サーボモータの発振対策として開発された高減衰性能カップリングをご紹介します。
高性能ゴムによる減衰効果により、サーボモータの発振対策におすすめです。
LK23 クランプ固定タイプ
サーボモータとは？
サーボモータは、プログラムにより指示された速度、位置、トルク指令に従って動作するモータですが、モータ単体だけでは動作することは出来ません。実際には司令塔となるコントローラ、指令に対してモータに電力を供給するドライバ（アンプ）、サーボモータは駆動するモータ部と位置や速度を検出するためのエンコーダにより構成されています。
サーボモータの制御とは
サーボモータの制御は、コントローラよりドライバへ動作指令を行い、ドライバは動作指令に追従するようにモータに電力を供給します。ドライバはモータが指令通りに動作しているか確認するため、エンコーダより位置や速度情報のフィードバックを受け、指令と実際に差異があれば差異をゼロにするようにコントロールを行います。
一軸アクチュエータとは
サーボモータは様々な産業機器に使用されていますが、工作機械の送り軸、半導体製造装置のX-Yテーブル等には一軸アクチュエータの駆動源として多く使用されています。ボールねじ方式の一軸アクチュエータでは、モータの回転運動をボールねじにより直線運動へ変換する駆動装置であり、高精度な位置決めにはモータとボールねじをカップリングにより連結した方式が使用されています。
発振の原因
一軸アクチュエータとして高精度・高応答な制御を行うためには、サーボモータの制御において指令と実際の差異を短時間でゼロにする必要があります。一般的にはサーボのシステム感度（ゲイン）を上げる方法が有効ですが、慣性負荷や機械剛性等により制限を受ける場合があります。単にゲインを上げ過ぎてしまうと装置の固有振動数等がフィードバック制御に影響し、発振（振動や騒音）現象を引き起こしてしまいます。
発振の対策 3選
サーボモータの発振現象は産業機器に様々な問題を引き起こしてしまうため、発振現象は抑制しなければなりません。その一方で高精度・高応答化にはゲインを上げることが有効であるため、発振を抑制しながらゲインを高く設定する方法について紹介します。
オートチューニングの設定
サーボモータのオートチューニング機能を活用することで、装置にあった最適なゲインを自動設定することができます。
ノッチフィルターの設定
機械系の固有振動数がサーボモータのフィードバック制御に影響してしまう場合、その固有振動数にノッチフィルターを設定することにより固有振動数の影響による発振を抑制することができます。
減衰性カップリングの使用
減衰性のあるカップリングを使用することで、ねじり方向の固有振動数のピークを抑える効果があり、発振を抑制する効果があります。注意点としては、減衰性のあるカップリングは一般的にゴム・樹脂系の部品を使用しているため、機械系の剛性低下や耐環境性等を確認する必要があります。
広州菱科の発振対策カップリング
広州菱科社では、高減衰効果のあるカップリング「LK23」シリーズをラインナップしており、サーボモータの発振対策としておすすめです。また、機械系のねじり剛性を重要視される場合におきましては、高剛性カップリング「LK5」シリーズをラインナップしています。
高減衰性ゴムカップリング
アルミ製クランプハブを高減衰性ゴムにより一体成型されており、バックラッシもなく、機械装置の固有振動数のピークを抑えることができ、サーボモータの発振を抑制することができます。
低慣性・高剛性カップリング
アルミ製クランプハブ・スペーサとステンレス製の板バネにより低慣性と高剛性を両立し、高い位置決め精度と機械装置の固有振動数を上げることに貢献することができます。
広州菱科では、高品質なカップリングを低コストでご提供しております。 既存製品のコストダウンはもちろん、カスタマイズのご相談も承っております。弊社までお気軽にご相談ください。