400Wのサーボモータの回転ムラについて
- 400Wのサーボモータを使用して、鉄の板を一定速度で回転させる際に回転ムラが発生
- オートチューニング機能やゲイン調整を行っても現象が収まらず、原因の特定が難しい
- もし原因がモータにある場合、適切な対策が必要
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サーボモータの回転ムラについて
４００Wのサーボモータを使用して、ｔ２０ｍｍ、φ５００ｍｍ位の鉄の板を一定速度で回転させましたが、鉄の板の回転ムラが発生しました。そこでメーカを呼んで、オートチューニング機能の応答性を最低限まで落とし、ゲイン調整を行ってもらいましたが、現象が収まりません。モータへの負荷率は１０％台です。正直なところ原因がモータなのか関連する駆動系なのかが明確ではありません。 そこでもし原因がモータだとした場合になすべき対策をご教示賜れば幸いです。
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回転数は どの程度でしょうか。 モータが低速でないようでしたら ギヤボックスかとおもいます。 解析手法ですが、出力のエンコーダをＦ－Ｖ 変換しＦＦＴ解析すればある程度発生源が特定 できます。 出力にエンコーダが無いようでしたら まずは モータのエンコーダ出力を解析してみてはいか がでしょうか。モータとギヤボックスの切り分け。
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許容イナーシャがかなり厳しい所にきていると思います。KFシリーズのデータがないのではっきりしませんが、三菱製は許容イナーシャを越えると速度は不安定になる事を経験しています。減速器のイナーシャを含めて正確に計算された方が良いと思います。
許容イナーシャの問題だと思います。減速比を教えて下さい。
お礼
ご返答有難うございます。 減速機の減速比は１：４０でございます。
応答データを見てみないと，なんともいえないところではありますが，モータのトルクリップルによる一定速度送り時の速度脈動であれば，先に記述したように速度ループゲインを上げていく方向となります． 速度ループゲインをあげていった時の応答は，どのように変化したでしょうか? ゲインを上げていくことにより逆に速度脈動が大きくなっている場合，減速器や減速器出力側シャフト部にねじり方向の弾性変形が生じているため速度脈動が生じている可能性が考えられます． この場合は，２慣性系の振動抑制問題として，サーボモータメーカ各社にて各々制御アルゴリズムおよび制御パラメータの変更による解決策をもっています（多分）． 残念ながら，三菱の関係者でないため詳細な変更箇所は不明ですが，もう一度状況を詳細に説明し，メーカに調整してもらうのが得策かと思います． また，速度脈動が上記のねじりによる振動である場合，負荷の円板の慣性モーメントを小さくする（例えば，板厚を薄くする，素材をアルミに変更，円板の径を小さくする）ことにより，速度脈動が改善されると思われます．
お礼
ご返答いただきながら、回答が遅れ誠に申し訳ございません。 ご教示いただいた内容を理論武装し、メーカに依頼を本日したいと思います。 また、負荷の円盤に関しましては、仕様上どうしても寸法、材質の変更ができません。 ただ不思議なのは以前一回り小さい同じ機構のものを作ったのですが、このような問題が発生しておりません、この時は２００ｗのサーボで負荷率が４０％と今回より高く、モータにかかる負荷を大きかったのですが・・・
鉄の板の形状や回転速度や取り付け方向や減速比など分からないところもありますが、一般的に速度ムラは定格速度の1,2％程度となります。それより悪いのでしたら通常の使い方ではサーボモータのゲイン調整で直します。サーボのメーカによっても違うのですが今回のは三菱のやつでしょうか。その場合はオートチューニング機能を無効にしてゲインをマニュアル調整するのがいいでしょう。方向的には速度ループゲインを上げる方向で回転ムラが小さくなると思います。
お礼
早速のご回答心より感謝申し上げます。 ご質問させていただきながら、情報が少なくて申し訳ございません。 モータは三菱製でMR-J2S-4-B,HC-KFS43,AISD75M2の組み合せとなっております。 鉄製の板は丸板です。 またご指摘いただきましたように、オートチューニングも無効にし、ゲイン調整を行いましたが解決しません。駆動系も疑わしいのですが、モータ出力後にカップリグで連結しているギアボックスの出力軸付近で既に回転ムラが確認されます。そのためどうしてもモータを疑ってしまうんですが・・・他に何かお知恵を賜れば誠に幸いです。（ちなみに同じ物を２台作りまして２台とも程度は違えど同じ現象です）
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