3-2. 運転パターンの確認
駆動機構の送り量・位置決め時間の条件や、3-1. 必要分解能の確認で求めた必要分解能をもとに、運転パターンを確認します。
運転パターンは、運転パルス数・運転パルス速度（モーター回転速度）・加速（減速）時間・起動パルス速度で構成されます。
運転パターンの各要素は、以降の選定計算においてとても重要になります。
運転パターンの駆動イメージ
運転パルス数（A）の求め方
機構条件の送り量を、モーター軸上に換算し、必要な運転パルス数を求めます。
ステップ角は、実際に使用するモーターのステップ角の値を使用します。
直動機構の場合
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}運転パルス数\ \text{A}\ = \frac{ワークの移動量\ [\mathrm{mm}]}{\text{モーター１回転あたりの移動量}\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360\ [^{\circ}\ ]}{\text{ステップ角}\ [{^\circ} / \text{step}]}\end{align}
}\)
回転機構の場合
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}運転パルス数\ \text{A} = \frac{\text { 位置決め角度} [^{\circ}\ ]\strut}{\text { 分解能 }\ [{^\circ} / \text{step}]\strut}\end{align}
}\)
運転パルス速度（f2）の求め方
運転パルス数と位置決め時間をもとに、起動パルス速度や加速（減速）時間を考慮しつつ、運転パルス速度を求めます。
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}\text { 運転パルス速度 }\text{f}_2 = \frac{\text { 運転パルス数 }[\text{パルス}]-\text{起動パルス速度}[\text{Hz}]\times \text{加速(減速)時間}[\text{s}]}
{\text{位置決め時間}[\text{s}] - \text { 加速(減速)時間 }[\text{s}]}\quad\end{align}
}\)
- ※ 自起動運転パターンの場合は、加速（減速）時間を0として計算します。
ただし、位置決め時間に余裕がある場合は、なるべく加速（減速）時間を設定してください。
ここで設定した値が、3-6. 加速トルクの算出、5-1. 加減速レートの確認に影響します。 - ※ 起動パルス速度を設ける場合も、起動パルス速度は0として計算することをおすすめします。
モーターの速度条件が最も厳しくなるため、より安心してモーターを選定することができます。
モーター回転速度（N）の求め方
運転パルス速度を、モーターのステップ角をもとにして、モーター回転速度に変換します。
モーターの回転速度は、4-1. モーターの仮選定に必要な要素のーつです。
\(\bbox[5pt, border: 1px solid black]{
\begin{align}\text{モーター回転速度}\ \text{N}= \frac{\text{ステップ角}\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{パルス速度}[\text{Hz}] \times 60\end{align}
}\)
運転パターンの計算例
- 手順
-
① 運転パルス数を求める
② 加速（減速）時間を設定する
③ 運転パルス速度を求める
④ 運転パルス速度をモーター回転速度に変換する
運転パルス数（A）を求める
機構条件と、3-1. 必要分解能の確認で求めた分解能（ステップ角） ： 0.72 [°/step]をもとに、運転パルス数（A）を求めます。
\(\begin{aligned}\text{運転パルス数}\ \text{A}
& = \frac{送り量(\text{l})\ [\mathrm{mm}]}{\text{ボールねじのリード(P}{_B})\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360 [^{\circ}\ ]}{\text{ステップ角}\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{300\ [\text{mm}]}{20\ [\text{mm}]}\times \frac{360 [^{\circ}\ ]}{0.72\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 7500\ [\text{パルス} ]
\end{aligned}\)
機構条件
- ｌ（送り量） ： 300 [mm]
- PB（ボールねじのリード） ： 20 [mm]
加速（減速）時間（t1）を設定する
加減速運転パターンを使います。目安として、位置決め時間の25％を加速（減速）時間にあてます。
\(\text{加速(減速)時間}\ \text{t}{_1}\ =\ 1\ [\text{s}] \times 0.25 = 0.25\ [\text{s}]
\)
機構条件
- t0（位置決め時間） ： 1 [s]
運転パルス速度（f2）を求める
モーターの速度条件がもっとも厳しくなるよう、起動パルス速度（f1）を0[Hz]として、運転パルス速度（f2）を求めます。
\(\begin{aligned}\text { 運転パルス速度 }\text{f}_2
& = \frac{\text { 運転パルス数(A) }[\text{パルス}]-\text{起動パルス速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(減速)時間}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{位置決め時間}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(減速)時間 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{7500\ [\text{パルス}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.25\ [\text{s}]}{1\ [\text{s}] - \text 0.25\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 10000\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
機構条件
- t0（位置決め時間） ： 1 [s]
運転パルス速度（f2）をモーター回転速度（N）に変換する
3-1. 必要分解能の確認で求めた分解能（ステップ角） ： 0.72 [°/step]をもとに、[Hz]⇔[r/min]の速度変換をおこないます。
\(\begin{aligned}\text{モーター回転速度}\ \text{N}
& = \frac{\text{ステップ角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{運転パルス速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.72\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 10000\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 1200\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
運転パルス数（A）を求める
機構条件と、3-1. 必要分解能の確認で求めた分解能（ステップ角） ： 0.36 [°/step]をもとに、運転パルス数（A）を求めます。
\(\begin{aligned}\text{運転パルス数}\ \text{A}
& = \frac{送り量(\text{l})\ [\mathrm{mm}]}{\text{モーター1回転あたりの移動量}\ [\mathrm{mm}]} \times\frac{360\ [^{\circ}\ ]}{\text{ステップ角}\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{200\ [\text{mm}]}{\pi \times 31.85\ [\text{mm}]}\times \frac{360\ [^{\circ}\ ]}{0.36\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 2000\ [\text{パルス} ]
\end{aligned}\)
機構条件
- ｌ（送り量） ： 200 [mm]
- D（プーリーの直径） ： 31.85 [mm]
加速（減速）時間（t1）を設定する
今回の機構条件では、すでに加速（減速）時間（t1）が設定されているため、計算は不要です。
機構条件
- t1（加速（減速）時間） ： 0.1 [s]
運転パルス速度（f2）を求める
起動パルス速度（f1）を0[Hz]として、運転パルス速度（f2）を求めます。
\(\begin{aligned}\text { 運転パルス速度 }\text{f}{_2}
& = \frac{\text { 運転パルス数(A) }[\text{パルス}]-\text{起動パルス速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(減速)時間}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{位置決め時間}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(減速)時間 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{2000\ [\text{パルス}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.1\ [\text{s}]}{0.4\ [\text{s}] - \text 0.1\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 6667\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
機構条件
- t0（位置決め時間） ： 0.4 [s]
運転パルス速度（f2）をモーター回転速度（N）に変換する
3-1. 必要分解能の確認で求めた分解能（ステップ角） ： 0.36 [°/step]をもとに、[Hz]⇔[r/min]の速度変換をおこないます。
\(\begin{aligned}\text{モーター回転速度}\ \text{N}
& = \frac{\text{ステップ角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{運転パルス速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.36\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 6667\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 400\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
運転パルス数（A）を求める
機構条件をもとに、運転パルス数（A）を求めます。
\(\begin{align}運転パルス数\ \text{A} & = \frac{\text { 位置決め角度}\theta\ [^{\circ}\ ]\strut}{\text { 要求分解能 }\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]\strut}\\[ 6pt ]
& = \frac{10\ [^{\circ}\ ]}{0.1\ [{^\circ} / \text{step}]}\\[ 6pt ]
& = 100\ [\text{パルス}]
\end{align}\)
機構条件
- θ（位置決め角度） ： 10 [°]
- θs（要求分解能） ： 0.1 [°/step]
加速（減速）時間（t1）を設定する
今回の機構条件では、すでに加速（減速）時間（t1）が設定されているため、計算は不要です。
機構条件
- t1（加速（減速）時間） ： 0.1 [s]
運転パルス速度（f2）を求める
起動パルス速度（f1）を0[Hz]として、運転パルス速度（f2）を求めます。
\(\begin{aligned}\text { 運転パルス速度 }\text{f}{_2}
& = \frac{\text { 運転パルス数(A) }[\text{パルス}]-\text{起動パルス速度}(\text{f}{_1})\ [\text{Hz}]\times \text{加速(減速)時間}(\text{t}{_1})\ [\text{s}]}{\text{位置決め時間}(\text{t}{_0})[\text{s}] - \text { 加速(減速)時間 }(\text{t}{_1})[\text{s}]}\\[ 6pt ]
& = \frac{100\ [\text{パルス}]-0\ [\text{Hz}]\times 0.1\ [\text{s}]}{0.4\ [\text{s}] - \text 0.1\ [\text{s}]}\\[ 6pt ]& = 333\ [\text{Hz}]\end{aligned}\)
機構条件
- t0（位置決め時間） ： 0.4 [s]
- t1（加速（減速）時間） ： 0.1 [s]
- f1（起動パルス速度） ： 0 [Hz]
運転パルス速度（f2）をモーター回転速度（N）に変換する
機構条件をもとに、[Hz]⇔[r/min]の速度変換をおこないます。
\(\begin{aligned}\text{モーター回転速度}\ \text{N}
& = \frac{\text{ステップ角}\theta s\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times \text{運転パルス速度(f}{_2})\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = \frac{0.1\ [{^\circ} / \text{step}]}{360\ [{ ^\circ }\ ]} \times 333\ [\text{Hz}] \times 60\\[ 6pt ]
& = 5.55\ [\mathrm{r} / \mathrm{min}]\end{aligned}\)
機構条件
- θs（要求分解能） ： 0.1 [°/step]
ここで求めた値や選択したシリーズをもとに、次のページでは、運転パターンを確認します。
内容についてご不明点はありませんか？お気軽にお問合せください。
- WEBテクニカルサポートに
メールするメール開封後、内容を確認し、当社よりご連絡いたします。
なお、お問い合わせの内容によっては、お電話をさしあげる場合がありますのでご了承ください。 - お客様ご相談センターに
電話する