ターンテーブル モータの選定について 助言を

質問

モータの選定に大変困っています。
困っているといっても、条件や使用環境が厳しいのではなく、
小生のスキルがあまりにも無い為に困っています。

自分でいろいろと調べましたが、どうにも出来なくて
アドバイスや助言をいただきたく、お願い申し上げます。

何を調べたり、カタログの何と照らし合わせたりして、
モータを選定していけばいいのかわかりません。

モータの選定は今までに経験したことはありません。
更に、モータや電気については全くと言っていい程知識がありません。

いろいろと調べて、サーボモータやステッピングモータの特徴や
直流や交流がどういうものかわかった程度です。

どの種類のモータを使用するかくらいは頭に浮びましたが、
その種類のモータの、どの型番のモータを選定すればいいか、どう選定していくか
わかりません。最終的なモータを決める根拠があるはずなんですが、そこに至るまでに、
何をしていけばいいのかわかりません。

多分、計算すると思うのですが、何を計算しなくてはいけないのかわかりません。

モータのカタログを見ると、選定する為の計算が載っています。
これは自分都合の言い分かもしれませんが、ド素人の小生が見ても、
この計算で何がわかるか？や、自分が求めている使い方の計算はどれか？
など、何か自分のやっていることに自信が持てません。
何か自分のやっていることが、違う気がしてしまいます。

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どう使うかと申し上げますと、
丸いテーブルを回転させたいです。
(一般的にターンテーブルと呼ばれているものでしょうか？)
テーブルの直径は大体φ１０００ｍｍ位です。
テーブルの厚さは大体ｔ１０ｍｍ位です。
動きは、時計の秒針のように動いたり止まったりを繰り返します。
(ステッピングモータの方がいいのか？と思いました。)

選定の手順や何を計算して、それをモータの仕様の何と比較すればいいのか
教えていただきたくお願い申し上げます。
カタログには、トルクや慣性モーメントを計算するとあった気がします。
更に、加速トルクや減速トルクがあったような気が・・・
更には、公式が載っており、公式に数値を代入すればいいと安易な気持ちでとりかかったら、
その数値はどこから出てきたものか？などと、簡単にはいかず、そもそもその数値は何なのか？
など、簡単な代入では済みませんでした。

こんなスキルがない奴に教えるのは、大変面倒と思いますが、
教えていただけませんでしょうか。
もう自分では限界です。
ネットや手元にある本やカタログで調べましたが、ダメでした。
カタログ見て出来きるくらいなら、世の中苦労している人はいないから、
当然の結果かもしれません。

因みに、モータメーカのサイトに数値を入力して計算結果が出るものがありましたが、
全く同条件ではなかったり、よくわからない項目があったり、不要なものを未入力にしたいが出来なかったりして、
うまくいかなかったです。
そもそも、そんなものはまず自分で出来るようになってから効率化の為にやるものと考えていますので、
まずは、自分で出来るようになりたいです。

大変面倒ではありますが、何卒宜しくお願い致します。

回答No.11

noname#230359

恥を掻きたくない等　心理的なことが原因で悩んでるいると思うのですが

その意地・プライドによって今の貴殿があることが現状。

手足が出なければ余計なことを考えず、
周囲の先輩・上司またはメーカに聞くべし。

それと、人を当てにした姿勢では力は付かないと思いますので

教えてくれる人が誰もいないという状況を想定して、ギリギリまで
自分でやることが大事かと。

その上でどうしても分からない部分を聞く。

そういう姿勢であればどうにかなることが多いです。

お礼

ありがとうございました。

回答No.10

noname#230359

>など、簡単な代入では済みませんでした。
公式の根拠など考えることなくタダひたすら代入するだけ
根拠を考え出したらニュートン力学まで遡る　

三菱ギヤードモータ動力計算・機種選定
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/gear/common/select/gmselectmainmenu.html
「２．ターンテーブル用途」

ここで左上に「テーブル直駆動／スプロケット等．．．」とあるが
めんどくさいので直駆動選択

既にテーブル外径は１０００ｍｍに決まってる
テーブル重量は公式通り
　3.14*100*100/4*1=7850cm^3
　7850*7.8=61230g
　めんどくさいので約７０ｋｇ　（取り付けステーやらジグとか考えたらそれくらい）

回転速度は
>動きは、時計の秒針のように動いたり止まったりを繰り返します。
なので
とりあえず、インデックス１ステップの角度９０度として
９０度の動作時間を１秒としてみる（１回転に付き４秒）
１／４ｒｐｓ＝１５ｒｐｍ
ここから０．５秒で加速して０．５秒で減速する

荷物重量はとりあえずデフォルトの５０ｋｇ　＜貴殿が決めてください

支持半径はめんどくさいのでデフォルトの400mm
機械効率もめんどくさいのでデフォルトの70%
インバータ使用にチェックして
最大周波数６０Hz
加速時間は0.5秒

これで「計算>>」
結果
必要出力＝０．２１１ｋｗ

ですが
「機種選定」
STEP4で０．４ｋｗが余裕を見て自動選定されています

このままの条件で加速時間のみを０．２秒に変更してみると
問題発生
CHEK4の許容軸トルクが不足してます

軸出力は０．２１ｋｗのままなのに

この「軸出力」とはモータが加速完了して一定速度になった時の出力です
（概ねベアリング等の摩擦によるトルクになります）

加速中のトルクはCHEK4の発生軸トルクです（４２０Ｎｍ）
逆にこの加速トルクに見合うモータを探すと０．７５ｋｗになります

また、この計算はニュートン力学なのでモータ形式や機械構造に関わりません
汎用３相モータでもサーボモータでもステッピングモータでも
ガソリンエンジンでも空圧でも油圧でも、ゼネバ駆動機構であったとしても
同程度の最大加速トルクが必要になることに変わりはありません
構造上の効率の差は有るでしょうがその程度の差でしかありません
ゼネバ機構にしてもそれくらいの加速トルクはゼネバに掛かります

回答No.9

noname#230359

まずターンテーブルの必要項目を整理してみてください。テーブルの回転
機構，保持構造など基本構造が決まれば必要な電動機の的が絞れます。
回転数，動力，運転制御パターンを具体的に決めていくと、モーターの種類
についても順次選定できます。高等な速度制御が必要なければ、誘導モータ
ーをインバーターで運転する程度で良いでしょうし、停止精度が必要なら
サーボモーターと言うことになるでしょう。
1項目ずつ設計要求項目を整理してみてください。

他の回答者の方の解説で十分かもしれませんが、基本的なことだけ記述しま
す。モーターの動力は負荷で決まります。簡単には直線運動ではニュートン
の式から(力)Ｆ＝ｍａ(質量×加速度)によるので、Ｆを与えられることが条
件です。また回転運動の場合は(トルク)Ｔ＝Ｊα(慣性モーメント×角加速度)
に従うので、Ｔを与えられるモーターを選定します。つまり、負荷となる
機械系の質量または慣性モーメントとあたえる加速度によって、モーターの
動力が決まります。もっとも、モーターの寿命を考慮して、安全率を加味し
余裕を持った設計をする事が望ましいと思います。

参考URL：

http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/contents/course/indexframe.html

お礼

ありがとうございました。
動力や回転数、運転制御パターン・・・

動力は、どうやってわかるのでしょうか？
運転制御パターンとは、動き続けるとか、動いたり停止したり、とかいったことでしょうか？

回答No.8

noname#230359

モーター選定云々より先に機械的になんとかならないか考えてみませんか解答例ジェネバ機構にもありますが、
似た機構は沢山ありますし減速機と組み合わせれば色々考えられるし。
安易に電気に頼るのは賛成出来ません。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%8D%E3%83%90%E6%A9%9F%E6%A7%8B

お礼

ありがとうございました。
おっしゃるように他の方法も検討してみます。

回答No.7

noname#230359

>(ステッピングモータの方がいいのか？と思いました。)

テーブル計１０００ｍｍとはあるが
回転速度は何ＲＰＭ？
インデックス送り時間は何秒？
テーブル上のワーク重量は何ｋｇ？　（テーブル外寸から憶測すると数百ｋｇ？）
テーブル自体の重量は何ｋｇ？
回転停止の許容誤差角度は何度？

それらを纏めてモータメーカの営業に選定させる　＜概ね無料

直感的に２ｋｗ程度のサーボモータ＋ギアヘッドとなると思う
ステッピングモータでそんな巨大なヤツは太古の昔はあったが
現存していないと思う

>因みに、モータメーカのサイトに数値を入力して計算結果が出るものがありましたが、
>全く同条件ではなかったり、よくわからない項目があったり、不要なものを未入力にしたいが出来なかったりして、
具体的に何処のメーカのソフトでしょう？

http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/index.html
・サーボ容量選定ソフトウェア
http://www.e-mechatronics.com/support/tool/servo/index.jsp
ACサーボ容量選定プログラム SigmaJunmaSize+

どこのパラメータがわからないのでしょう？

全く同一条件である必要など無し
不要なパラメータはゼロを書くと無効の場合も有るが（ゼロで除算エラーとか）
最小単位の数値を入れればそれで済む（０．００００１とか）

そもそも、空で運転したり、テーブルに満載したり、半分しか載せなかったり
来年は違う品種のワークを乗せたりして負荷が一定しないのが当たり前
多少の誤差は気にしない

量産機械で１円でも安くとかならともかく
とりあえず作ってみる程度なら
計算値より１枠から２枠大きめのモータを選ぶ　＜余裕率が大事

どうせ正確に計算したところで例えば１．２３ｋｗなんて半端なモータは販売していない
１ｋｗの上は２ｋｗ

計算結果０．８ｋｗだったとした場合、余裕を見て１ｋｗとかでは容量不足の場合が多い
概ねデカ過ぎて困る事はお金だけ

コストダウンと称して小さいモータを選ぶとハマって
返って高く付く場合が多い

お礼

ありがとうございました。

>具体的に何処のメーカのソフトでしょう？
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/gear/common/select/gmselectmainmenu.html

回答No.6

noname#230359

＞動きは、時計の秒針のように動いたり止まったりを繰り返します
時計の秒針は、確かゼネバストップという機構を利用しているはずですが、
問題はそのサイクルが定常的か不定期なのか動作時間はどれ位でなどなど

モーターメーカーと話すにしろ、荷重条件なども含めて説明出来なければね
要は、何をどうしたいのかより明確な仕様を提示することが必要になるかと
思うので、ここらの不確定な部分を決定することで判らない部分が見えてくる

お礼

ありがとうございました。

荷重条件などは具体的にわからないです
いろいろと難しいですね。
何か良い書籍などないでしょうか。

回答No.5

noname#230359

ずいぶん前に私も利用しましたが
オリエンタルモーターは無料で WebかFAXでモーター選定をしてくれます。
計算結果も付いてきます。

http://www.orientalmotor.co.jp/search/selectservice/index.html

お礼

ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

普通のモーターでインデックスで回すという手もありますね。

お礼

ありがとうございました。

>インデックスで回すという手もありますね。
もう少し具体的にお願い致します。

回答No.3

noname#230359

ターンテーブルならダイレクトドライブのサーボがいいと思います。

選定はメーカーにお任せ
でも、制御担当の電機屋さんも一緒に打ち合わせしないと
後で、もめますよ

日機電装　http://www.nikkidenso.co.jp/product/index.html#001
横川　http://www.yokogawa.co.jp/ddm/product/dm_dr.htm
ＣＫＤ　http://www.ckd.co.jp/kiki/info/saving/absodex.htm

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

回答１のように
メーカ呼んで相談するのが一番
ただ、営業があふぉだと　orz　になる

私もオリエンタルかな　たぶんαステップを紹介される
スペックさえあれば　半分出来てるものを薦められる
乗せる円盤　と架台だけ作れば　立派な　ターンテーブル

呼ぶときに
こちらで用意しておくのは

円盤の大きさ
上に乗せる質量
ステージ数
タクト秒
何秒で回転し　何秒とまり　ワンサイクル何秒で終わるのか

一番ネックになるのは加速時間と減速時間です
各1秒見ておけば　まあ、何とでもなる

お礼

ありがとうございました。