歯科生活

産業用ロボット活用の為のティーチングについて解説

2021年10月15日

教示(ティーチング)の種類
ティーチングとは、産業用ロボットに一連の動きを教え込む作業のことで、大きく分けてオンラインティーチングとオフラインティーチングの2種類があります。
最近では協働ロボットに用いられるダイレクトティーチング等他にもありますが、今回は産業用ロボットに良く使われるオンラインティーチングとオフラインティーチングについて解説します。

オンラインティーチング(ペンダントティーチング)
オンラインティーチングとは、ティーチングペンダントを使い、ロボットを実際に低速で動かしながら特定のポイントを記録させるとともに、溶接等の加工の指令や動作条件のPRGを1行1行書き込んでいく作業を繰り返してロボットの一連の動作を作るティーチング方法です。
オンラインティーチングは、手軽かつ確実に実施しやすいことから最も一般的な手法ですが、全体の動きをイメージしながら一つ一つの動作を教示していく為に、何度も修正を掛けて完成に近づけていく為に非常に時間が掛かり、更にティーチングする人によって個人差があり、最も効率の良い動きとはかけ離れた動作となる事もしばしばです。

ティーチングの実施中は工場のライン自体をストップする必要がある為、残業対応や休日での対応することも多く、ティーチングマンの労務費が多く掛かってきます。

実際にロボットを導入していてもティーチングするより手作業でやってしまった方が早いという理由でロボット活用を諦めてしまっている企業も非常に多いです。

自社で対応する人材がいない場合や工数が確保出来ない場合にはシステムインテグレータやティーチング専門としている企業等にティーチングを依頼する事でティーチングを代行してくれる事もありますが、1日ティーチングマンを派遣してもらうと、作業内容にもよりますが5万円~の費用が1日当たりで掛かります。

社内でロボットティーチングマンの育成が進んでいない場合や難易度が高いティーチングを実施する必要がある場合は、無理に社内で完結しようとしても、時間とコストをムダにしてしまうので、費用を払ってでも専門家に助けていただく事が良いと思います。
しかし、長期的にわたって外部に依頼をしていると当然費用も膨らんできますので、将来的には社内で対応出来る様に専門家の実施している作業に社内のロボット担当者を付けて一緒に作業させる等を行い社内のティーチングマンの育成につなげていく事が肝要でしょう。

オフラインティーチング
オフラインティーチングとは、実機を用いずにPCの操作にてロボットティーチングを実践する方法です。
オフラインティーチングを行う為には、専用のソフトウェアが必要です。
このソフトウェアは基本的に3D-CADの設計ソフトにアドオン(機能付加)するタイプのソフトウェアとなり、各3D-CADソフト専用のオフラインティーチングソフトウェアが存在します。
このソフトウェアを用いたティーチングの場合、ロボットシステム実機と同様のCADモデルと加工したいワークのCADモデルがPCの画面上に表現されており、ワークの形状を表す稜線や交点をマウスで選択、加工方法等を選択してあげるだけで、ロボットが原点位置から自動で加工して原点に戻るPRGが生成されます。
当然、実機を長時間停止させる必要も無く、ロボットを稼働しながら別品種のティーチングを実施する事が出来ます。
更に干渉確認や特異点回避(ロボットがエラーを起こしやすい場所)の機能もあり、実機を動かさずにほとんどのティーチング作業を完了させる事が出来ます。
ただし、あくまでもCADモデル上でのシュミレーションになりますので、実機での調整は必須です。
8割程度はオフラインティーチングで作成し、作ったPRGを実機に書き込んだのちに、ペンダントで微調整していく事で大幅にティーチングに掛かる時間を削減する事が出来ます。

非常に便利なソフトウェアですが、上述したとおり3D-CADが必須です。
自社での3D設計→自社生産であればこのよなソフトは絶大な効果を発揮出来ますが、外部から受注している仕事の場合難易度が高いのは事実です。
中小製造業では、今も2Dや手書きの図面がFAXでやり取りされる事がまだまだ多く、受注段階で3D-CADを貰える事はあまり無いという実態があります。
本来であれな受注直後にCADモデルが客先から支給され、それをもとにオフラインティーチングを実施し、現場の微調整をかけてロボットで着工という流れでものづくりをしていければ良いですが、現状ではそういう環境になっていない場合も多く、自社で3Dモデルの作成が必須となります。

-----------------------------------------------------------------
skysmotor.comブラシレスDCモータクローズドループステッピングモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 15:56Comments(0)

3Dプリンターのラフトの役割とは?

2021年10月09日

昨今では企業だけではなく、一般家庭で用いる例も多く見うけられる3Dプリンター。そんな3Dプリンターには、造形物に安定性を持たせたり、プラットフォームシートの交換頻度を低減させたりできる「ラフト」という仮のテーブルを用いる手法が存在します。

この記事では、3Dプリンター導入を検討されている方へ向けて、3Dプリンターをより便利に活用できるラフトについてご紹介していきます。

3Dプリンターのラフトとは?

ラフトとは、ABSやPCなど、造形中にテーブルから剥がれてしまいやすい素材の3Dプリント時に使用するもので、造形物とテーブルの間に作る、「仮のテーブル」のようなものです。
テーブルの上にまずはラフトを薄く造形し、そのラフトの上に本来目的としている物を造形していきます。

では、なぜ3Dプリント時にラフトが必要になるのでしょうか。

3Dプリンターの造形でなぜラフトが必要なのか
ラフトは、造形物がテーブルから浮いてくるのを防ぐために必要なもので、特にFDM方式(熱溶解積層方式)の3Dプリンターで有効です。

FDM方式の3Dプリンターは、フィラメント状の樹脂素材を溶かし、それを積層していくタイプのもので、造形時にフィラメントを100℃以上の高温にして溶かしてから固めていく工程を踏みます。

しかし、3Dプリンターの造形に使われる樹脂には収縮率というものが存在し、例えばABSであれば収縮率は一般的に0.5~0.9%と言われているため、一旦熱で膨張した樹脂が積層されて固まる際、0.5~0.9%の割合で収縮してしまうのです。

この収縮によって造形物が徐々にテーブルから剥がれて浮いてきてしまうのを防ぐために、ラフトが有効とされています。

ラフトを利用することのメリット

ラフトには造形物がテーブルから剥がれないようにするというメリットがありますが、もう少し掘り下げると、まだまだ利点がある手法です。

ここからは、ラフトを利用することのメリットについてご紹介していきましょう。

造形の安定性が増す
ラフトを敷くことによって、造形の安定性が増します。
FDM方式の3Dプリンターは、ノズルとテーブル(プラットフォーム)の隙間をアナログで設定することが多く、隙間を測るためのシックネスゲージをノズルとテーブルの間に挟み、その間隔を測定します。
しかし、アナログであり人の手によるものなので、誤差が生じてしまうことも少なくありません。
その誤差があまりに大きいと、一層目が潰れてしまうといった失敗が発生しやすくなってしまいます。

そこで、ラフトを薄く敷いておくことで本当に微妙な誤差を埋めることができ、失敗の可能性をぐっと低減させることができるのです。

底面の仕上がりが良くなる
また、一層目(底面)の仕上がりが良くなるといったメリットも。

というのも、例えばテーブルの上に汚れなどがあった場合、ラフト無しで造形すると、その汚れの跡が一層目(底面)に残ってしまうのです。
ラフトという仮のテーブルで、そうした汚れなどから造形物の底面を守ることも可能になります。

テーブル(プラットフォームシート)の交換頻度が低減する
テーブルの上に敷くプラットフォームシートの交換頻度も、ラフトを敷くことで低減させることができます。

プラットフォームシートはテーブルをカバーするための消耗品です。
高耐久を謳っているシートも存在しますが、それにも限度があります。

仮にプラットフォームシートが少し傷んできてしまったとしても、ラフトで仮のテーブルを敷くため、プラットフォームシートの多少の痛みは造形物に影響を与えることはありません。よって、頻繁にシートを交換する必要がなくなるのです。

もちろん、万全の状態で造形したい、という場合は、シートが少しでも傷んだ時点で交換をしたほうが良いですが、コストパフォーマンスを優先したい場合にはラフトが有効です。

ラフトを利用することのデメリット

ラフトはメリットの多い手法ですが、デメリットが存在するのも事実です。

ラフトに使えない樹脂がある
ラフトに使えないというより、あまり向かない樹脂があります。
具体的には、「PP(ポリプロピレン)」「TPU(ゴム系樹脂)」「PET(ポリエチレンテレフタレート)」などです。

造形完了後はラフトを剥がす必要がありますが、これらの樹脂は剥がしにくいため、無理矢理剥がそうとすると造形物が破損してしまう可能性もあります。
樹脂同士の接着力が強い素材は、ラフトには向いていません。

造形時間が長くなる
ラフトを造形しなければいけないので、当然ながら、造形にかかるトータルの時間が長くなってしまうのも、デメリットのひとつです。
低面積の少ない造形物であれば、それほど時間のロスにはなりませんが、底面積が広ければ広いほど、造形時間が長くなってしまいます。

ラフトを使用しつつ造形時間をなるべく短時間にしたい場合は、ラフトの層数を減らすなどの工夫が必要になるでしょう。

後処理の手間が増える
先ほど「造形物からラフトが剥がしにくい」という理由でラフトに向かない樹脂をご紹介しましたが、それ以外の樹脂であればどれでも問題なく綺麗に剥がせる、とは言い切れません。
後処理に思いのほか時間がかかってしまう場合もあります。

また、こちらはラフトと造形物を剥がす作業に比べたらちょっとした手間かもしれませんが、剥がしたラフトの分別も必要です。

ラフトが剥がしにくい場合の対処法
ラフトが剥がしにくく、造形物を破損させてしまったという場合は、以下のような対処をして再度造形してみてください。

ラフトと造形物の隙間を調整する
3Dプリンターでは、ラフトと造形物の隙間をデジタルで調整できるようになっています。
各々のメーカーによってデフォルトの設定があるかと思いますが、どうしても造形物からラフトが剥がれなくて失敗してしまう、という場合は、隙間を0.2mm~0.3㎜程度に設定してみましょう。

多くのメーカーでは0.15mm程度と、デフォルトで設定されているため、ラフトと造形物が密着し過ぎてしまうのです。
これを0.2mm~0.3mmに設定すると、ラフトと造形物が剥がしやすくなる傾向があります。

その際、デフォルト設定からいきなり0.3mmに変更するのではなく、0.05mmずつ設定を上げていき、様子を見ながら造形すると良いでしょう。

フィラメントの出力温度を下げる
FDM方式の場合、ノズルの温度がかなり高温になりますが、使用するフィラメントによって最適温度に若干の違いが。
フィラメントが溶けすぎている場合、ラフトと造形物が剥がれにくくなってしまいます。

通常、ABS造形の場合ノズル温度は240℃~250℃ほどが平均的ですが、フィラメントに対する最適温度を調べるために、240℃~250℃の間で温度を少しずつ変えてみると、ラフトと造形物が綺麗に剥がれるポイントを見つけることができるでしょう。

--------------------------------------------------------------------
skysmotor.comステッピングモータドライバ精密遊星ギアボックスモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 15:36Comments(0)3Dプリンター

ブラシレスDCモータの仕組みとは?駆動回路が必要な理由を解説

2021年09月11日

DCモータは直流電流を使用して動作させるモータのことで、「高速回転が可能」「起動トルクが大きい」という特徴があります。さまざまなシーンで活用されており、皆さんの身近に多く存在しているモータの一つとも言えるでしょう。DCモータは、大きく分けると「ブラシ付きDCモータ」「ブラシレスDCモータ」の2種類があります。

ここではブラシレスDCモータの仕組みについて詳しくご紹介します。

長寿命でメンテナンス性に優れるブラシレスDCモータ
モータにはACモータやステッピングモータ、DCモータといった種類があり、それぞれ特徴が異なります。なかでもDCモータはそのほかのモータと比較して、高速回転が可能で起動トルクが大きいというメリットがあります。また、脱調やすべりといった不具合が起きないモータです。

DCモータは、ブラシ(電極)の有無によってさらに「ブラシ付きDCモータ」と「ブラシレスDCモータ」の2種類に分類できます。

ブラシ付きDCモータ
ブラシと整流子を使った機械的な仕組みによって回転するDCモータです。ブラシと整流子は常に接触した状態でモータ軸が回転します。そのため、長時間の使用によって徐々に摩耗し、最終的には故障の原因になることがあります。ブラシ付きDCモータはブラシレスDCモータと比較すると寿命が短く、定期的なメンテナンスが必要です。また、ブラシと整流子が接触した状態で回転することで、電気ノイズや騒音が発生するというデメリットもあります。

ブラシレスDCモータ
ブラシと整流子を必要とせず、駆動回路を使った電子的な仕組みで回転するDCモータです。消耗品であるブラシと整流子を使わないため、長寿命でメンテナンス性の高いモータです。さらに、ブラシと整流子の接触による騒音が発生しないので、静音性が高いというメリットもあります。

ブラシレスDCモータの仕組み 駆動回路が必要な訳とは?
モータを回転させるためには、コイルに流れる電流の向きを変えて回転磁界を作る必要があります。ブラシ付きDCモータは、ブラシと整流子を使って機械的に電流の向きを変えることで回転磁界を発生させます。それでは、ブラシと整流子のないブラシレスDCモータは、どのように回転磁界を作り、回転するのでしょうか。

ブラシレスDCモータはブラシと整流子に代わって、半導体スイッチを使います。一般的にブラシレスDCモータにはコイルが3つあり、それぞれのコイルに半導体スイッチがつけられています。ブラシレスDCモータは、半導体スイッチを順番につないで電流の向きを変化させることで回転磁界を作り、回転しています。この一連の操作を行うために、ブラシレスDCモータには駆動回路が必要なのです。なおこの半導体スイッチのスイッチングは、ホールセンサなどの磁気センサを使い、回転子である永久磁石の回転位置を検知して行います。

ブラシレスDCモータの仕組みや制御についてさらに詳しく知りたい場合は、下記ページをご覧ください。

ブラシレスDCモータには駆動回路必要?ブラシレスDCモータの制御方法

アウターロータとインナーロータ
ブラシレスDCモータはアウターロータ方式とインナーロータ方式の2種類に大きく分かれます。

アウターロータ方式
内側にコイルを配置し、その外側に磁石を配置させて、外側を回転させる方式のブラシレスDCモータです。外側が回転するため回転子の慣性モーメントが大きいですが、安定した回転が可能です。
インナーロータ方式
磁石を回転子として内側に配置し、コイルを固定子として外側に配置させる方式のブラシレスDCモータです。回転軸が内側にあることから慣性モーメントが小さく、きめ細やかな制御ができるというメリットがあります。

表面磁石型と埋込磁石型
ブラシレスDCモータはさらに、回転子への永久磁石装着法の違いから表面磁石型と埋込磁石型に分類されます。

表面磁石型
ロータ外周に永久磁石が貼り付けられています。
埋込磁石型
ロータの内側に永久磁石が埋め込まれています。

ブラシレスDCモータの仕組みを理解して使用しよう
ブラシレスDCモータは消耗品であるブラシと整流子を必要としないモータです。長寿命でメンテナンス性が高く、静音性が高いというメリットがあります。

ブラシレスDCモータはブラシと整流子を備えていない代わりに、駆動回路を使った電子的な仕組みで回転します。半導体スイッチを順番につないで回転磁界を作り、モータを回転させるという一連の操作を行うために、駆動回路が必要になります。

---------------------------------------------------------------------
skysmotor.comリニアステッピングモータバイポーラステッピングモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 15:56Comments(1)

ステッピングモーターの振動とステアリングの間違いの理由は何ですか

2021年09月06日

ステッピングモーターの性能は多くの要因の影響を受けるため、モーターの使用に不具合が生じる可能性があります。また、モーター自体の品質が良くても、ゼロ障害を達成することは困難であり、特にユーザーが不適切な操作を行い、メンテナンスに注意を払わない場合、いくつかの障害の問題が発生しやすくなります。したがって、ユーザーはモーターのいくつかの一般的な障害を完全に理解することをお勧めします。例えば:モーターの振動、ステアリングなどの障害の一般的な原因と、これらの障害を解決するために使用できる方法を理解します。


ステッピングモーターの振動故障の主な理由は3つあります。モーターワイヤーの誤接続;信号の電気伝導能力が低い;モーターの振動点に使用されている方法。上記の3つの故障原因について、モーターコイルの誤接続による振動については、配線位置を確認し、誤コイルを再接続していいです。低信号電圧の弱い伝導能力によるモーター振動について、信号伝導能力を高める必要です。モーターの振動点の振動を利用して、振動点の周波数を調整してずらします。

ステッピングモーターの回転不良の主な理由は2つあります。
1つは、モーターワイヤーの接続が間違っていることです。もう1つは電気回路が切断されていることです。モーター線の誤接続による故障原因については、モーターワイヤーは均一な位相で任意に交換することにより(A +とA +の交換など、3相の任意の2対でモーター線の交換)、その効果を観察して、正しく回転できるかどうかを確認します。電気回路の短絡が原因でパッキングエラーが発生した場合は、検査後に切断される所が見つかります。再接続していいです。

上記は、ステッピングモーターの振動とステアリングエラーの2つの一般的な障害の原因と解決策です。これら2つの側面の知識を理解することは、モーターの使用を最適化するのに役立ちます。特に、類似の障害をタイムリーに解決するのに役立ちます。

--------------------------------------------------------------------------
skysmotor.comステッピングモータエンコーダCNCステッピングモーターなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 15:19Comments(1)

ACモーターとDCモーターのどちらを選ぶか?

2021年08月30日

この2種類のモーターの構造には違いがあります。

最も基本的な違いは電源にあります。例えばバッテリ-の場合、交流(単相また三相)と直流(DC)です。
速度の面でも違います。DCモーターの速度は、モーター内の電圧を変化させることで制御されます。一方ACモーターの速度は、周波数を変化させることで制御され、一般的には周波数変換器を使用します。

1. ACモーター :

ACモーターはその長所のため、業界で最も人気があるモ-タ-です。

構造がシンプル
起動時の消費量が少ないため、より経済的
またより堅牢であるため一般的に長寿命です。
少しのメンテンナンスで済む

回転子の回転と電流の周波数が同期化するため、ACモーターの速度は一定のままです。 そのため、連続的な動きと速度の変化が少ない用途に適しています。 ポンプ、コンベアやファンはこのタイプのモ-タ-に最適です。

可変速度で使用される場合、高い精度を必要としないシステムに統合することができます。

一方で速度制御機能は他のモ-タ-よりも高価です。

ACモーターは、単相モーターと三相モーターの2つのタイプに分けられます。

単相モ-タ-には次のような違いがあります。
トルクを決定する電力(kW)
回転速度を与える極数
固定方法:フランジ(B14、B5)また脚(B3)
効率
それほど強力ではないので、工業的でない
家庭用電力網で使用できます
三相モーターには次のような違いがあります。
単相電圧モーターよりはるかに多くの電力を運ぶことができる構造
8割の産業分野で使用されている
強い電力を必要とするインフラストラクチャ-や機器のための使用

2.DCモ-タ-:

DCモーターは、以下の利点があるので産業界で広く利用されています(ブラシレスモーターを参照してください):

高精度
速度は供給電圧を変えることで制御できる
モバイルシステム(電池上)を含め設置が簡単
始動トルクが高い
起動、停止、加速、バックが迅速に行える
速度において高い精度を必要とするエレベータ-、また位置レベルにおいて高い精度を必要とするロボットや工作機械のような動的用途に非常に適しています。また、高電力(例えば10000kW)を必要とする用途に適しています。

しかしACモーターと比較していくつかの欠点があります。

大きな電力を必要とする用途に適していないため、あまり知られていません。
消耗し交換するには高価な部品で構成されています。

3. 最近の傾向は?

DCブラシモーターは、産業界では徐々に使用されなくなっています。代わりに低電力でメンテナンスの少ないACモーターを使用する傾向にあります。

ACモータ-と周波数変換器の組み合わせは、速度変動を必要とする場合に費用対効果の高い選択となりました。

-------------------------------------------------------------------------
skysmotor.comクローズドループステッピングモータブラシレスDCモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 16:20Comments(0)

産業用ロボットとは?主な5種類や事例、他のロボットとの違いを解説

2021年08月23日

ロボットは昔から漫画やアニメなどで描かれ、日本人にとって馴染み深い存在です。人間では成しえないハイテクな医療技術を持つロボットや、巨大な岩をも持ち上げる圧倒的なパワーを持つロボットが現れ、ロボットは『人を助けてくれる機械』として扱われてきました。

現在、個人が自動掃除ロボットを購入できるようになるなど、目覚ましいスピードでロボットの普及が進んでいます。また、個人使用だけでなく、法人が使用するロボットの普及も進んでいます。今回は、法人が使用するロボットの中の一つ、産業用ロボットについて解説します。

産業用ロボットとサービスロボットの違い
ロボットは大きく分けるとふたつの分類があります。主に工場で人と隔離した状態で稼働する『産業用ロボット』と、人の近くでサービスを提供する『サービスロボット』です。まずは、このふたつの違いを解説します。

工場で作業を自動化する『産業用ロボット』

産業用ロボットは、主に製造工場や食品工場といった産業の自動化で用いられるロボットを指します。産業用ロボットは多目的な用途に適応するためのマニピュレータ(機械の腕)と、プログラムで制御する複数の軸(人間でいう関節)で形成されています。

人間の手の動きに酷似したアームは、掴む、離す、台座を回転させる、アームの伸縮といった制御が可能です。一つのロボットですべての作業工程を担うことは難しいですが、各工程にそれぞれロボットを導入すれば、すべてのライン作業をロボットに任せることもできます。作業を担当していた作業員は、ロボットのオペレーティングや運用だけで済むため、人件費の削減が見込めます。産業用ロボットの導入によって、人件費削減だけでなく、作業員を重労働や過酷労働から解放したり、品質の均一化を図れたりできます。

人の作業を助ける『サービスロボット』

サービスロボットは、人の作業の手助けが主な役割です。産業用ロボットは構造的な定義がされていていますが、サービスロボットには構造的な定義はありません。産業用ロボットとの明確な違いは、活用される場所です。

産業の自動化以外の場所で活用されるロボットが、サービスロボットに区分されます。例えば、産業用ロボットとして普及している多関節ロボットでも、食事支援に活用されるケースではサービスロボットとして扱われます。

用途によって使い分ける。産業用ロボットの種類

産業用ロボットには多くの種類があります。産業用ロボットに組み込まれている軸の数やモーター、取り付けるアームによって種類が変わり、得意な作業もそれぞれ異なります。任せたい作業によって導入すべき産業用ロボットが変わるため、ロボットごとの特徴をしっかりと把握しましょう。

垂直多関節ロボット
最も多く普及している産業用ロボットです。人間の腕の構造に近い『垂直多関節ロボット』は、台座の回転とアームの運動によって可動域が広く、自由度の高い3次元的な動きが可能です。精密な動きを行わせると制御が複雑になりますが、運搬や溶接をはじめとした多岐にわたる用途で活用できるため、人気が高いロボットです。

水平多関節ロボット
関節の回転軸がすべて垂直に揃っている産業用ロボットを、『水平多関節ロボット』と呼びます。垂直多関節ロボットよりもシンプルな構造をしているため、制御のしやすさや強度の高さが特徴です。3次元の動きはできないものの、平面的な動きが正確かつ高速なため、主に基盤の組み立てや運搬作業に活用されています。

パラレルリンクロボット
関節を並列に配置したパラレルリンク構造を持った産業用ロボットが『パラレルリンクロボット』です。最終出力先を複数のアームで制御するため、非常に高速な動作が可能です。一方で、重量があるものは扱えず、稼働範囲が狭いため、主に食品の選定と整列に活用されています。

直交ロボット
直線的な動作が特徴の『直交ロボット』は、非常にシンプルな構造なため、誤作動が起こりにくい、低出力で省エネといった利点があります。直交ロボット最大の強みは、ほかのロボットを組み合わせられる点です。誤動作の少ない直交ロボットと自由度の高い垂直多関節ロボットを組み合わせて、完全に自動化した製造ラインを実現できます。

双腕ロボット
双腕ロボットはこれまでにご紹介した産業用ロボットの中でも、人と一緒に作業できる『協働ロボット』に分類されます。80W以上の出力をもつ産業用ロボットは、作業員の安全のために柵や囲いで隔離する必要があります。しかし、双腕ロボットの出力は80W未満のため、人と同じ空間で作業が可能です。人とほぼ変わらないスペースで導入でき、2本の腕を駆使して複雑な作業をこなせるため、今最も注目が集まっているロボットです。

---------------------------------------------------------------------------------
skysmotor.comBLDCモーターステッピングモータブレーキなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 16:25Comments(0)

サーボモータとステッピングモータの違い

2021年08月18日

ステッピングモータもサーボモータと同様に、外部からの信号により回転角度を制御する機構を備えていて、機器類の位置決めなどが可能ですが、次のような違いがあります。

制御方式
サーボモータはエンコーダ(回転検出器)によって回転位置を検知しており、エンコーダで検出した情報をコントローラへフィードバックすることで位置を制御します。このため精度の高い停止が可能であり、回転の停止中も位置がずれたときには元の位置に戻ります。一方ステッピングモータでは回転角度がパルス数に比例しており、ドライバがコントローラからこのパルス信号を受けることで位置を制御します。よって、位置を検知する機構を必要としませんが、位置ずれも認識できません。想定外の負荷変動などで脱調(指示された回転角度と、モータ回転の同期が失われた状態)が発生することもあります。

トルク/回転数
サーボモータは低速域から高速域まで安定したトルクを発生させ、高速運転も可能です。ステッピングモータは特に低速域で高いトルクを発生させますが、高速域ではトルクが減少するため高速回転には向いていません。

コスト
サーボモータは高価なロータリーエンコーダやサーボ制御装置(サーボドライバ)が必要になるため、ステッピングモータに比べると高価になります。

---------------------------------------------------------------------------------
skysmotor.comブラシレスDCモータステッピングモータブレーキなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 16:18Comments(0)サーボモータ

サーボモータの分類と性能

2021年08月14日

駆動技術が未発達だった時代には、駆動機構と組み合わせたDCモータが、サーボモータとして使用されていました。その後パワーエレクトロニクスが進歩し、誘導モータや同期モータのようなACモータにも、サーボ機能を持たせることが可能になりました。この駆動法は、一般的にはベクトル制御と呼ばれています。このように、DCモータでもACモータでも、サーボアンプと組み合わせることでサーボモータとして使うことが可能です。DCサーボやACサーボと呼ばれます。

PMSMサーボモータは、ACサーボでありながらDCサーボモータと同様の制御性を持ちます。ブラシの接触による摩擦損がないことから、回転速度に制限がありません。永久磁石による磁束を正弦波状に分布させて、そのトルク定数をKTとし、モータを駆動させる電流を正弦波電流にすると、PMSMサーボモータのトルクは次式で表すことができます。

PMSMサーボモータのトルク式

この式からPMSMサーボモータは、モータの回転角によらず、トルクリプル(トルクの変動幅)を発生しないことが分かります。また、電流とトルクは比例関係にあり、これはモータの回転数に依存しないことを意味します。永久磁石の磁束を正弦波分布させるために、磁石形状やステータ極数などが改良され、トルクリプルは定格トルクの1%以下に抑えられています。

サーボモータの代表的な速度トルク特性を、定格トルクといいます。定格回転数を1として、回転数とトルク特性の関係を示すと、図2のようになります。連続領域とは、サーボモータが連続運転を行うことができる領域です。それとは別に、加速・減速時の制御性を向上させるために、短時間だけ運転できる瞬時領域が設定されています。瞬時領域では、通常定格トルクの3~5倍のトルクを発生させることができます。

次に、PMSMサーボモータの構造を見ていきます。PMSMモータのステータ(固定子)巻線は、にブラシレスDCモータと同様、集中巻で構成されています。かつては、巻線機のノズルをスロットの中に入れノズルを遥動させて、ステータに線を巻いていました。この方法では、ノズルが動くためのスペースを、ステータスロットの内側に確保する必要があります。またノズルの動作範囲にも制約があり、巻線を高密度で巻くことができません。そのため、巻線のスロット断面に占める割合(占積率)に限界がありました。占積率を向上させるためには、巻線機のノズルの動作に制約を与えず、ソレノイドコイルのように巻線を整列させる必要があります。

製造技術の向上に伴い、ステータを分割する方法などが考案されました。従来の巻線方法では占積率が40~50%だったのに対し、現在では約2倍の80%まで占積率は向上しています。この結果、モータの大きさが同じ場合、定格トルクは約2割も大きくなり、ステータコイルの電気抵抗による損失は3割以上も抑えられています。モータの小型化が進み、750Wのモータの大きさが1/3~1/4に、質量が1/2~1/3になりました。

-------------------------------------------------------------
skysmotor.comブラシレスDCモータクローズドループステッピングモータなどを販売している専門的なオンラインサプライヤーです。お客様に競争力のある価格、または効率的なサービスを提供しております。  


Posted by sasuke at 16:05Comments(0)サーボモータ