サーボモータについて教えて下さい

>>動作は３秒ごとに左右に移動する間欠動作
とあるので
ことは簡単ではありません

加速度も考えないと



まず単純にリードをあげるだけでは難しいと思います
（モーターが加速度に持たない）

では、モーターの定格回転数を　上げる　だけ　も難しい
現状-2000rpmから2000rpm　を3秒で　変えているのを
-3000から3000　を　1.5秒　は　難しくなる


搬送物の質量　移動距離　タクト秒　を求め　最大加速度　を出し
慣性モーメントを検討しないと

単純にあげただけでは　脱調します


たぶん現状もので限界ぎりぎりだと思う　（安全率分上げられると思うが）


リニアサーボ　とかの検討が　必要だと思います
http://www.iai-robot.co.jp/product/lsa/index.html



多分私なら現状の条件でこっちを選んでると思う
3秒の正逆転は　結構サーボの限界近くだと思う

サーボー　＆　ボールねじ方式の限界は　ざっくり１Ｇ　いかだと思う
山荘物の質量が軽ければ

（5kgf以下なら　前検討したのがこのくらい　で　サーボ　＋　ボールで　ぶん回した　Z軸は　重力　を　忘れていたので　見事に脱調したが　orz）


リード　モーター　で　ぶん回せるかもしれないが

どこから説明すればいいのか
サーボを普通のモータだと思って選定知るとはまります


特にタクト秒が短い場合

モータが0から2000rpm（MAXを2000とした場合）まで上がる時間は一瞬ではありません（忘れがちですが）

移動時間は
加速時間　＋　一定速時間　＋　減速時間　＝　３秒です


加速減速時間を　0.5秒（大体現実的な値　遅ければ遅いほうが有利　なのは跡で説明）とすると

加速時間　0.5　＋　一定速時間　2.0　＋　減速時間　0.5　＝　３秒です


もちろん回転数をあがれば　0.5　秒が　1秒になるかもしれない　となると
一定速時間のが0秒になり　結局最大速度を上げなくならなければならなくなります
↑
加速時のほうが理解しやすいけど減速時も同じです



物理法則　車は急には止まりません
搬送物の質量は決まっていると思います
（重量ではなくあくまでも質量です）

移動距離も決まっていると思います
そこから最大速度を　導き出します

最大速度　/　0.5　秒　＝　減速度が　　でます

１G＝　重力加速度 = 9.80665 m / s2
なので　もし　3G　とか　かかると　
質量100kg（fはつかない）　だとすれば　移動方向に　300kgf（fがつく）力で持っていかれます　（車は急に止まれないので　サーボが無理やりまわされそうになる）
その力が　サーボの定格トルク（だったか？）を超えると脱調します
↑
減速のほうがわかりやすいと思いますが　加速時もおなじ
加速時間が大きくなれば　加速度は小さくなるので　かかるG　は少なくなる

この辺がわからない場合は　慣性の法則をおさらいしてください
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/3-3-0-0/3-3-1-2unndouhouteisiki.html



タクト秒が短いと加減速時間がかかるので　この辺の話が出てくる
（時間が長いと　無視されているんですけどね　現場で対応）

リニアサーボの場合　この辺がすべてメーカ側で保障されているので
こっちを選んだほうが　簡単
（もちろん高いけどね）

http://www.iai-robot.co.jp/product/lsa/index.html
のばあい
最大可搬120kg、最長4.15mの搬送が可能
最大3Gの高加速度と2.5m/sの最高速度によりサイクルタイムの大幅短縮が可能
災害加速度も出てるので移動距離とタクト秒に収まるかどうか検討すればいい

↑
このスペックは　サーボ　＋　ボール　では出せない←検討してないけど　話にならないほどでかいサーボなら可能かもしれない


もし収まらなければ　現状の科学レベルでは無理なので断りましょう


>>サーボモータでの3秒の正逆転動作は限界に近いのでしょうか？

反対に動いているものを　停止させ　加速　させ　停止　また加速なので
加速減速時間を0.5秒と見積もると
減速時間　＋停止時間　＋　加速時間　＋　一定速時間　＋　減速時間　＋停止時間　＋　加速時間　一定速時間　＝　3秒　ワンサイクル

減速時間　*　2　＋　加速時間　*　2　+　停止時間　*　2　＋　一定速時間　*2　＝　3秒


減速時間0.5　＋　加速時間0.5　+　停止時間0？　＋　一定速時間0.5　＝　1.5秒

停止時間がないので　結構シビアです


加速減速時間は（最小値が決まっていてそれを超えると脱調する）
サーボの回転数を上げても（同じ出力のものなら）　減速度は変わらないということは加減速時間が延びるのであまり効果はない
回転数2倍にしてすると　加減速時間は　加速度は変わらないので
加減速時間は2倍になり　

減速時間1.0　＋　加速時間1.0　+　停止時間0？　＋　一定速時間0.5　＝　1.5秒　･･･あれ？

っとなる


サーボの出力を2倍にしても　加速減速時間は2倍にはならない
（物理の壁があるので　うろ覚えだが4倍　とかにすると　半分になったはず）
すると、なんだかごついものになる


加減速時間＝0.5　秒は経験から（ピタ　ってとまる　感じ　1秒だと　ねちょ　って止まる感じ）　もちろんこれ以上早くもできるだろうが　脱調の危険性が高まる　なんとなく安全な値


ちなみに３G　だと　ごん　って感じで止まる
もちろんアンカーとか打ち込んで架台がどっしりしていないと　架台ごと持っていかれるよ



長文ですが

最後に
ちなみに私がよく言う
いやああ、作れるんだけど、引くよ　っていう意味
実際に２台作って　結局　引かれたよ
質量が軽ければ　何とでもなるんだけどね

誤記　最大速度　/　0.5　秒　＝　減速度が　　でます
訂正　最大速度　/　0.5　秒　＝　加速度（減速度）が　　でます

負の加速度です

お礼

2010/04/10 08:40

ご回答ありがとうございました。
加速度も考えないけないんですね。
リードとモーターの定格回転数を上げるだけは難しいですか。
慣性モーメントを検討しないと脱調してしまいますか・・・
すいませんが、検討していく順序としては
?搬送物の質量
?移動距離
?タクト秒
?最大加速度
?慣性モーメント
でしょうか？

安全率？

リニアサーボの選定方法ってポイントはありますか？
サーボモータでの3秒の正逆転動作は限界に近いのでしょうか？

申し訳ありませんが教えてください。

御回答ありがとうございました。
すごい知識ですね。大変勉強になりました。
単純に早くしたいと言っても簡単には出来ませんね。
難しいですね。
色々と見直して検討しなとダメですね。
やはり移動ワークの質量が軽い方がいいと。
色々と教えていただきましてありがとうございます。
又何かありましたら教えて下さい。
まだまだ未熟者ですが、頑張ってみます。
出来れば設計を御願いしたいくらいです・・・

質問者

他の回答者さんと重複しますが、現在使用のサーボモータの定格回転数は、2000r/m(rpm)で
しょうか？
定格回転数以下で使用している場合は、定格回転数まで回転数が上げれます。
また、サーボモータは3000r/mが定格の物がありますから、それに切り替えてもスピード
アップは可能です。
ですが、サーボモータの使用回転数を上げる ＝ ボールねじの回転数を上げる　となり、
ボールねじの回転数があがれば、ボールねじの危険回転数確認を行なって、現状のボール
ねじがそのまま使用できるか、又は径のサイズアップや取付仕様変更をする必要があるかの
判断をする必要があります。
当然の事ですが、スピードアップすると今一度サーボモータ容量計算をして、モータが適正
かの確認も必要です。
（サーボモータメーカーのWebに、計算式があるのでそれを活用して下さい）

サーボモータをそのままで、ねじのリードを大きくする手法のスピードアップもあります。
これも、前述の（モータ回転数をあげる）ようなチェックポイントでの確認が必要となります。

そして、両方を検討し、電気の機器や工数も含めたトータルコスト比較をして安価な方を
採用するように検討されてみては如何でしょうか。

パナソニック製のサーボモータは、以下のURLから『サーボモータ容量選定ソフト』を
選択して、使用して下さい。（多分一度、登録しないといけないかな？）
使用方法にミスがあるといけませんから、現在の仕様で一度入力し、MDMA402D1Dが選定できる
かを先ず確認下さい。
（MDMA402D1Dより一つ又は二つ小さいモータが選定される場合は、それがその装置での
サーボモータ容量の安全率です）
そして、新しい仕様で計算して、前述のような安全率があれば、それに準じたモータ容量
アップの選択をすると良いでしょう。

また、ボールねじに関しては、ＴＨＫさん等のカタログと技術資料を取り寄せ、それに沿った
選定を行ない
これも面倒ですが、上述の如く新旧仕様での確認をした方が良いでしょう。

最初は、みんな時間が掛かり不安です。頑張ってみて下さい。

お礼

2010/04/09 17:14

御回答ありがとうございました。
サーボモータ容量計算をして、モータが適正かの確認を致します。
たしかにトータルコストを比較検討が必要ですね。
アドバイスどうもありがとうございました。
ちなみに使用しているサーボモータはパナソニック製のＭＤＭＡ４０２Ｄ１Ｄです。

御回答ありがとうございました。
パナソニックの『サーボモータ容量選定ソフト』で一度確認してみます。
ボールネジもＴＨＫさんに確認してみます。
難しいですが、検討してみます。
また何かありました教えて下さい。
どうもすいませんでした。

質問者

例えば三菱電機の場合
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/lineup/motor/hf-sp.html
定格回転数１０００、２０００ｒｐｍ
http://wwwf2.mitsubishielectric.co.jp/melfansweb/servo/lineup/motor/hc-rp.html
定格回転数３０００ｒｐｍ
と、３種類あります
例えば現状モータが１０００ｒｐｍのタイプなら２０００ｒｐｍに変えるだけで
２倍の速度に上げる事は可能です
但し、トルクは概ね半分になりますので可搬重量は半分になります

可搬重量は変えずに速度もアップするなら当然の如くモータ容量も上げねばなりません
また、機械フレームの剛性も不足する場合も多い
最高速でぶんまわすとフレームがぐにゃぐにゃ．．．．．
よーするに機械フレームからそっくり作り替え

機械フレーム剛性に２倍の安全率があればそのままでも良いでしょうけれど
そうすると安全率は無くなる
その他プーリ、ギア、ベアリング等、そしてボールネジの安全率も

お礼

2010/04/09 17:18

御回答ありがとうございます。
速度が上がっても、トルクが下がり可搬重量が低くなるという事ですから
十分に検討してみます。
やっぱり重量物を速度を上げて動かすには機械のフレームも剛性アップが必要になるのでしょうかね。
あと安全率も考えないといけませんよね。
アドバイスどうもすいませんでした。

質問者

「指令値を上げる」じゃ駄目。
サーボモーターは速度指令値を入力するので他をどんなに改良しても速度が上がる事はありえません。
高い指令値を入力、設定出来るユニットに交換するしかありません。
既設の機械なら最大出力を考慮してネジのリード等決められているのでそれが限界のはずですから。

お礼

2010/04/09 17:21

御回答ありがとうございました。
そこで又教えてください。
高い指令値を入力、設定出来るユニットに交換する
とはモータ、ボールネジ他の構成品を交換すると言う事でしょうか？
初心者的ないいまわしで申し訳ありませんが、教えて下さい。

質問者