インデックスユニットについて

質問

サーボモータの起動、停止によるインデックスユニットと、カムを利用したインデックスユニットの違いについて調べています。インデックスユニットにカムが使われている理由は何なのでしょうか？サーボであれば、モータと回転物（テーブルなど）で済みそうですが、カムを使った場合非常に重量も増え、部品点数も増えると思います。しかし、カムでないといけない理由というものがあるのでしょうか？

ご回答ありがとうございます。
まだ知識が深くないこともあり、ご回答いただいた内容を調べさせていただきます。

また、質問中のモータについてですが、サーボの運転⇒停止⇒運転に対し、カムのほうは常時モータの回転という条件です。

更に、この質問で知りたかったことは単純に、サーボでは○○ができない。しかし、カムではできる。といったところです。

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

再出です。

質問中のモータについてですが、サーボの運転⇒停止⇒運転に対し、カムのほうは常時モータの
回転という条件です　の記述ですが、ユニット(テーブル)が回転⇒停止⇒回転の動きをするなら、
サーボモータが回転⇒停止⇒回転の動きをする。
カム式インデックスユニットのテーブルが回転⇒停止⇒回転の動きをするなら、例えばＡＣ
モータはテーブルの停止時間が短く、毎回一定時間であれば、常時回転でも動作は可能ですが、
テーブルの停止時間が長いや、一定でない(何かの作業が終了しなければ再回転しない)なら、
ＡＣモータは一時停止をさせます。
(ＡＣモータの回転停止位置精度が悪くてもテーブルは精度良く停止しますよ、ＡＣモータが
回転中でもテーブルが精度よく停止しているからですよ)

それと、サーボでは、
★ テーブルからの反力を直接受けるが、カム式は殆どカムが受けるのでモータへの負荷が
　 軽減される
★ 剛性的分解能力(角度精度)が低いが、カム式は剛性的分解能力(角度精度)が高い
　 (弱いバネの上に乗ってフラフラしているか、強いバネの上に乗って安定しているかと同類)
の纏めとなります。

回答No.5

noname#230359

サーボでは制御装置を安価にできない。
しかし、カムでは制御装置を安価にできる。

他には思いつきませんね

サーボでは回転角度と回転速度を任意に変更できる。
しかし、カムでは変更できない。

と、言う単純明快な理由により
少々のコストアップは覚悟の上でもサーボ化するのが流行り
カム変更コストとサーボモータの価格は比べればサーボが安価だから

未来永劫、回転角度も回転速度も変えないならカムが有利
近い将来、回転角度か回転速度を変える可能性があるなら,サーボ

回答No.3

noname#230359

問い合わせが、“インデックスユニットについて”ですが、モータについての記述をした方が、
判り易いと判断し、以下に記述します。

先ず、モータの一般的な物は、ＡＣモータで定格回転数にて一定に回転します。
また、ＤＣモータ等は、回転数は任意に変更が可能ですが、回転数を自己確認し、一定の
回転数で回転するや、任意の位置で停止することは至難の業でした。
以上が、インバーターやサーボユニットが一般的でない高価な時代や、存在していない時代
での内容でした。

ですから、任意の動きをする場合はメカである“カム”を使用するのが一般的でした。
同じような内容に減速機がありますが、今は電子減速機であるインバーター等があり、その
インバーターも当初は高価や低速域のトルク不足、等々のデメリットがありましたが、今では
減速機よりも安易に使用されています。(減速機は、減速機や変速機の意味あいも含めてです)

任意の動きをさせたい場合は、メカである“カム”を使用＋ＡＣモータ(ポピュラーな動力源)
が一般的だったので、回転の任意の動きをさせ、任意の位置(角度)に停止させたい場合は、カム式
インデックスユニットを使用していました。
(回転の任意の位置(角度)に停止させたい場合、多少モータが回転しても回転角度は変わらない
カム溝を加工すれば、モータの停止角度が多少バラツイても、一定の位置(角度)に停止させる
ことができ、重宝するユニットでした)

そして、サーボモータが一般的(小型化で、安価)になり、電子カム制御ができるように
なってので、サーボモータでのインデックスユニット(テーブル)的な使用方法も増えてます。

ですが、カム式インデックスユニットは、
◆ 入力であるモータのトルクは、ユニット(テーブル)の回転に伝え易い
◇ ユニット(テーブル)の回転からの反力は、入力であるモータに伝わり難い
ウォームギヤ的な側面、ねじのトルクと軸力的側面、があり、
ユニット(テーブル)からの大きな反力が停止時等に加わる場合に、カムの剛性を高めておけば、
モータは大容量を使用しなくてもよいことになります。
サーボモータを使用でも、より小さいタイプを選択できます。
以上から、ユニット(テーブル)からの大きな反力が加わる場合は、カム式インデックスユニット
を使用します。

それと、コストパフォーマンスで回転角度の停止精度でカム式インデックスユニットが有利
な場合も、カム式インデックスユニットを選択します。
(コストパフォーマンスは、ティーチングプログラム作成や調整も含んでの煩わしさ等です)
ですが、最近は“ティーチングプログラム作成や調整も含んでの煩わしさ”が、
後でどうにでも調整できる方に傾き、コストパフォーマンス化しています。
でも、ユニット(テーブル)からの大きな反力や、回転角度の停止精度での不具合はどうにも
ならないので注意して選択ください。

回答No.2

noname#230359

＞サーボであれば、モータと回転物（テーブルなど）で済みそう
オープンループ限定なら

＞カムを使った場合非常に重量も増え
その通り。給油のメンテも要る。

自在性は論じるまでもなく、スピード競争は、もうサーボの方が勝ち

＞部品点数も増える
電子回路部品の個数を数えるなら逆で桁が違う。
なので信頼性はメカの方が勝る。想定外の異常は起きにくい。

精度は、コストパフォーマンスを勘案すれば、まだメカ？

パワー

＞カムでないといけない理由
うしろ３点

＞サーボでは○○ができない。しかし、カムではできる
ことは無し。逆があるのは自明。

比較表を作るってのはどうなのでしょう？？　それには様々付随する知識も必要で、やはり教科書の領域というべきです。質問サイトで文章書き殴っても限界。却って見苦しい。

回答No.1

noname#230359

最新の情報で比べた訳ではありませんが、
必要な停止精度とコストと長期耐久性を考えた場合、カムインデックスユニットを選択する場合も十分に有ると思います。
設備導入から10年後、サーボが壊れて交換したくても製廃だった等も、
良くある話です。
インデックス部分以外の制御が極めて少ない場合も、
トータルコストでメリットが出て来ます。
「答え」ではありませんが、私の経験上言える事では、こうなりますね。

単純に言えば、
「サーボでは○○ができない。しかし、カムではできる。」
という事は無いと言えるでしょう。
但し、サーボと言われても普通のサーボモーターか、
インデックス向けのDDサーボかで、かなり違いますからね。
剛性やトルクを考えると、サーボでもモーター容量をデカくしなければならないし、減速機付きを使ったら停止位置の拘束手段を別に考えなければ、減速機のバックラッシ分遊んでしまう。DDのサーボならそれは無いが、機種が非常に限られる。バックラッシのない減速機付き（ハーモニックドライブ）もあるが。。