自動化におけるサーボモーターとステッピングモーターの違い

ステッピングモーターと交流サーボモーターの性能比較 ステッピングモーターは離散的な動きを行う装置であり、現代のデジタル制御技術と本質的な関連がある。現在の国内のデジタル制御システムにおいて、ステッピングモーターの利用は非常に広範囲に及んでいる。完全デジタル式交流サーボシステムの登場に伴い、交流サーボモータもデジタル制御システムでますます多く利用されるようになっている。デジタル制御の発展傾向に対応するため、運動制御システムではほとんどがステッピングモーターまたは完全デジタル式の交流サーボモーターを駆動用モーターとして採用している。制御方式は（パルス列と方向信号）ともに類似しているものの、使用性能や適用分野には大きな違いがある。ここで、両者の使用性能について比較してみましょう。 一、制御精度が異なる。二相混合式ステッピングモーターのステップ角度は一般的に3.6°、1.8°であり、五相混合式ステッピングモーターのステップ角度は一般的に0.72°、0.36°である。高性能なステッピングモーターの中には、ステップ角度がさらに小さいものもあります。例えば、シトン社が製造するスロースピードワイヤー放電加工機用のステッピングモーターでは、ステップ角度は0.09°です；ドイツのBERGER LAHR社が製造する三相混合型ステッピングモーターでは、ディジタルスイッチを使ってステップ角度を1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°に設定でき、二相および五相混合型ステッピングモーターのステップ角度にも対応しています。 交流サーボモーターの制御精度は、モーターシャフト後端にある回転エンコーダーによって保証されます。パナソニックの完全デジタル式ACサーボモーターを例にとると、標準的な2500線エンコーダーを搭載したモーターの場合、ドライバー内で4倍周波数変換技術が採用されているため、そのパルス当量は360°/10000＝0.036°となる。17ビットエンコーダを備えたモーターの場合、ドライバーが2^17＝131072個のパルスを受信するごとにモーターは1回転し、そのパルス相当値は360°/131072＝9.89秒となる。ステップ角度が1.8°のステッピングモーターのパルス相当値の1/655である。 二、低周波特性が異なる ステッピングモーターは低速時に低周波振動が発生しやすい。振動周波数は負荷状況やドライバの性能に関連しており、一般的にはモーターの無負荷時の起動周波数の半分とされている。ステッピングモーターの動作原理に起因するこのような低周波振動は、機械の正常な動作にとって非常に悪影響を及ぼします。ステッピングモーターが低速で動作する場合、低周波振動を抑制するために通常はダンピング技術が用いられる。例えば、モーターにダンパーを取り付けたり、ドライバーにディバイジング技術を適用したりするのである。 交流サーボモーターは非常に安定して動作し、低速時であっても振動が発生しません。交流サーボシステムには共振抑制機能があり、機械の剛性不足を補うことができる。また、システム内には周波数解析機能（FFT）が備わっており、機械の共振点を検出してシステムの調整を容易にする。 三、周波数特性が異なる　ステッピングモーターの出力トルクは回転速度が上がるにつれて低下し、高回転速度では急激に減少するため、その最大動作回転速度は一般的に300～600RPMである。交流サーボモーターは一定トルク出力であり、定格回転速度（一般的に2000RPMまたは3000RPM）以内では常に定格トルクを出力し、定格回転速度を超えると一定出力となります。 四、過負荷耐量が異なる ステッピングモーターは一般的に過負荷耐量を持たない。交流サーボモーターは高い過負荷耐性を持っています。パナソニックの交流サーボシステムを例にとると、速度過負荷およびトルク過負荷に対する耐性を持っています。その最大トルクは定格トルクの3倍で、起動時の慣性負荷による慣性トルクを克服するために使用できる。ステッピングモーターにはこのような過負荷耐性がないため、選定時にはこの慣性トルクを克服するために大きなトルクのモーターを選ぶ必要があります。しかし、機械が通常動作している間にはそれほど大きなトルクは不要であるため、トルクが無駄になるという現象が生じます。 五、動作性能が異なる　ステッピングモーターの制御はオープンループ制御であり、起動頻度が高すぎたり負荷が大きすぎたりするとステップロスやブロッキングが発生しやすい。また、停止時の回転速度が高すぎるとオーバーシュートが起こりやすい。そのため、制御精度を保つためには、加速・減速の問題を適切に処理する必要がある。交流サーボ駆動システムはクローズドループ制御であり、ドライバーはモーターエンコーダからのフィードバック信号を直接サンプリングできる。内部には位置ループと速度ループが構成されており、一般的にステッピングモーター特有のステップロスやオーバーシュートの現象は発生せず、制御性能がより信頼性の高いものとなっている。 六、速度応答性能が異なる ステッピングモーターが停止状態から動作回転速度（一般的には毎分数百回転）まで加速するのに200～400ミリ秒かかる。交流サーボシステムは加速性能に優れており、パナソニックのMSMA 400W交流サーボモーターを例にとると、停止状態から定格回転速度である3000RPMまで到達するのにわずか数ミリ秒しかかからず、迅速な起動・停止が求められる制御用途に適しています。 以上のことから、交流サーボシステムは多くの性能面でステッピングモーターに優っている。しかし、要求がそれほど高くない場面では、ステッピングモーターが駆動モーターとしてよく使われます。したがって、制御システムの設計過程においては、制御要件やコストなど様々な要素を総合的に考慮し、適切な制御モーターを選定する必要がある。 https://zhidao.baidu.com/question/21111189.html

資料は学術的な用語が多すぎますね。見れば見るほど混乱する。

この投稿は、2018年12月10日13時24分に「全自動積み重ね機」によって最終的に編集されました。私が探した資料です。分かりやすい。 ピッキングロボット用のサーボモーターとは、フィードバックエンコーダーを搭載した通常のモーターのことであり（このフィードバックエンコーダーはモーターの角度や回転速度、加速度を記録し、言い換えればサーボモーターの制御精度はモーターシャフトの後端にある回転フィードバックエンコーダーによって保証される）、角度、回転速度、加速度を非常に正確に制御したい場合です。実現するには、サーボモーター＋サーボドライバーなどの補助装置が必要です。 例えばオープンループ制御：サーボモーター＋サーボコントローラー＋PLCによるプログラム制御。ループ制御：サーボモーター＋位置センサー＋サーボドライバー＋PLCによるプログラマブル制御、図3の通り。 オープンループ制御とクローズドループ制御の違い：フィードバックを用いて誤りを修正する制御システムをクローズドループ制御システムと呼びます。 フィードバックのない制御系をオープンループ制御系と呼びます。 図のサーボモーター制御のデモ図の通り、サーボモーターだけでは一連の動作を完了させることはできません。必須です（サーボモータ制御システム：位置センサ装置＋サーボモータ＋サーボモータドライバ＋PLCによるプログラム制御）。）こそが、サーボモーターと機械部品を完璧に結合させ、様々な動作を実現するのです。（例：積み上げロボットの積み上げ動作、数値制御工作機械など）。 ステッピングモーター：ステッピングモーターはパルス信号によって制御され、制御信号を1つ受け取るごとに一定の角度（1ステップ）だけ回転します。また、一定の角度しか回転できないサーボモーターとは異なり、ステッピングモーターは連続して回転することができます。 積み重ねロボットにおけるサーボモーターとステッピングモーターの違い 1.構造と動作原理：モーターの構造から見ると、ステッピングモーターの方がサーボモーターよりも複雑である。ステッピングモーターは、低速でありながら高精度が求められる場面で使用され、サーボモーターは3000回転まで可能です。その場合、ステップ回転速度は低くなる。サーボモーターのコストはステッピングモーターよりも高い。。サーボモーターはサーボドライバーと一緒に使用しなければならないからです。サーボモーター＋サーボモータードライバー。資料：http://www.tsrun.com/jishu/185.html