Servoantrieb

Ein Servoantrieb ist ein elektromechanisches Antriebssystem zur präzisen Regelung von Position, Geschwindigkeit und Drehmoment. Typische Bestandteile sind ein Servomotor, ein Servo-Antrieb (Regler) sowie ein Feedback-System, das Ist-Werte der Achse misst, meist in Form von Inkremental- oder Absolutencodern; gelegentlich kommen auch Resolver zum Einsatz.

Der Servomotor ist in der Praxis häufig ein brushless DC-Motor (BLDC) oder ein AC-Servomotor. Der Servo-Antrieb wandelt Steuersignale in motorische Ströme und Spannungen um und betreibt den Motor in einem geschlossenen Regelkreis. Das Feedback liefert dem Regler die aktuelle Position, Geschwindigkeit oder das Drehmoment, so dass Regelabweichungen kompensiert werden.

Regelungsmodi umfassen Positionierregelung (mit Trajektorien), Geschwindigkeitsregelung und Drehmomentregelung. Die Regelung erfolgt in der Regel mit einem PID-Algorithmus, ergänzt durch Feedforward-Elemente; moderne Systeme unterstützen Mehr-Achs-Synchronisation, sichere Betriebsarten und verschiedene Kommunikationsprotokolle.

Anwendungen finden sich in der industriellen Automatisierung, CNC-Maschinen, Robotik, Verpackungs- und Druckmaschinen. Servoantriebe zeichnen sich durch hohe Dynamik, hohe Auflösung, gute Wiederholgenauigkeit und effektives Drehmomentverhalten aus; jedoch sind sie kosten- und komplexitätsintensiver als offene Systeme wie Schrittmotor-Antriebe.

Sie kommunizieren über Feldbus- oder Industrial-Ethernet-Schnittstellen (etwa EtherCAT, PROFINET, PROFIBUS, EtherNet/IP) und lassen sich in SPS-, CNC- oder Robotik-Steuerungen integrieren. Zentrale Leistungskenngrößen sind Auflösung, Wiederholgenauigkeit, maximales Drehmoment, Beschleunigungsfähigkeit und Regelbandbreite.