モータ制御技術とカム技術のコラボレーションによるFA用ハイブリッド·モーションコントロール

摘要

サーボ，ステッピング，ダイレクトドライブなどに代表される位置·速度制御の可能なモータは，性能と機能の向上によって，ロボット，X-Yステージなどの代表的な用途だけでなく，その他多くの一般設備機械向け用途でも広く利用されている。これら制御可能なモータの最大の特徴は言うまでもなく，任意の位置で止まる，任意の速度で回すという動作自由度（フレキシビリティ）を持っことである。また，上位コントローラやPCとの連携による拡張性の広さや，それ自身が駆動源としてパワーを発生させるため，他から駆動力を入力する必要がなく，設置レイアウトの自由度が比較的高いことなども大きな特徴として挙げられる（図1）。 一方，問題点として，制御用モータを使用する際には，高速動作時のオーバーシュートや残留振動に対して注意が必要で，特に装置剛性が十分に高くない系での高速位置決めはゲイン調整が非常に難しく，振動してしまったり，指令値に追従できなくなったりしやすいことが知られている。一般的にモータ出力部から慣性負荷まで距離があったり，タイミングベルトなどの伝達要素が出力部に取り付いたりするとモータ周りの装置剛性が低くなりやすく，装置の高速化の妨げになる場合が多い。制御可能なモータの中で，ステッピングモータはオープンループ制御を用いるため，ゲイン調整の必要がなく，装置剛性による影響が少ないという特徴を持つが，逆に過負荷やオーバースピードによって脱調すると，正常な位置決めができなくなるという問題があう。