極めて 信頼 できる ステップ モーター: 運動 制御 に 関する 強力 な 力 と 精度 を 発揮 する
ステップモーターは サーボモーターと比較して 低評価されていますが 信頼性が同等です正確な位置付けと速度制御を可能にする低速で高いトルクと最小の振動で,短距離,迅速な位置付けアプリケーションで優れている.
ステップ モーター: 原則,種類,応用 に 関する 完全な ガイド
これはステップモーターについて議論する際によくある誤解です 実際には,ステップモーターは先進的な工業機器から日常的な自動機器まで精密駆動システムにとってトップの選択肢である理由をこの記事で説明します
ステップモーターを無視する人もいますが,高精度制御における役割は,あらゆる産業において重要なものです.彼らは工場自動化 (FA),半導体/FPD/太陽光パネル製造機器,医療機器分析機器,精密ステージ,金融システム,食品包装機,カメラアパルチャー調整さえも,精密度が非常に高い環境での汎用性を証明しています.
なぜステップモーターを使うの?
使いやすい: 34%
安い: 17%
単純な操作:16%
調整は必要ない: 12%
その他: 21%
回答者数: 258 (複数回答可能) / オリエンタル・モーターによって調査
主要 な 利点:使いやすい,操作 が 簡単,低コスト
ステップモーターの利用者に対する調査によると,多くの方が ユーザーフレンドリー,操作が簡単,低コストで 構造やシステム設計に直接結びついている 利点が優れているという.ステップモーターのシンプルな機械と構成は,自然にこれらの利点を説明しかし,一部の読者は,それらの正確性とトルク性能に疑問を抱くかもしれません.そのような疑問は,サーボのような他の制御モーターとの直接的な比較によって最もよく解決されます.ステップモーターの特徴を理解し,操作ニーズに合わせて機器のコストを効果的に削減することができます.以下では,それらの主要な特徴と技術的な洞察を分解します:
高速低速/中速性能で高い停止精度
ステップモーターは例外的な停止精度を提供し,正確なオープンループ制御を可能にします.例えば,RKIIシリーズでは,回転テーブルを配置するときに ±0.05°の停止精度 (負荷なし) を達成します.累積的なステップエラーがない制御装置は,高精度で一貫した位置付けを保証します.エンコーダーのない設計により,駆動システムは簡素化され,信頼性を維持しながらコストを削減します.
例えば,ステップモーターの停止精度 ±0.05° をボールスクリューメカニズムに変換する時:
操作条件:
• モーター:RKIIシリーズ
• ボールスクリューのリード: 10mm
停止精度: ±1.4μm
一般的に,グラウンドボールスクロールタイプの精度は ±10μmである. ロールボールスクロールタイプを使用する場合,その精度は ±20μmに低下する.ステップモーターの停止精度は,ボールスクリュー型よりもはるかに高いことを示す.
ステップモーターは,低速/中速トルクで優れている. サーボモーターとは重要な違いである. サーボモーターは,中速から高速で一貫したトルクを提供し,長時間,高回転タスクに適しています.,ステップモーターは,平らでないトルク曲線を備えています.低速/中速でのピークトルクは,高速で大幅に低下します.これは,短ストークアプリケーション (例えば,限られた回転) に理想的です.提供している:
簡単に言うと ステップパーは トークを最適化します 最も重要な場所です 短距離,精密駆動アプリケーションにとって重要な低速/中速範囲です
ステップモーターの3つ目の顕著な特徴は,応答性である.モーターに片方向のコマンドを送信するオープンループ制御により,ステップモーターはコマンド信号と高度に同期することができる.反対にサーボモーターは,エンコーダーフィードバックに依存し,しばしばコマンドの遅延を引き起こす.しかし,ステップモーターは,受信パルスでリアルタイムで動作し,遅延を最小限に抑え,迅速な応答を保証する.
これは,ステップモーターを複数のモーターの同期を必要とするアプリケーションに理想的にする.例えば,それぞれ別のモーターで駆動される2つのコンベアヤーを持つボード転送システムでは,ステップモーターは動きを正確に調整できます輸送機間のシームレスなボード転送を保証します.
例: 85 mm のモーターフレームのトルクは, 1000 r/min の 400 W のサーボモーターのノーマルトルクに相当する.
低速帯でのトルクは5倍にも上る.短距離位置付けでは,低速帯/中速帯での高いトルクを持つことが不可欠である.
ステップモーターは,頻繁に起動し停止するインチングアプリケーション以外は,振動が嫌いな画像チェックプロセッサの位置付けに適しています.サーボモーターで調節するのが難しいカムドライブさらに,ボールスクリュー駆動をベルト駆動に置き換えることでコストが大幅に削減されます.
コスト削減に加えて,ステップモーターは,性能の観点から多くの利点があります.以下のグラフは,典型的なサーボワット範囲のRKIIシリーズ例の変換トルクを示しています..さらに,ステップモーターに関する詳細な情報,例えば基本構造,システム,および例アプリケーションは,ステップモーターに関する詳細な情報のために紹介されています.
ステップモーターは時計の秒針のように 固定したステップ角度で回転します高精度なポジショニングは,モーター内の機械構造のおかげで,オープンループ制御で実行することができます.
スチープモーターのシンプルな構造は,モーター内のエンコーダーなどの電気部品を使用せずに達成されます.ステップモーターは非常に頑丈で,非常に少ない失敗で高い信頼性を持っています停止精度については, ±0.05° (累積的なピッチエラーなし) が非常に正確です.ステップモーターのポジショニングは,オープンループ制御によって実行され,磁気ステータと小さな歯を持つ磁気ローターによって操作されているためステップモーターは,サーボモーターよりもコマンドへのフォローアップメカニズムが高い.また,ステップモーターを停止するときに狩猟は起こらない.彼らはベルトドライブでも優れた.低硬さがある.
パルス発電機を通じてドライバーにパルスが入力されるとき,ステップモーターは入力パルス数のに応じて位置付けられる. 5相ステップモーターの基本ステップ角度は0.72°と1.2相ステップモーターでは8°ステップモーターの回転速度は,運転手に与えられたパルス周波数 (Hz) の速さによって決定されます.ドライバーに入力パルスまたは周波数の数を変更することで,自由にモーターの回転を変更することができますステップモーターは位置制御モーターだけでなく,高度な同期性を持つ速度制御モーターとしても機能します.
• 固定 ステップ 角度 の 高 頻度 の 繰り返し 位置 付け
• 幅調整等により停滞時間が長くなる位置付け
• 荷重 の 変動 と 硬さ の 変化
• 1 サイクルを分割する位置付け
• 同期 動作 を 要求 する モーター シャフト
コマンドパルス数と速度と同期しながら正確な位置付けと位置制御を行うことが可能であるため,センサーなどのデバイスは必要ありません.位置付け用. したがって,システム全体が簡単に構築できます. インターポレーション操作などの高度な制御が不要である場合は,組み込みコントローラ機能型ドライバーが推奨されます.コストは制御者を排除することで削減されますパルス発電機とPLC位置位置制御モジュールなど
オープン・ループ制御によって 高精度な位置決定が可能ですが 問題が発生した場合 どうなるでしょう?エンコーダータイプまたは内蔵センサー・スローループ制御型モーター (ARシリーズ) が使用可能.
設計技術者の間で一般的な問題はコスト削減です. 本当にコストをさらに削減する方法はないですか? 仕様を向上させることでコスト削減テストを見つけます.ボールスクリューメカニズムに基づいて行われました試験の詳細については以下のとおりです.
1速度をさらに上げる
2費用をさらに削減する
[当初計画された機器の条件] メカニズム:ボールスクロール + サーボモーター 負荷,速度,リードなどの条件,右に示されています.ボールスクリューと鋼板で固定されたサーボモーターに基づいて決定される..
メカニズムをベルトポリーに変更する
速度を増やそうとする場合のボールスクリュー => ベルトメカニズムはより適している可能性があります => ベルトメカニズムは1000mm/secから1500mm/secまで可能です.位置付け精度に問題がない場合,ベルトに変更ベルトは安価ですが,低硬度は自動調節でもサーボモーターの動作の安定性に影響を及ぼす可能性があります.
1ストップの精度とベルトの違い ストップの精度がどれくらい必要ですか?
2. 低硬さの影響... 安定時間への影響,チューニングの問題を避ける
ベルトに変更しても問題ありません. => 適用に必要な停止精度は ±0.05 ~ 0.1mmで,スクリューの精度ほど正確ではありません.だからベルトで交換しても大丈夫です
• ベルトに切り替えると,メカニズムの硬度は低下し,したがってサーボモーターの動きは不安定になります. => ポジショニングモーターの中で,ステップモーターには組み込みエンコーダがありません.この理由から動力は変動する負荷に関係なく安定している.出力は同じである場合,ステップモーターを検討する.
メカニズム:ベルトポリー + モーター:ステップモーターで試してください
1ストップの精度とベルトの違い ストップの精度がどれくらい必要ですか?
2. 低硬さの影響... 安定時間への影響,チューニングの問題を避ける
ベルトに変更しても問題ありません. => 適用に必要な停止精度は ±0.05 ~ 0.1mmで,スクリューの精度ほど正確ではありません.だからベルトで交換しても大丈夫です
• ベルトに切り替えると,メカニズムの硬度は低下し,したがってサーボモーターの動きは不安定になります. => ポジショニングモーターの中で,ステップモーターには組み込みエンコーダがありません.この理由から動力は変動する負荷に関係なく安定している.出力は同じである場合,ステップモーターを検討する.
メカニズム:ベルトポリー + モーター:ステップモーターで試してください
移動速度=800mm/sに改善されたモーター=ステップモーターからサーボモーターに切り替えることで,コストを50%削減!メカニズム => ボールスクリューからベルトメカニズムに切り替える7%削減しました!
費用 の 削減 に 十分な 余地 が あり まし た
メカニズムのゼロベースレビューや 特徴に基づくモーター選択をすることで 仕様を高め コストを削減することができました自動車のサイズが少し大きくなったときでさえ過去に,モーターの選択は,使用しやすさまたは慣性に基づいて行われました.この練習の後,サーボモーターとステップモーターの操作の違いが明らかになりました.ステップモーターが予想以上に安価だったのは驚くべきことでしたこの方法を使用する他の装置のコスト削減に余地がある必要があります.この演習は,モーター仕様とコストのバランスのとれた選択が,運動特性を最大化させるのが鍵です.
停止精度が高いモーターを探しています.ステップモーターとサーボモーターの違いはどれくらいですか?
仮説:NXシリーズ交流伺動モーターは20ビットエンコーダーで装備されており,細かい解像度と良い停止精度を持つべきである.
まず,解像度と停止精度の違いを明確にする必要があります.解像度は回転毎のステップ数であり,ステップモーターではステップアングルとも呼ばれます.必要なポジショニングの精度を考慮するときに必要停止精度は,実際の停止位置と理論的な停止位置の違いです.
高精度エンコーダーを装備したACサーボモーターは ステップモーターよりも 停止精度が良いことを意味しますか?
過去には"サーボモーターの停止精度は ± 1 インパルス以内のエンコーダー解像度に等しい"という概念は問題ありませんでした最近のサーボモーターは20ビットエンコーダー (1,048このため,エンコーダのインストール精度によるエラーは,精度停止に大きな影響を与える.したがって,停止精度の概念は少し変化し始めています.
比較図によると,ステップモーターとACサーボモーターの停止精度はほぼ同じ (±0.02o~0.03o).精度はステップモーターのモーターの機械的精度に依存するつまり,停止位置は7.2°でできれば,位置付けはモーター構造に応じて,ローター上の同じ小さな歯によって常に行われます.停止精度をさらに向上させる.
しかし,ステップモーターは,負荷トルク値に応じて移動角を生成することができます.また,メカニズムの状態に応じて,ACサーボモーターは,増幅調整への反応として,より広い狩猟幅を持つことができます.これらの理由から,ある程度の注意が必要です.
