サーボモータによるボールネジ駆動について
- サーボモータ+減速機+ボールネジの直線送り機構の検討を進めています。モータのトルクが足りず加速時に飽和してしまい、予定していた加速性能が満足できません。
- サーボモータ定格トルクは38Nm、最大100Nmで負荷イナーシャ計算値は対モータ500％、減速比は2.5、最大速度は12m/min(2000rpm)で時定数は0.4Sとそれほど加減速もきつくなく、原因がわかりません。
- モータも規定トルクは出ていることは確認済みですが、加速後の定常トルクが150％を超えており、これに関しても原因が分かりません。
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サーボモータによるボールネジ駆動について
現在、サーボモータ+減速機+ボールネジの直線送り機構の検討を進めています.試作したのですが、モータのトルクが足りず加速時に飽和してしまい、予定していた加速性能が満足できません.計算上は200％トルクで加速可能なのですが、実際は300％をはるか超えてしまっている状況です. サーボモータ定格トルクは38Nm、最大100Nmで負荷イナーシャ計算値は対モータ500％、減速比は2.5、最大速度は12m/min(2000rpm)で時定数は0.4Sとそれほど加減速もきつくなく、原因がわかりません.負荷側の駆動トルクをはかってもせいぜい15Nm程度であり、モータの定格トルクに対しても十分余裕があります。ただ、加速後の定常トルクは実測で150％を超えており、全く分かりません. 減速機はグリース封入タイプなのですが、グリースの粘性が影響して、回転数が上がると負荷トルクが大きくなるようなことは有るのでしょうか。 モータも規定トルクは出ていることは確認済。
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こんにちは。 位置制御ゲイン、速度制御ゲインなどの設定は確認されましたか？ ゲインが高すぎると停止中でも微細なハンチングを起こして過負荷となったりする場合もありますので。 既に制御パラメーターなどを確認済みでしたらごめんなさい。
私も、m-sudoさんと同意見で、ガイド等を確認した方が良いと思います。 また、どんな減速機を使用しているか分かりませんが、回転が低いとカタログ通りの効率はでません。
記入された仕様からの直感では充分なスペックとは思いますが，当方は必ずモータメーカに確認の計算を依頼しています。御社の機構が文面では理解することは先ず不能です。漫画で充分なので何らかの手立てがあれば返信可能とは思いますが。 １）負荷イナーシャの容量はモータスペックの範囲内か。 ２）負荷の値の設定が間違っていないか？ （作用点までになんらかの負荷が追加されていないか・・・リンク構造，摩擦係数の設定など） この場合、ガイドの平行度がきちんと守られているかどうか。（これはボールネジのカタログをよくご確認ください） また、ガイドの剛性は充分か。たわみがありますと当然影響はでます。 （要は、ボールネジ部にはモータからの駆動負荷以外の負荷がかからない構造になっていないか、ということです。） ３）ボールネジを垂直駆動にする場合は水平駆動とは 当然ですが計算式が異なります。 グリースの粘性の影響は逆で回転が上がれば普通は少なくなるはずです。 特に２）項の確認を！
何処のメーカのモータか分かりませんが http://wwwf3.mitsubishielectric.co.jp/faland/index_j.htm http://www.e-mechatronics.com/mc/index.html 上記にサーボモータ選定ソフトが有ります このソフトを何処まで信じて良いのか分かりませんが 条件によっては５０ｃｃのバイクで車重３ｔのジープを 牽引するような値がでます もしかしたらその様な計算をしてませんか？ ＧＤ２が予想より大きすぎたとして 加速時間を長くしたら最高回転数まで上げる事ができるのか？ 抵抗負荷が予想より大きすぎたとして ゆっくり加速して急減速することが出来るのか？ もし抵抗負荷が大きすぎたら可能なはず 蛇足 森ビルでの死亡事故もＧＤ２を適正に計算していれば もしかしたら亡くなる事は避ける事が出来たかも
お礼
ご回答ありがとうございます.イナーシャは確かに大きいのですが、サーボの自動調整機能使用してもモータイナーシャの７倍程度であり、何とか制御できる範囲と認識しています. また、抵抗負荷に関しても実測しましたがモータ定格トルクの40％程度であり、これに関しても大きな問題は無いと認識しています.現状は外部の負荷の無い状態で駆動部の移動のみで加速後の定速時のトルクが150％を超えてしまっており原因が良くわかりません. 定速時はモータの回転数によらず負荷トルクはほぼ一定であるはずですが、回転数が上がると定速時の負荷トルクも比例してあがっている現象がでています.
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ご回答ありがとうございます ご指摘の内容に対する回答は下記です. １）負荷イナーシャの容量はモータスペックの範囲内か。 モータイナーシャの５倍程度です。十分制御できる範囲と思います. ２）負荷の値の設定が間違っていないか？ 実際に駆動トルク測定しましたがモータ定格トルクの40％程度のトルクであり問題なさそうです. ガイドの平行度の影響をなくすため、ガイドはラフな状態で締結しています. 3）垂直方向で使用していますが、自重分を加味しても発生トルクが大きすぎます。 4）本来は加速後の定速時にはモータ回転数によらず発生するトルクは一定と認識していますが、回転数が上がるとそれに比例するようにトルクが上がっていきます.具体的には微速時には、測定した負荷の駆動トルクと同じトルクをモータが発生していますが、回転数が上がるに連れて、例えば1000rpmではモータ定格の150％程度も発生してしまっている状況です。