サーボモータ　トルク不足　原因

Question

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？

Accepted Answer

回答１です

＞4つのサーボモーター全てが、動作時に負荷率が50～80程度に上がります。

所謂、加速トルクでしょう
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/qa/detail/0391/?msclkid=37044b6bd14011eca9a42ef23e592c53

よくサーボモータで３００％トルクとか言いますが
所謂、加速時の瞬時トルクです　＜過負荷ではない
加速完了して定速になるとトルクはゼロ付近にまで下がる

https://www.orientalmotor.co.jp/tech/reference/sizing_motor04/
加速トルクTa［N・m］の計算式

軽負荷ならサーボモータは停止状態から０．５秒くらいで最高速まで加速可能
モータ軸に何も付いてなくて完全無負荷でも０．１秒以下で最高速まで加速すると
トルクは３００％近く出る
無負荷でもモータ自身の慣性が負荷
https://orientalmotor.co.jp/tech/webseminar/st_sizing_5_2/?msclkid=f89486d3d14211ec8cf62fa2d378a661
イナーシャ比
モータ自身のイナーシャと負荷イナーシャの比率

御社のNC工作機械は本件の１台のみでしょうか？
正常な他の機械の加速トルクを計測してみては？
手パとかG00早送りでなくG01で切削無し主軸空振りで

Answer

サーボモーターは
フレミングの左手の法則
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%81%AE%E5%B7%A6%E6%89%8B%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

を使ってます

トルクは
巻き数と磁界は不変ですので　電流値で決まります

過電流をモーターに流し続けると焼けちゃうので
制御装置が電流値を絞ってます
したがって　仕様トルク以上は出ないで脱調します

サーボの場合脱調したら　エラーを出すか
調節しようとします　調節しきれない場合　エラーを出す

>>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

ということは起きません
最終的にエラーが出ます

ステッピングの場合　電流値が低いと　速度やトルクに影響しますが
サーボの場合回転角をモニターしているため
低い場合もエラーが発生します.

>>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

サーボオン時の動作としては静止させようと　電流値を上げてるせいで正常な動きです

サーボオフ　ブレーキオン(ブレーキはノーマルクローズなので電機は流れていない)
場合は　電気は流れず過負荷にはなりません　
車のエンジンを切ってブレーキ踏んでる状態

サーボオン　ブレーキオンで　サーボを動かした場合
電流値は異常にあがり　過負荷でエラーが出ます
ソフト上できるが　メーカーは推奨していない状態で　サーボが壊れる
車のエンジンがかかってる状態で
アクセルを踏み　同時にブレーキを踏んでる状態

Answer

一番先に確認しなければならない事

モータ単体でJOG運転してみる　
（ボールねじからカップリングを外したダケの状態）
正逆転両方向で出来れば全速

所謂、無負荷運転

＞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

恐らく、テパで回らないならJOGでも回らないであろう

トルク不足って言うのは１００Nm出るはずが５０Nmしか出ないとかの場合を謂う

１００Ｎｍ出るハズが１Ｎｍしか出ないのはトルク不足とは言わない
モータ動力線の断線か？巻線の断線か？ドライバのＩＧＢＴ破損か？（出力トランジスタ）

サーボモータのトルク不足の原因とは？