サーボモータの過負荷で困っています
- サーボモータの過負荷で困っています。装置メーカーにクレームを言う必要があるかもしれません。
- サーボモータとボールねじの組み合わせで位置制御をしていますが、過負荷の問題が発生しています。
- プーリーとタイミングベルトで動力を伝達しているが、プーリの材質やベルトの幅などの設計が問題となっている可能性があります。
- ベストアンサー
サーボモータの過負荷
サーボモータの過負荷で困っています。 サーボモータとボールねじの組み合わせで位置制御をしています。 ボールねじとサーボモータはプーリーとタイミングベルトで動力を伝達しています。モーターの位置でテンションを調整します。 装置は購入してすぐですが、 取り付け位置の調整、駆動部のルブリケートを行いましたが、だめです。 海外の装置メーカなので、対応が良くないです。 サーボモータ用にファンが設置してあるので、 元々の設計自体が良くないと思われます。 気になるところ ・プーリが鉄製。アルミに変えたほうが負荷は減りますか？ ・プーリ同士が近く、ベルトが太い気がします。0.75KWのモータですが、軸間約100ｍｍ。ベルト幅約５０ｍｍ。プーリー同士はもっと離したほうが良いでしょうか？ベルトは細くしたほうが良いでしょうか？ ・ブレーキも悪さをしている気がします。サーボモータでブレーキはどのように制御しているのでしょう。止まる寸前は、ブレーキがかかっているのに、モータが動こうとしているとか、そういった制御になる可能性はあるのでしょうか？ボールねじを垂直に使っていますが、そもそも、ブレーキ付きである必要があるのでしょうか？ よろしくお願いします。 みなさん、いろいろアドバイスありがとうございます。 やはり、モータの容量アップが必要で、装置メーカーにクレームを言うのが良いということがわかりましたので、早速連絡を入れています。
- 機械設計
- 回答数4
- ありがとう数1
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
回答(1)さんに同感です。 まずは、過負荷状態がどのような状況で発生するのか場合分けすることが 必要と思います。 鉛直方向に移動するシステムのようですので、負荷となる荷重が上昇する 場合に過負荷となるか、下降する場合に過負荷となるかのきり分けが必要 でしょう。 次に、静止状態から定速運動に至る加速時か、定速運動から静止に至る減速 時に発生するかを見極めましょう。 さらに、静止状態においては全く問題ないのか、静止状態でも過負荷が発生 するかも原因を追及する上で必要です。 前記のような確認をしても一定の傾向が見つからず、ランダムに過負荷が 起こるようであれば、更なる追求をする必要があるでしょう。 ところで、装置の設計に不信感をお持ちのようですが、そのメーカーの 同じ機種の納入実績はどれ程でしょうか？ 実用化１号機なのか、多数の 納入実勢がある機械なのかによって、対応方法を選ぶ必要があります。 責任所在を明確にしないまま、貴殿が改造してしまうと、本来メーカーが 負うべき負担が貴殿の責任に置き換わる危険があると思います。 プーリー廻りについて疑念をお持ちのようですが、 被制御部位の位置情報を、プーリーの２次側から得るシステム構成か、 モーター自体のエンコーダに頼るシステム（１次側から得る）かによって、 考慮すべき内容が異なります。 被制御部位の位置情報を、プーリーの２次側から得るシステム構成の場合、 減速比を変えても、位置制御は正しく行われる筈です。しかしながら、 応答特性などに影響を与える可能性があります。 被制御部位の位置情報を、モーター自体のエンコーダに頼るシステム（１次 側から得る）場合は、減速比を変えれば制御する位置も減速比分だけ変化 しますので、制御ソフトに手を加える必要が生じると思います。 早急に対処したい状況は理解しますが、本来負うべきでない責任を背負うこと がないように慎重なご判断をお勧めします。
その他の回答 (3)
そもそも、何をする機械なのでしょう？ 工作機械？プレス機？成形機？搬送機械？食品機械？ ＞サーボモータの過負荷で困っています どのような状況で過負荷になるのでしょうか？ 低速、低負荷でも過負荷になるのでしょうか？ まさかの停止時で無負荷なのに過負荷異常になるとか？ ＞・プーリが鉄製。アルミに変えたほうが負荷は減りますか？ 憶測ですが、恐らく変わらない たったそれだけイナーシャを減らして効果が出るのは 最高速で最高加速度を追求する時くらい Ｆ１レースでトップ争いするような １０ｔトラックのホイールを鉄からアルミに替えても効果は少ない http://www.youtube.com/watch?v=x9vWlRmBiOU これくらい早く動かせたいのか？否か？ プーリをアルミに替える前に可動部全部をアルミに替えるべきでしょうね ＞・ブレーキも悪さをしている気がします。 常識的にブレーキは停電中と非常停止中以外は常に解放です ＞ボールねじを垂直に使っていますが ブレーキは必須です 停電したら可動部は落下します 「非励磁差動ブレーキ」 よーするに停電時にブレーキを掛けるのです ＞とりあえず、こちらで簡単にできそうなプーリを変えるとか、 ＞ベルトを変えるとかやってみたいと思いました。 何もしない事をお勧めする そんなヒマが有るなら、損害賠償請求の積算しなさい 積算するのもホネが折れる そもそも日本以外のアジア製ならまともに動かなくて当たり前 ヨーロッパでもシーメンス以外は動かなくて当たり前 北米でもＡＢＢとロックウエル以外は動かなくて当たり前 ＞1mm = 0.03937 inch ＞皮肉です 昔どこかで聞いたような？ オッサンクサイナだったかなぁ？ もっとマシなのが有ったように思うが？
>>サーボモータ用にファンが設置してあるので、 >>元々の設計自体が良くないと思われます。 逆です 静止時熱を持つので 冷やしてるんです に >>止まる寸前は、ブレーキがかかっているのに、モータが動こうとしているとか、そういった制御になる可能性はあるのでしょうか？ 制御側でどんなふうにでも組めます 普通急制動は非常停止時に組むもんですが どんな機械かわかりませんが 手っ取り早く直すには モータを国内品にし一回り大きくするのがベストだと思いますが ほとんど電気はやり直しになると思います 日本のサーボ ステップは 低回転高トルクにたいして ぬきんでてます >>ボールねじを垂直に使っていますが、そもそも、ブレーキ付きである必要があるのでしょうか？ 必要です >>他の装置と比べ、プーリの材質が違うとか、ベルトの幅が大きい、軸間距離が短いといった違いがあるのはわかりますが、 基本思想が違うだけ よく言うのは やつらはインチで考えるからな 1 inch = 25.40 mm 1mm = 0.03937 inch 皮肉です
情報量が少なすぎます。 マシニングセンタの場合、運転準備をoffにしなければブレーキは かけません(非常停止の信号とブレーキ作動の回路がリンク)。 従って停止している時は常に垂直軸が下がらないように負荷が掛か っている状態です。 停止状態のロードが高ければ、モータ容量が小さいことになります ので、モータ軸とボールスクリュー軸のプーリ径比率を変えてみる ことも一案です。 連続動作中に過負荷になる場合も、同様にモータ容量が小さいこと になります。起動停止の加速度(時定数)を下げたり、送り速度を 下げたりするパラメータ調整で逃げることができれば良いのですが。 負荷イナーシャの観点から、プーリの材質をアルミに変更することも 多少なりとも効果はありそうですが、恒久対策としては根本的に駆動系 を見直した方が安心でしょう。 設計・機構に問題が無いとすれば、ボールねじのナットが痛んでトルク が過大になっている可能性も考えられます。 ベルトの幅、軸間距離で大きな影響は無いと思われます。 (2)(3)さんの回答も合わせて慎重にご判断下さい。 海外メーカ製(中国製ではないですよね？)でも、導入に当たって間に 商社が介在しているハズなので、そちらにクレームをつけ、自社改造 前に点検・修理させることが望まれます。
関連するQ&A
- サーボモータ
サーボモータについて教えてください。 ボールネジを駆動し、圧入に使おうとしています。 圧入荷重を、ロードセルを取り付けるのではなく、 サーボモータ（ドライバ）のトルクモニタ出力？で 測定したいのですが、可能でしょうか？ サーボモータのトルクモニタ出力とはどのような原理でトルクをモニタできるのですか？ また、精度や応答性はどのようなものでしょうか？ モータが低速の場合や停止している場合でも トルクモニタ可能でしょうか？ ネジリード10mmの場合と20mmの場合、モータの定格に対して負荷トルクが小さい（10％程度）場合などでは精度はどのようになるのですか？ サーボモータの位置制御とトルク制御の違いを教えてください。（位置制御は大体わかるのですが、トルク制御が良くわかりません） 雑多な内容ですがよろしくお願いします。
- 締切済み
- FA・自動化
- サーボモータの並列運転で一方が過負荷に
動かしたいものの左右にサーボモータを取り付けて、同時スタートさせて速度制御させているんですが、どうしても一方が過負荷になるくらいトルクを出して所定の速度で制御するようがんばるのに、もう一方は、自分ががんばらなくても所定の速度が出ているからとトルクをださないんです。ひどい時は逆トルク出したりしています。 双方のモータの情報から得られる位置と速度は正常です。どう調整しても、トルクのアンバランスはうまくいきません。、このような使い方は結構当たり前何だと思うんですが、どのような制御をしたら良いのでしょうか。
- 締切済み
- その他（機械加工）
- サーボモータ トルク不足 原因
https://okwave.jp/qa/q10003171.html#answersにて質問した内容からの続きですが、上記の質問した状態でサーボモータがオーバーヒートする原因がサーボモータのトルク不足が原因では無いかと考えております。 そこで知識のある方にお伺いしたいのですが、以下の状態のときにサーボモータのトルク不足の可能性もしくは別の可能性は考えられるでしょうか？ 機械本体に必要な電流値が160Aに対して75Aのブレーカーから電気配線で機械本体に電気供給している状態 理由は機械をフル稼働させる目的では無く、あくまで各軸を試験的に個別で動かすため、サーボモータを個別で1個づつ動かすために必要な電流値は確保できるため。 サーボモータを切り離すとボールねじは軸を手で掴んで回す事が出来ます。 サーボモータとボールねじを接続しサーボモータが通電している状態でボールねじの軸を手で掴んで回そうとすると負荷率が70まで上昇します。 またテパハンドルでサーボモータを回すと止めた時に負荷率が下がらず負荷が掛かっている状態です。 これはテパハンドルで5/100ｍｍ動かす指示を出しているが、実際には4/100ｍｍしか動いておらず残りの1/100ｍｍを動かそうとボールねじを回そうとしているので負荷が掛かり続けている状態だと推測します。 上記の状態でボールねじの軸を手で掴んで進行方向に残りの1/100ｍｍを回そうとすると回って負荷が0～2程に下がります。 以上の状態からサーボモータのトルクが不足しているので、手で回そうとする力を加えると有り得ないくらい負荷率が上昇したり、指示した位置までボールねじを回しきれないのではないかと考えていますが、どうでしょうか？ 何か原因として思い当たる方はいらっしゃいますでしょうか？
- ベストアンサー
- その他（機械加工）
- 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
- サーボモーター オーバーヒート
NC旋盤で垂直方向（Z軸）と水平方向（X軸）に動く機械でファナックのサーボモータにてボールねじを制御している機械なのですが、水平方向（X軸）が停止している状態で電源を入れたままにしているとサーボモータがオーバーヒートの警告が出ます。サーボモータの過負荷率は70～90程なのですが、サーボモーターの接続を切り離して、ボールねじのロックナット部を工具（普通サイズの引っ掛けスパナ）で回すと片手の力で回ります。 また、水平方向（X軸）に動くスライドとボールねじの接続を切り離してボールねじのみの状態（サポートベアリングは両端に組み込まれています。）にしてサーボモータで回すと過負荷率は10～15程度でサーボモータを切り離した状態ですとボールねじの軸を手で掴んで多少の力を掛けると回ります。 この状況下でサーボモータの負荷の原因、オーバーヒート警告が出る原因がわかる方はいらっしゃいますでしょうか？ 原因がわからず非常に困っています。 何かわかる方はご意見いただけないでしょうか？ お願いいたします。
- ベストアンサー
- 開発
- サーボモータの負荷トルクが回転数に比例して増加し…
サーボモータの負荷トルクが回転数に比例して増加してしまいます 正方形の板の四隅にボールねじを固定し、 それら4個のボールねじのナットと、 サーボモータにタイミングプーリを取り付けて、 タイミングベルトをかけ、4個のナットを同時に 回転させる事で、正方形の板を上下させる 昇降テーブルを製作しました。 その昇降テーブルのモータ出力トルクを測定したところ 2000rpmの等速時のトルクが、 計算値＝定格トルクの80％に対して 実測値＝定格トルクの200％となってしまいました。 タイミングベルトの張力を変化させても、 トルクは下がりませんでした。 ナットの回転軸受けと使用している、アンギュラベアリングの 摩擦負荷を測定しても、計算値と変わりありませんでした。 いろいろ調査した結果、モータの出力トルク(等速時）が 回転数に比例している事がわかりました。 500rpm=50% 1000rpm=100% 2000rpm=200% 回転数に比例して増加するトルクについて調査しましたが、 ベルトの引き回し方法（アイドラの径や配置、個数）によって、 変化があるようだ、という事までつきとめたのですが、 どの様に算出するのかわかりません。 したがって、どの程度影響しているのか？ 他の影響は無いのか？ 解らず、困っています。 どなたかご存知の方がおられましたら、回答をお願いします。
- 締切済み
- 機械設計
- サーボモータ速度制御での並列運転時に一方が必ず過負荷に
動かしたいものの左右にサーボモータを取り付けて、同時スタートさせて速度制御させているんですが、どうしても一方が過負荷になるくらいトルクを出して所定の速度で制御するようがんばるのに、もう一方は、自分ががんばらなくても所定の速度が出ているからとトルクをださないんです。ひどい時は逆トルク出したりしています。 双方のモータの情報から得られる位置と速度は正常です。どう調整しても、トルクのアンバランスはうまくいきません。、このような使い方は結構当たり前何だと思うんですが、どのような制御をしたら良いのでしょうか。
- ベストアンサー
- 科学
- ACサーボモーターと歯形ベルト駆動の振動
お世話になります。 回転系機構をACサーボモーター、プーリー、歯形ベルトにて構成しています。 2000rpmを目標回転数としているのですが、動作時に振動が大きく対策を検討しています。 モーターは、メーカーに選定してもらい性能的には余裕があると思います。 モーターのゲイン調整などを行ってみても大幅な改善はありませんでした。 考えられる原因として、架台の強度不足とプーリーのバランス、ベルトからの振動伝達が考えられるのですが、どこから改善していいかわかりません。 このタイプの機構は初めてですが、ベルト駆動だとこんなに振動するのでしょうか。よろしくお願い致します。 【機構構成】 箱型ベース上部にシャフトと軸受けのハウジングをZ軸に設置。 モーターはブラケットに取付し、ベース内の長穴部にY軸方向に固定。 Y軸方向にモーターブラケットを引っ張ることで、ベルトテンションを張る機構です。 ACサーボモーター側：三相200V 750w 軸φ19mm プーリー：φ100mm 歯数32 1対1にて使用 ベルト：幅20mm 歯形ベルト 軸受け側：φ42mm 中空φ32mm 支点側にアンギュラベアリングを背面合わせ ワーク近くには深溝玉軸受 シャフト長325mm
- ベストアンサー
- 機械設計
- サーボモータの負荷率の計算について
最適なモータと減速機の選定をする為、モータトルク、モータ負荷率の計算をしています。 負荷率の計算で分からなくなってしまい、質問させて頂きました。 負荷率の計算式は「定常トルクをモータの定格トルクで割ったもの」と定義されています。 また、サーボモータは、ある回転数からモータ定格トルクが減少していく特性を有しています。 このとき、定格トルクが落ち込む回転数までモータを使用した場合、 計算式で用いる、定格トルクの値が、回転数（時間）によって変わってしまうことになります。 こういった場合、負荷率はどう計算すべきなのでしょうか。 計算式や選定ソフト等、ご教授頂ければ幸いです。 参考までに、 計算モデルとしては、 モータから減速機を介して、ターンテーブルを回転させるモデルです。 ターンテーブルを90度回転させ、一定時間保持後、元の位置に戻る動作を行います。 制御は位置制御を行っています。 当然、モータ、減速機の組み合わせによりますが、 90度回転する動作の加速中に、モータ回転数が定格トルクの落ち込み領域に達するパターンがあります。 定格トルクが落ち込む回転数まで使用しない場合の、負荷率の計算は理解しております。
- 締切済み
- 科学
- 複数本でのボールねじ駆動
ボールねじとサーボモータを使用した加圧プレスを製作検討しております。 荷重は５０KN、繰返し精度は±２０μmです。 直動メーカーにボールねじの検討を依頼したところ、ねじ径が４０～５０mmくらいになると言われました。 出来るだけコンパクトにしたかったので、ボールねじを2本使用すれば、サイズを小さくできると考えました。 1台のモータでタイミングベルトを介して駆動させるのですが、 2本のねじナットに均等に荷重をかけなければなりません。 そこで質問です。 ・均等に動かすには、ベルトをどのように掛ければよいでしょうか。 ・同じ荷重であることを確認、調整するにはどうすればよいでしょうか。 また、他に良い方法があれば教えて下さい。 宜しく御願いします。
- 締切済み
- 機械設計
お礼
早速のご回答ありがとうございます。 情報が少なくて申し訳ありません。 こちらには図面がありません。 とりあえず、こちらで簡単にできそうなプーリを変えるとか、 ベルトを変えるとかやってみたいと思いました。 詳しい設計の見直しは、本来、装置メーカにクレームを付けるべきですが、 海外の装置メーカーでレスポンスもすぐには期待できません。 小職は詳しい機械設計は知りません。 他の装置と比べ、プーリの材質が違うとか、ベルトの幅が大きい、軸間距離が短いといった違いがあるのはわかりますが、その違いがどのように影響するか、わからないので、質問させていただきました。 ベルトの幅、軸間距離に対しても変更したときに、一般的な影響を教えていただければ助かります。 よろしくお願いいたします。