サーボモータ制御(MELSEC編)

サーボモータ制御(MELSEC編)
Servo motor control(MELSEC)

弊社は主に装置メーカー様に対しソフト、電装部（制御盤、配線）の設計納入を行っております。
故に何か形として表現する事が難しい為、我々の業務内容を知って頂く為にもデモ機の制作を行いました。

今回は三菱電機IQ-RシリーズシンプルモーションユニットRD77MS4とサーボモータHG-KR13 4台を使用したデモ機とります。
位置決め制御、速度制御、同期制御を紹介いたします。

【レポート内容】

サーボ機構とは
サーボモータの特徴
モータ制御の役割
デモ動画

#モーション

#サーボモータ

#三菱電機

【サーボ機構とは】

jisではサーボ機構の事を【変化する目標値に追従させるフィードバック制御系】と記載されております。

目標位置に対し現在位置が同じ(偏差0)となるようにフィードバック制御を行います。

サーボ機構はメカとエレキによって構成されます。

メカ部分はサーボモータ、アクチュエータ等があり、エレキ部分はコントローラ(PLC)、ドライバ等があります。

指令信号

電力

位置信号

可動部

コントローラ(PLC)

ドライバ

サーボモータ、アクチュエータ

パルス信号を出力し、動作指令を行います。

指令に追従するように、

電力調整を行いモータを制御します。

モータのエネルギーをボールねじ等に伝え、機械を可動させます。

【サーボモータの特徴】

今回使用したサーボモータは同期モータとエンコーダが一体になった機器を使用しています。
同期モータは回転子に永久磁石が取り付けられており、誘導モータの様な滑りが発生せず、同期速度で制御する事が可能です。
エンコーダとは、モーターの回転速度と位置を検出するためのセンサです。
回転ガラス円板に位置検出のパターンがありフォトセンサで検出を行います。
エンコーダからの信号を検出しながら目標位置に対し現在位置が同じ(偏差0)となるようにフィードバック制御を行います。

誘導モータをインバータで制御した場合に比べ、サーボモータは以下の特徴があります。

速度制御範囲が広い
トルク特性が高速、低速共に一定
最大トルクが大きい

【モータ制御の役割】

どこで使われているの？

スマホ、自動車、食品等の工場で使用されています。
例えばスマホに小さな部品を取付ける機械、自動車の部品を大きな力で曲げる機械、人が作るようにお菓子を作る機械、いろいろな機械に使用されています。

なんのために必要なの？

機械を自動で動かす為に必要な技術です。
人の代わりに機械が仕事をする事で人手不足の解消、製品の品質が安定します。
また危険な場所でも機械であれば作業をする事ができます。

どうやって動いているの？

モータが回転する力(動力）をアクチュエータに伝える事で、機械が速く動いたり、ゆっくり動いたり、前に動いたり、後ろに動いたり,様々な動きをコントロールする事ができます。

【デモ動画】

私個人の意見ですが、サーボモータの制御は制御設計の中でも花形の業務と思っております。

一回でうまくいきませんが、機械が理想通りに動いたときの達成感は何ともいえません。

私たちの仕事は機械が安全で正確に動く様に電気の設計やプログラミングを行い機械に命を吹き込みます。