Orientalmotorオリエンタルモーター株式会社

おしえて!照代さん

「位置制御モーターの負荷慣性モーメントによる影響は?」

照代さん
学くん、サーボモーターとにらめっこしてどうしたの?
学くん
照代さん。サーボモーターが振動して、アラームが出てしまうんですが・・・。
照代さん
それは、発振しているのよ。
学くん
・・・?発振って何ですか?
照代さん
サーボモーターの制御方法は、クローズドループ制御といって、入力パルスとモーター後部のエンコーダからフィードバックされるパルスの差を見るものなの。その差のことを偏差というんだけど、サーボモーターは偏差が常に0に保たれるように制御されているの。
特に慣性負荷が大きくなると、偏差を0にするために正転逆転を繰り返すから、振動が大きくなってアラームが出ることもあるのよ。
学くん
じゃあ、発振を抑えるにはどうすればいいんですか?
照代さん
サーボモーターのゲインを調整してみた?
学くん
ゲインを調整ってどういうことですか?
照代さん
慣性負荷の大きさに応じて、最適なクローズドループ制御をおこなうための調整のことよ。この調整をきちんとしていないと停止時により激しく振動したり、動作中もスムーズな動きができなくなったりするの。ベルト・プーリー機構なのか、ねじ機構なのかなど、機構の剛性によっても調整は変わってくるわね。
学くん
ゲイン調整って何だか難しそうだな~。
照代さん
でも最近のサーボモーターにはオートチューニングというものがあって、慣性負荷に合わせたゲインを自動的に調整する機能がついているの。だから、必ず調整が必要というわけではないのよ。オリエンタルモーターではDXシリーズがそうね。
学くん
ふ~ん・・・。ところで、ステッピングモーターにも発振はあるんですか?
照代さん
ステッピングモーターはサーボモーターと違って指令に対して同期し、フィードバックのないオープンループ制御をしているの。だから、発振という現象は起こらないわ。
学くん
ステッピングモーターユニット αSTEPはどうなんですか?
照代さん
αSTEPはステッピングモーターの使いやすさとサーボモーターの信頼性を持ち合わせたモーターなの。サーボモーターのようなゲイン調整はなく、駆動時も脱調しそうになると即座にオープンループからクローズドループ制御に自動的に切り替わるから、急激な負荷変動や急加速にも対応できるのよ。
学くん
αSTEPって簡単に使えそうでいいですね!ところで、さっき「サーボモーターは慣性負荷の大きさに応じてゲイン調整する」と聞きましたが、サーボモーターやステッピングモーターではどのくらいの慣性負荷を動かすことができるんですか?
照代さん
そうね、ローター慣性モーメントに対する負荷慣性モーメントの比でいうと、だいたいサーボモーターで数十倍、ステッピングモーターは10倍以下、αSTEPは30倍以下とされているわ。ただし、ステッピングモーターやαSTEPの方がローター慣性モーメント自体が大きいことが多いから、必ずしもサーボモーターの方が大きい負荷慣性を動かせるというわけでもないの。そこも考慮してモーターの仕様を比較した方がいいわね。適用負荷慣性モーメント、許容慣性モーメントという実際の値を示しているモーターもあるので、その値で比較した方がいいわ。
学くん
モーターによっていろいろ違いがあるんですね。覚えることがたくさんあるな~。
照代さん
学くんも、ひとつずつモーターの特徴を覚えていってね。お客様のご希望される動作をしっかり聞いて、最適のモーターをおすすめできるようにならないと。それから、最適のモーターを選ぶには、きちんと選定計算をする必要があるのよ。だから、手間のかかる選定計算をお客様に代わってサポートする「選定サービス」もぜひお客様におすすめしてね。
学くん
はーい!自分で選定計算もできるように頑張ります。 でもやっぱり、覚えることが多くて、アラームが出そう・・・。
 

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