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機械設計歴20年以上のtsurfと言います。
今回は以下に関する記事です。
脱調レスステッピングモーター
とその位置決め
⇩本記事は機械設計初心者の方で以下の方にオススメです⇩
未経験機械設計者
脱調レスｽﾃｯﾋﾟﾝｸﾞﾓｰﾀｰ
って何？
⇩本記事を読むと以下が わかります⇩
脱調レスｽﾃｯﾋﾟﾝｸﾞﾓｰﾀｰ
とは
ｽﾃｯﾋﾟﾝｸﾞﾓｰﾀｰに
ﾛｰﾀﾘｰｴﾝｺｰﾀﾞｰを搭載して
脱調をしないように
したものです。
①脱調レスステッピングモーターの概要
－脱調レスステッピングモーターとはー
ステッピングモーターにエンコーダーを
搭載して脱調しないようにしたものです。
本来であればステッピングモーターは
オープンループ制御といい
エンコーダーなしでも精密な位置決めができます。
それは、ステッピングモーターは
１受信パルスに対して１ステップ角回転して
止まるモーターだからです。
つまり、送信パルスと動作角度が完全に同期
しているんですね。
サーボモーターの分解能に比較して
ステッピングモーターの分解能は粗いですが
（通常はｽﾃｯﾋﾟﾝｸﾞの分解能で十分なことも多い）
－低速運用であれば―
ステッピングモーターは
本体の安さも相まって、メリットだらけで
使わない理由がないように思えます。
ですが、脱調が心配になりますよね？
その弱点をなくしたのが
エンコーダーを搭載したステッピングモーター
脱調レスステッピングモーターです。
②ステッピングモーターの脱調とは
脱調とは
何かの原因で過剰の負荷などを受けた場合に
現在いるはずの位置から外れることです。
サーボの場合 エンコーダーを搭載しているので
現在いるはずの位置から外れても
どのくらい外れているのかを把握できます。
従って、少しの位置外れであれば復帰でき
過剰に外れた場合エラーで止まりますが
その後の復帰も問題ありません。
ですがステッピングモーターの場合
エンコーダーを搭載していないので
現在値がズレたとしたら位置がわからなくなります。
これを脱調と言います。
③脱調レスステッピングモーター
このステッピングモーターの弱点を失くして
ｴﾝｺｰﾀﾞｰを取り付けて脱調を防ぐようにしたのが
脱調ﾚｽ ステッピングモーター
となります。
低速運用においては
小型、安価の割に高トルクという３拍子揃った
ものとなります。
デメリットとしては、サーボと違い
電流値制御によるトルク制御ができないため
- 省電力ができない
- モーター本体が熱くなりやすい
ということくらいでしょうか。
例えばオリエンタルモーター製の
アルファステップなどですね。
④脱調レス ステッピングモーターの動作
脱調レス ステッピングモーターの動作ですが
例えば
ｵﾘｴﾝﾀﾙモーター製の脱調レス ステッピングモーター
アルファステップの場合
－通常運転では、－
ステッピングモーターの同期運転により
フィードバック制御なしで
- 速度制御
- 位置決め
を行っています。
脱調レスステッピングモーターでは
その際に実はエンコーダーで監視はしています。
位置ずれを起こさない限りは
フィードバック制御をしていません。
－位置ずれを起こした際－
エンコーダーにより位置ずれを検知した際に
脱調レスステッピングモーターは
フィードバック制御（オープンループ制御）
を行っています。
と言っても
位置ずれの分だけ追加パルスを送るだけです。
つまり、脱調レスステッピングモーターは
エンコーダーを搭載しても
サーボモーターほどの複雑な制御はしていない
ということです。
⑤まとめ
脱調レスステッピングモーターは
従来のステッピングモーターに
エンコーダーを搭載したことにより
低速運用の駆動系において
採用しやすくなっているモーターです。
それでいてサーボモーターよりも安いので
低速運用で検討しない理由はない
モーターですね。
本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございました。
