サーボモータについて教えて下さい
- ACサーボモータとボールネジを使用した設備の速度アップ方法について教えてください
- モータの容量を上げるか、ボールネジのリードを上げることで速度アップが可能です
- 設備の移動は水平方向で左右に行われ、ワークの重量は約２３０ｋｇです
- 締切済み
サーボモータについて教えて下さい
ACサーボモータとボールネジを使用している設備で速度アップさせるのに簡単に出来る方法は何でしょうか？ モータの容量を上げるのかボーネジのリードを上げればいいのか？教えて下さい。 ちなみに設備動作移動は水平方向で左右に移動させます。 移動させるワーク重量：約２３０ｋｇ ボールネジ：リード３２ ACサーボモータ：２００V、４．０ｋｗ、２０００ｒ／ｍ、１８．８Ｎｍ 動作は３秒ごとに左右に移動する間欠動作 宜しく御願い致します。
- 機械設計
- 回答数4
- ありがとう数4
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
みんなの回答
>>動作は３秒ごとに左右に移動する間欠動作 とあるので ことは簡単ではありません 加速度も考えないと まず単純にリードをあげるだけでは難しいと思います （モーターが加速度に持たない） では、モーターの定格回転数を 上げる だけ も難しい 現状-2000rpmから2000rpm を3秒で 変えているのを -3000から3000 を 1.5秒 は 難しくなる 搬送物の質量 移動距離 タクト秒 を求め 最大加速度 を出し 慣性モーメントを検討しないと 単純にあげただけでは 脱調します たぶん現状もので限界ぎりぎりだと思う （安全率分上げられると思うが） リニアサーボ とかの検討が 必要だと思います http://www.iai-robot.co.jp/product/lsa/index.html 多分私なら現状の条件でこっちを選んでると思う 3秒の正逆転は 結構サーボの限界近くだと思う サーボー ＆ ボールねじ方式の限界は ざっくり１Ｇ いかだと思う 山荘物の質量が軽ければ （5kgf以下なら 前検討したのがこのくらい で サーボ ＋ ボールで ぶん回した Z軸は 重力 を 忘れていたので 見事に脱調したが orz） リード モーター で ぶん回せるかもしれないが どこから説明すればいいのか サーボを普通のモータだと思って選定知るとはまります 特にタクト秒が短い場合 モータが0から2000rpm（MAXを2000とした場合）まで上がる時間は一瞬ではありません（忘れがちですが） 移動時間は 加速時間 ＋ 一定速時間 ＋ 減速時間 ＝ ３秒です 加速減速時間を 0.5秒（大体現実的な値 遅ければ遅いほうが有利 なのは跡で説明）とすると 加速時間 0.5 ＋ 一定速時間 2.0 ＋ 減速時間 0.5 ＝ ３秒です もちろん回転数をあがれば 0.5 秒が 1秒になるかもしれない となると 一定速時間のが0秒になり 結局最大速度を上げなくならなければならなくなります ↑ 加速時のほうが理解しやすいけど減速時も同じです 物理法則 車は急には止まりません 搬送物の質量は決まっていると思います （重量ではなくあくまでも質量です） 移動距離も決まっていると思います そこから最大速度を 導き出します 最大速度 / 0.5 秒 ＝ 減速度が でます １G＝ 重力加速度 = 9.80665 m / s2 なので もし 3G とか かかると 質量100kg（fはつかない） だとすれば 移動方向に 300kgf（fがつく）力で持っていかれます （車は急に止まれないので サーボが無理やりまわされそうになる） その力が サーボの定格トルク（だったか？）を超えると脱調します ↑ 減速のほうがわかりやすいと思いますが 加速時もおなじ 加速時間が大きくなれば 加速度は小さくなるので かかるG は少なくなる この辺がわからない場合は 慣性の法則をおさらいしてください http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/3-3-0-0/3-3-1-2unndouhouteisiki.html タクト秒が短いと加減速時間がかかるので この辺の話が出てくる （時間が長いと 無視されているんですけどね 現場で対応） リニアサーボの場合 この辺がすべてメーカ側で保障されているので こっちを選んだほうが 簡単 （もちろん高いけどね） http://www.iai-robot.co.jp/product/lsa/index.html のばあい 最大可搬120kg、最長4.15mの搬送が可能 最大3Gの高加速度と2.5m/sの最高速度によりサイクルタイムの大幅短縮が可能 災害加速度も出てるので移動距離とタクト秒に収まるかどうか検討すればいい ↑ このスペックは サーボ ＋ ボール では出せない←検討してないけど 話にならないほどでかいサーボなら可能かもしれない もし収まらなければ 現状の科学レベルでは無理なので断りましょう >>サーボモータでの3秒の正逆転動作は限界に近いのでしょうか？ 反対に動いているものを 停止させ 加速 させ 停止 また加速なので 加速減速時間を0.5秒と見積もると 減速時間 ＋停止時間 ＋ 加速時間 ＋ 一定速時間 ＋ 減速時間 ＋停止時間 ＋ 加速時間 一定速時間 ＝ 3秒 ワンサイクル 減速時間 * 2 ＋ 加速時間 * 2 + 停止時間 * 2 ＋ 一定速時間 *2 ＝ 3秒 減速時間0.5 ＋ 加速時間0.5 + 停止時間0？ ＋ 一定速時間0.5 ＝ 1.5秒 停止時間がないので 結構シビアです 加速減速時間は（最小値が決まっていてそれを超えると脱調する） サーボの回転数を上げても（同じ出力のものなら） 減速度は変わらないということは加減速時間が延びるのであまり効果はない 回転数2倍にしてすると 加減速時間は 加速度は変わらないので 加減速時間は2倍になり 減速時間1.0 ＋ 加速時間1.0 + 停止時間0？ ＋ 一定速時間0.5 ＝ 1.5秒 ･･･あれ？ っとなる サーボの出力を2倍にしても 加速減速時間は2倍にはならない （物理の壁があるので うろ覚えだが4倍 とかにすると 半分になったはず） すると、なんだかごついものになる 加減速時間＝0.5 秒は経験から（ピタ ってとまる 感じ 1秒だと ねちょ って止まる感じ） もちろんこれ以上早くもできるだろうが 脱調の危険性が高まる なんとなく安全な値 ちなみに３G だと ごん って感じで止まる もちろんアンカーとか打ち込んで架台がどっしりしていないと 架台ごと持っていかれるよ 長文ですが 最後に ちなみに私がよく言う いやああ、作れるんだけど、引くよ っていう意味 実際に２台作って 結局 引かれたよ 質量が軽ければ 何とでもなるんだけどね 誤記 最大速度 / 0.5 秒 ＝ 減速度が でます 訂正 最大速度 / 0.5 秒 ＝ 加速度（減速度）が でます 負の加速度です
他の回答者さんと重複しますが、現在使用のサーボモータの定格回転数は、2000r/m(rpm)で しょうか？ 定格回転数以下で使用している場合は、定格回転数まで回転数が上げれます。 また、サーボモータは3000r/mが定格の物がありますから、それに切り替えてもスピード アップは可能です。 ですが、サーボモータの使用回転数を上げる ＝ ボールねじの回転数を上げる となり、 ボールねじの回転数があがれば、ボールねじの危険回転数確認を行なって、現状のボール ねじがそのまま使用できるか、又は径のサイズアップや取付仕様変更をする必要があるかの 判断をする必要があります。 当然の事ですが、スピードアップすると今一度サーボモータ容量計算をして、モータが適正 かの確認も必要です。 （サーボモータメーカーのWebに、計算式があるのでそれを活用して下さい） サーボモータをそのままで、ねじのリードを大きくする手法のスピードアップもあります。 これも、前述の（モータ回転数をあげる）ようなチェックポイントでの確認が必要となります。 そして、両方を検討し、電気の機器や工数も含めたトータルコスト比較をして安価な方を 採用するように検討されてみては如何でしょうか。 パナソニック製のサーボモータは、以下のURLから『サーボモータ容量選定ソフト』を 選択して、使用して下さい。（多分一度、登録しないといけないかな？） 使用方法にミスがあるといけませんから、現在の仕様で一度入力し、MDMA402D1Dが選定できる かを先ず確認下さい。 （MDMA402D1Dより一つ又は二つ小さいモータが選定される場合は、それがその装置での サーボモータ容量の安全率です） そして、新しい仕様で計算して、前述のような安全率があれば、それに準じたモータ容量 アップの選択をすると良いでしょう。 また、ボールねじに関しては、ＴＨＫさん等のカタログと技術資料を取り寄せ、それに沿った 選定を行ない これも面倒ですが、上述の如く新旧仕様での確認をした方が良いでしょう。 最初は、みんな時間が掛かり不安です。頑張ってみて下さい。
お礼
御回答ありがとうございました。 サーボモータ容量計算をして、モータが適正かの確認を致します。 たしかにトータルコストを比較検討が必要ですね。 アドバイスどうもありがとうございました。 ちなみに使用しているサーボモータはパナソニック製のＭＤＭＡ４０２Ｄ１Ｄです。 御回答ありがとうございました。 パナソニックの『サーボモータ容量選定ソフト』で一度確認してみます。 ボールネジもＴＨＫさんに確認してみます。 難しいですが、検討してみます。 また何かありました教えて下さい。 どうもすいませんでした。
例えば三菱電機の場合 http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/lineup/motor/hf-sp.html 定格回転数１０００、２０００ｒｐｍ http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/lineup/motor/hc-rp.html 定格回転数３０００ｒｐｍ と、３種類あります 例えば現状モータが１０００ｒｐｍのタイプなら２０００ｒｐｍに変えるだけで ２倍の速度に上げる事は可能です 但し、トルクは概ね半分になりますので可搬重量は半分になります 可搬重量は変えずに速度もアップするなら当然の如くモータ容量も上げねばなりません また、機械フレームの剛性も不足する場合も多い 最高速でぶんまわすとフレームがぐにゃぐにゃ．．．．． よーするに機械フレームからそっくり作り替え 機械フレーム剛性に２倍の安全率があればそのままでも良いでしょうけれど そうすると安全率は無くなる その他プーリ、ギア、ベアリング等、そしてボールネジの安全率も
お礼
御回答ありがとうございます。 速度が上がっても、トルクが下がり可搬重量が低くなるという事ですから 十分に検討してみます。 やっぱり重量物を速度を上げて動かすには機械のフレームも剛性アップが必要になるのでしょうかね。 あと安全率も考えないといけませんよね。 アドバイスどうもすいませんでした。
「指令値を上げる」じゃ駄目。 サーボモーターは速度指令値を入力するので他をどんなに改良しても速度が上がる事はありえません。 高い指令値を入力、設定出来るユニットに交換するしかありません。 既設の機械なら最大出力を考慮してネジのリード等決められているのでそれが限界のはずですから。
お礼
御回答ありがとうございました。 そこで又教えてください。 高い指令値を入力、設定出来るユニットに交換する とはモータ、ボールネジ他の構成品を交換すると言う事でしょうか？ 初心者的ないいまわしで申し訳ありませんが、教えて下さい。
関連するQ&A
- サーボモータからギアモータへ置換え
古い設備のサーボモータを置換え予定しております。 22年前の設備なので詳細の資料が少なく困っています。 今回主軸のスライド用のサーボモータをギアモータ+インバータへ置換えします （ギアモータへ置換えする理由は会社の方針です。） ギアモータを選定するにあたり、 現在使用しているサーボモータの仕様は 取り説もとに記載 定格出力1.2ｋｗ 定格回転速度 2000min 最高回転速度 3000min 定格回転数瞬時トルク 14.2Nm 定格トルク 5.59Nm 現地図面、パラメータ表 サーボモータの先に軸受があり、ボールネジがありユニットを移動させます ユニットの移動値は原位置030mmから110mm ユニットの重量不明（100キロほど） 送り速度5 インポジション幅1.50 最大モータ回転数2000prm 加減速不定数50 ×10？sec ここまでは図面資料等でなんとか調べることが出来ました。 ギアモータは鍛冶屋にお願いしようとしたのですが スライド中の回転数とトルクが分からないと 選定出来ないと言われました。 どのぐらいの容量のギアモータを選定するのが理想でしょうか 教えてください。 マシンサイクルは問いません。
- ベストアンサー
- 電気・電子工学
- P社製 ACモータMSMA 異音について
お世話になります。 自社にP社製のACモータを使っている設備があるのですが、 その設備が最近、異音が発生するようになりました。 異音のする箇所は、サーボモーターとボールネジをカップリングで つないでおり左右に動作します。また、前面にLMガイドがあり、 ボールネジのリードとLMガイドのスライドユニットにまたがって 稼動部が据え付けてありますが、この部分が両端付近になるとゴリッと 音がします。稼動部のネジを緩め、少しフリーな状態で動かすと まったく音がしませんが、ネジを締め付けると時折、両端で高い金属音が 発生してしまいます。また、稼動部が動いていない状態でもボールネジを 触ってみると少し振動しているようです。 ボールネジの振動については、ゲイン調整が必要だと思うのですが、 どこを調整していいのかよくわかりません。 申し訳ありませんが、このモーターのゲイン調整、 また、上記のような不具合に心当たりのある方がおられましたら、 アドバイスをお願いいたします。
- 締切済み
- 機械保全
- サーボプレスの推力の計算について教えてください。
現在サーボモータを使用して、縦型のサーボプレスを製作しております。 この設備はサーボモータをタイミングベルトで減速し、ボールネジで主軸を昇降させるという構造になっています。 制御はＰＬＣでトルク制御を行う予定ですが、力の計算はどのようにすればよいのですか？ サーボモータの定格トルク：2.38Nm ボールネジのリード：6mm
- 締切済み
- その他（開発・設計）
- ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰ過負荷
故障原因がよくわからないので教えてください。 ﾗｲﾝの受け取り装置でﾔﾏﾊ製のXY直行2軸のﾛﾎﾞｯﾄで 製品の受け取りを行っています。（ﾛﾎﾞｯﾄのｺﾝﾄﾛｰﾗｰはQRCX） 先日ですが、急にX軸の動作がおかしくなりました。 症状として原点復帰を行おうとすると、原点に向かって低速動作中に なにかに引っ掛かったようなかんじで「ｶﾞﾝｯ」と音がしX軸が一瞬停止す るのですが、また原点方向へ低速で動作しなにかに引っ掛かったようなかんじで「ｶﾞﾝｯ」と音がしの繰り返しで終いには過負荷異常で止まってしまいます。 X軸はｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰ（安川 SGM型）をﾎﾞｰﾙﾈｼﾞで駆動しておりｶﾞｲﾄﾞとしてLMがいます。 X軸ﾕﾆｯﾄとﾓｰﾀｰを縁切りしX軸を手で動作させましたがLMの引っ掛かりなどの負荷もなくｽﾑｰｽﾞに動作した為、X軸ﾕﾆｯﾄは問題無いだろうと考え ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰ単体で動作したところやはり異音を発して過負荷異常となりました。 ﾓｰﾀｰはほぼ一定の周期で異音→軸停止→また移動→異音→・・・と繰り返していました。 （通常原復帰はCW方向の回転してましたが、異音の時は一瞬CCW方向へ回転していたような気もします） X軸制御のｺﾝﾄﾛｰﾗｰの不備を考え交換も行ってみましたが症状変化はなく、またﾓｰﾀｰの動力線・ｴﾝｺｰﾀﾞｰ線も可動部になく断線などというのは考えにくく、ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰ自体の故障では？とも考えています。 実際上記のような症状の場合、ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰの故障が原因であると考えられるでしょうか？ またﾓｰﾀｰが原因だとすると、故障した場合なぜこのような症状になるのでしょうか？ 原因がわからず困っております。皆様のご指導よろしくおねがいします。 皆様 たくさんのご指導ありがとうございます。 本日は現場へ行くつもりだったのですが、他のﾄﾗﾌﾞﾙで立ち会えなかった為、 聞いた話ですが、報告しておきます。 昨日ですが、念のためﾒｰｶｰ（ﾔﾏﾊ）にｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰの予備を手配しておいた為 今日納品し交換を他の者へ任せました。 結果ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰの交換により、異常は発生しなくなったと聞きました。 沢山の方が言われているように、ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰと送りのﾎﾞｰﾙﾈｼﾞのｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ部 になんらかの不具合はあった可能性もあります。というのも、昨日 修理中 ﾎﾞｰﾙﾈｼﾞのｻﾎﾟｰﾄﾕﾆｯﾄの固定ﾈｼﾞが脱落している箇所があったり、緩んで いた箇所がありました。増し締めは実施したのですが、ｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ部は見落として いました。 それが、今回ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰを交換した時にどうなっていたかは聞いておりませんが、ゆるんでいたり、破損していた可能性もあるという事ですね。 結果ﾓｰﾀｰ軸へｽﾗｽﾄ荷重をかけて軸受けが破損しかかっているとも思えてきました。 ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰの動力線・ｴﾝｺｰﾀﾞｰ線は、中継BOX内にてｺﾈｸﾀ接続になっており抜け 確認等は行っていましたが問題ありませんでした。ただ周囲には薬液等の臭気が漂っていたりする場所なので、ｺﾈｸﾀ内でのﾋﾟﾝの腐食（？）で接触不良が起きていたかも・・・？とも考えていました。 あとは、ｻｰﾎﾞﾓｰﾀｰ自体の故障（ﾓｰﾀｰ・ｴﾝｺｰﾀﾞｰ部）の可能性ですね。外したものはﾒｰｶｰに送り原因調査をかけようと思っております。 また 何かありましたら報告してみますので、よろしくお願いします。
- 締切済み
- 機械保全
- 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。
- 締切済み
- 開発
- 発電機（ACサーボモータ）
先日ACサーボモータの制御装置パンクしACサーボモータ不動となりました。 不具合原因特定するため、モータを調査しているとき軸が重くなったり 軽くなったりするような現象に見舞われました。 モータ端子にてケーブル外すと正常動作でした。 永久磁石を持つモータでU相・V相短絡すると コイルが磁気化して 発電機みたいになりますか。 普通科卒で右も左もわかりません、アドバイスお願いします。
- 締切済み
- 自然環境・エネルギー
- サーボモーター ブレーカー選定
電気初心者です。 サーボモーター(0.1kw)ブレーカー選定について教えてください。 仕様 ドライバ：出回路電源入力定格電流→0.9A 制御回路電源入力定格電流→0.2A サーボモータ：電源設備容量→0.3kVA ドライバ一次側にブレーカーいれたいのですが、 0.9A+0.2A=1.1A この値を基準にブレーカー選定すれば良いのでしょうか？ それともサーボモータ仕様に記載してある電源設備容量0.3KVAはブレーカー選定に関係してくるのでしょうか？ ?ブレーカー選定の計算方法 ?モーターの電源設備容量の考え方 よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 電気設計
- ボールネジのナット駆動について
サーボモーターでボールネジのナット駆動（上下軸）する場合のタイミングプーリーとベルト選定について教えてください。 負荷の重量は約500kg、移動速度は300mm/s～400mm/s ボールネジは外径32mm、リード32mm 駆動は2台（2kw･2000rpm）を同期運転で上下します。 駆動側と従動側の軸間約500mmとするとプーリーとベルトはどんなものがよいでしょうか、
- ベストアンサー
- FA・自動化
- ACサーボモータの選定
大変初歩的な質問ですが ＡＣサーボモータの選定にあたり、使用する回転数はどの範囲が適当なのでしょうか？ 定格回転数 ３０００ｒ／ｍｉｎ 最高回転数 ５０００ｒ／ｍｉｎ あたりのものが一般的かとおもいますが 限界最低速度のようなものはあるのでしょうか？ 用途としては、20ｋｇ弱のワークを、６００ｍｍ／ｍｉｎ程度の速度で送り リード６のボールネジを使おうかと思っています。 よろしく、お願いいたします。
- ベストアンサー
- 電気設計
- 停止状態のサーボモータ―のトルクについて
水平軸でサーボ（リニア）モーターを正転逆転交互に間欠時間を設けて動かしています。 その際に正転時の停止後のトルクと逆転時の停止後のトルクをモニターすると±交互に出ます。 +方向に動作→停止（トルクは+)→-方向に動作→停止（トルクは-) 何故このようになるのでしょうか？
- ベストアンサー
- FA・自動化
お礼
ご回答ありがとうございました。 加速度も考えないけないんですね。 リードとモーターの定格回転数を上げるだけは難しいですか。 慣性モーメントを検討しないと脱調してしまいますか・・・ すいませんが、検討していく順序としては ?搬送物の質量 ?移動距離 ?タクト秒 ?最大加速度 ?慣性モーメント でしょうか？ 安全率？ リニアサーボの選定方法ってポイントはありますか？ サーボモータでの3秒の正逆転動作は限界に近いのでしょうか？ 申し訳ありませんが教えてください。 御回答ありがとうございました。 すごい知識ですね。大変勉強になりました。 単純に早くしたいと言っても簡単には出来ませんね。 難しいですね。 色々と見直して検討しなとダメですね。 やはり移動ワークの質量が軽い方がいいと。 色々と教えていただきましてありがとうございます。 又何かありましたら教えて下さい。 まだまだ未熟者ですが、頑張ってみます。 出来れば設計を御願いしたいくらいです・・・