקרה, הרוטור נשאר נייח; כאשר אות הבקרה מונפק, הרוטור מסתובב מיד; כאשר אות הבקרה נעלם, הרוטור יכול להפסיק מיד להסתובב. מנוע סרוו הוא מנוע מיקרו המשמש כאלמנט ביצוע בהתקן בקרה אוטומטי, שתפקידו להמיר אותות חשמליים לתזוזה זוויתית או למהירות זוויתית של הציר.
מנוע הסרוו המשמש ברובוטים דורש מהירות תקשורת מהירה באוטובוס בין הבקר לסרוו; דיוק גבוה של סרוו; בנוסף, קיימות דרישות עיבוד לחומרים בסיסיים. במיוחד עבור אפקטורי קצה רובוטים (גריפרים), יש להשתמש במנועים בעלי נפח ומסה מינימליים, במיוחד כאשר נדרשת תגובה מהירה. מנועי סרוו חייבים להיות בעלי אמינות ויציבות גבוהים, יכולים לעמוד בתנאי הפעלה קשים, יכולים לבצע תנועות תכופות מאוד קדימה ואחורה, האצה והאטה ויכולים לעמוד בעומס יתר בפרק זמן קצר.
דרישות מיוחדות לסרוו רובוט
מנועי סרוו מחולקים לשתי קטגוריות: סרוו AC וסרוו DC
המבנה הבסיסי של מנועי סרוו AC דומה לזה של מנועי אינדוקציה AC (מנועים אסינכרוניים). ישנן שתי פיתולי עירור Wf ופיתול בקרה WcoWf עם תזוזה של 90 מעלות בחלל פאזה על הסטטור, המחוברים למתח AC קבוע. מטרת השליטה בפעולת המנוע מושגת על ידי שימוש במתח AC או בשינוי הפאזה המופעל על Wc. למנועי סרוו AC יש את המאפיינים של פעולה יציבה, יכולת שליטה טובה, תגובה מהירה, רגישות גבוהה ומחווני אי-לינאריות קפדניים עבור מאפיינים מכניים ורגולטוריים (פחות מ-10 אחוז עד 15 אחוז ופחות מ-15 אחוז עד 25 אחוז, בהתאמה).
המבנה הבסיסי של מנוע DC סרוו דומה לזה של מנוע DC כללי. מהירות מנוע n=E/K1j=(Ua IaRa)/K1j, כאשר E הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי של האבזור האחורי, K הוא קבוע, j הוא השטף המגנטי לכל קוטב, Ua, Ia הם מתח וזרם אבזור, Ra הוא התנגדות האבזור, שינוי Ua או שינוי φ, ניתן לשלוט במהירות של מנוע סרוו DC, אך בדרך כלל משתמשים בשיטת השליטה במתח האבזור. במנוע סרוו DC מגנט קבוע, פיתול העירור מוחלף במגנט קבוע, והשטף המגנטי φ קבוע. למנועי סרוו DC יש מאפייני ויסות ליניאריים טובים ותגובת זמן מהירה.
החשיבות של מנועי סרוו
מערכות הבקרה ומוצרי האוטומציה של רובוטים תעשייתיים כוללים בעיקר מנועי סרוו, מפחיתים, בקרים וחיישנים. מנוע הסרוו הוא מערכת הכוח של רובוטים תעשייתיים, המותקנת בדרך כלל ב"מפרקים" של הרובוט, ומהווה את "הלב" של תנועת הרובוט.
נכון להיום, לא ניתן להפריד את הכונן המשותף של רובוטים ממערכות סרוו. ככל שיותר מפרקים, כך הגמישות והדיוק של הרובוט גבוהים יותר, וצריך להשתמש ביותר מנועי סרוו. לרובוטים דרישות גבוהות למערכות סרוו, אשר חייבות לעמוד בדרישות של תגובה מהירה, מומנט התנעה גבוה, יחס אינרציה מומנט דינמי גדול, טווח מהירויות רחב, גודל קטן, משקל קל, תפעול האצה והאטה, ואמינות ויציבות גבוהות. כיום רובוטים תעשייתיים משתמשים בעיקר במערכות סרוו AC.
הפצת שוק של מנועי סרוו
נכון לעכשיו, בשוק המכונות התעשייתיות הסיני, הספקים המרכזיים כוללים את Panasonic, Yaskawa, Mitsubishi מיפן, וכן Renz ו-Bosch Rexroth מאירופה ומארצות הברית. מנקודת המבט של נתח שוק, לחברות סרוו זרות יש כיום נתח שוק של 75 אחוז בסין. ביניהם, מותגים יפניים מהווים 50 אחוז; מותגים אירופאים ואמריקאים מהווים 25 אחוזים. מותגים מקומיים תופסים רק כ-20 אחוז מנתח השוק.
נכון לעכשיו, מערכות הסרוו הבינוניות והנמוכות של סין הצליחו להשיג ייצור בקנה מידה גדול, אך מערכות סרוו מתקדמות עדיין לא יצרו יכולות מסחור וייצור המוני. הדרישה למערכות בקרת מנוע סרוו מדויקות בסין מסתמכת בעיקר על יבוא. התפתחות תעשיית הרובוטים פורחת. עם קידום מדיניות התמיכה לתעשיית הרובוטים והשיפור המתמיד של טכנולוגיית הסרוו המקומית, קצב החלפת היבוא של מערכות סרוו בסין יואץ.