カム駆動のモーター選定の仕方について

Question

今回初めてカム駆動で上下させる設計をします。

上下させたい重さは1kgです。

ステッピングモーター、インダクションモーターから選定をしたいと考えています。

単純に重さに耐えられるトルクが算出できればいいのでしょうか？

ステッピング、インダクションにしたい理由はインダクションはステッピングに比べ振動が非常に少ないことです。
ステッピングでは、最悪速度制御ができるので。。。という思惑があります。

どちらにも対応できるような設計を進めていきたいと考えます。

よろしくお願いいたします。

Accepted Answer

＞ どちらにも対応できるような設計を進めていきたいと考えます。
Excellentです。

小生なら、試作兼1号機はステッピングモータを使用して、カム特性に問題が出た場合、
スピード調整(スロー)にして、確認をします。
そして、調整確認が終わったら、インダクションモータに組み換えしゅっかします。
そして、２号機以降はインダクションモータで出荷します。

＞ 単純に重さに耐えられるトルクが算出できればいいのでしょうか？
そうですね。
詳細に言えば接触角換算の力×半径(接触点～中心点の距離)です。
この森も、用語検索できますから、“カム”で用語検索し、もっと詳細内容を確認
下さい。

Answer

＞ 時間とお金がないので、試作などはできないのがネックです…
お客様に納品する、貴殿の会社等で使用する、何れにしても設備の妥当性確認(性能確認)
はすると思うのですが。
その時、問題が発生した場合には、カム特性の確認は速度を落として行なうので…と考え、
併用できるようにするが小生の考えです。

Answer

>単純に重さに耐えられるトルクが算出できればいいのでしょうか？
問題はカムシャフト回転速度
１回転する時間が概ね数秒以上の極低速ならそれでもＯＫ
１回転する時間が概ね１秒以下なら加速トルク計算が必要

トルク＝定常トルク＋加速トルク

定常トルク＝負荷重量とカム曲線の関数
加速トルク＝負荷イナーシャ＊加速度

概ね１秒未満では加速トルクが定常トルクより大きくなる

>ステッピングでは、最悪速度制御ができるので。。。という思惑があります。
ステッピングではカムシャフト回転数で１０００ｒｐｍ以上の高速は恐らく無理
インダクションでは３６００ｒｐｍ程度までは可能　
モータ容量次第ですが一般的にステッピングで高速駆動は困難
インダクションでもスピコンモータなら回転速度は可変できます

また、
カム回転速度が１００ｒｐｍ程度であったとして
カムシャフト１回転で停止させるのか（つまり間欠駆動させるのか）？
それともカムシャフトは一定速度で連続回転させるのか？

カムシャフトを１回転で停止させるならインダクションでは無理
任意の回転角度で停止させる必要がある場合もインダクションでは無理
（低速でなら可能）

コストパフォーマンスの問題ですが
安い順に並べてみました（異論もあるとは思いますが）

速度可変モータ
http://www.orientalmotor.co.jp/products/ac/index.html
低速かつ低精度停止もしくは高速かつ連続回転なら
可変速モータ

ブラシレスＤＣモータ（可変速モータ）
http://www.orientalmotor.co.jp/products/bl/index.html
インダクションモータより高精度で高速回転から停止可能
ブラシレスＤＣはほぼ中間の性能で価格帯も中間

ステッピングモータ
http://www.orientalmotor.co.jp/products/st/index.html
ステッピングモータは低速高精度

サーボモータ
http://www.orientalmotor.co.jp/products/sv/index.html
高速かつ高精度停止なら悩むことなくサーボモータ

選定計算（モーター）
http://www.orientalmotor.co.jp/knowledge/technical/index.html
負荷イナーシャ及び加速トルクの計算式はここにあります

カム駆動のモーター選定方法