サーボモータ駆動・ラック＆ピニオン構造のロボット…

質問

サーボモータ駆動・ラック＆ピニオン構造のロボット用ハンドの検討

６軸多関節の産業用ロボットでプリント基板(A4サイズmax）や基板に装着する
コネクタ（幅４０?程）のハンドリングを検討していて、ハンドの設計に
関してご教授願いたく投稿いたしました。

要件は、ワークサイズ：４０～３００程度と広範囲の為
構造はラックをピニオンを対称に２コ配置した形でワークを挟み込む物にし
ワーク質量：数グラム～３００g程度なのでサーボモータ駆動でトルク制御し
剛性感の無い基板をやんわりと数百グラムの把持力で掴むことを考えています。
詳細
ラックはモジュール１、φ10の丸ラック、ピニオンはP.C.D 12
サーボモータは50w、軸径φ８がどうも最少の様ですのでこれを使用
定格0.15Nm、3,000rpmです。

この条件で考えると、ラック速度はゆっくりでよく50?/s程度でよいと考えますが
?心配なのがモータ1回転当たりラックは37?も進むので、減速機なしで使う場合、モータは超低速回転ということになります。
このような使い方はありなのでしょうか。

?もう一つはトルク的に行けるかと思うのですが、慣性モーメント的には
　NGとなってしまうことです。(選定ｿﾌﾄで）

この件にお詳しい方いらっしゃいましたら、ご教授ねがいたくよろしくお願いいたします。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

回答１さんに逆らう訳では有りませんが
サーボモータの場合は０．１ｒｐｍとかの極低速でもちゃんと回せます

でも、最大の問題はそこでは有りません
>慣性モーメント的にはNGとなってしまうことです。(選定ｿﾌﾄで）
ここに有ります
選定ソフトはそれなりに余裕を持ってますので仮にＮＧでは有っても
必ずしも絶対にＮＧとは限りません
ＮＧになった理由が問題です

通常サーボモータには「許容イナーシャ（ＧＤ２）」と言うのがあります
モータイナーシャの何倍のイナーシャを駆動できるか？です
カタログ上で許容イナーシャが１０倍まで可能で有った場合
選定ソフトでは１０．１倍でも無常にもＮＧにしてしまいます

それくらいなら多少の問題は有るかも知れませんが不可能では無いでしょう
でも、２０倍になったらほぼ不可能になります

ギアヘッド付きにする方が良いでしょうね
ギア減速すると負荷イナーシャは減速比の２乗分の１になるので
単純に１／１０減速するだけで負荷イナーシャは１／１００になります

三菱なら最少モータは１０Ｗから有りますね
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/lineup/motor/hc-aq.html
オリエンタル、安川、富士なら５０Ｗ以上
http://www.orientalmotor.co.jp/products/sv/index.html
http://www.e-mechatronics.com/product/servo/index.jsp
http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/f/f_pro_q.html

お礼

今回減速機を使いたくない理由は（細かい話で申し訳ありませんが）
1.ｻｲｽﾞｱｯﾌﾟと重量増です。（使うﾛﾎﾞｯﾄの可搬重量が6kgなので）
　ﾓｰﾀ単体ですとｼｬﾌﾄ径φ8ですが、減速機出力軸はφ12になってしまいます。
　現状書いている図面でのﾊﾝﾄﾞ重量は3.5kg程度なので不可能ではないかも
　しれませんが。

2.モータ定格トルクからピニオンのP.C.D上に発生する力は2.4kg程度で
　減速機の速比は1:3～ですので（日本電産シンポなど）単純に発生力も7.2kg　となる為、ﾊﾝﾄﾞ自体の剛性が保てるかというところです。

ｿﾌﾄではなく、自分でもｲﾅｰｼｬの計算をしてみたいと思います。
たいへん参考になりました。どうもありがとうございます。

回答No.1

noname#230359

モーターを超低速で使用するのは基本的には無しです。
トルクがいけても、回転ムラがでる可能性があります。回転ムラがひどい場合
動きがギクシャクしてしまいます。
オリエンタルモーターにあるようなギヤヘッドタイプの減速機を使用しては
どうでしょうか？スペースもあまりとらないので、良いかと思います。

お礼

確かにそうなんです。しかしハンド全体質量の制約と減速機を付けると
サイズがかなり大きくなることと逆に力が出すぎてしまうことが問題に
なってくるので、制御・操作を間違えたときにワークやハンドを破損して
しまうことが心配になってきます。
良アドバイスどうもありがとうございます。