エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2003年06月10日

カテゴリ : 駆動機構設計

第116回 動きを持つ構造設計−11:ステッピングモータ

 シーケンスプログラムで駆動制御ができる電動アクチュエータは、運動制御が可能なため「位置決め性能」や「多機種化対応」に優れています。また回転方向変換やブレーキ機能付き、トルク検出式など多彩な付加機能を持つモータもあります。ここでは、LCAに適する制御が簡単なステッピングモータについて解説します。

(1)ステッピングモータとは

 モータの回転制御(回転角度、回転速度)を一定角度(基本ステップ角)のパルス数とその周波数で制御するモータがステッピングモータです。
 基本ステップ角は5相ステッピングモータの場合、0.72度(360度÷500ステップ)です。90度回転させるには、125ステップの信号指令をプログラムします。無負荷の状態では、回転角度誤差は±0.05度と高精度で、かつこの精度は累積されません。モータを選択することで細かな基本ステップ角が使用できます。

(2)ステッピングモータのシステム構成

 ステッピングモータの回転制御には、PLC(Plogramable Logic Controler)+コントローラ+ドライバ+ステッピングモータのシステム構成が必要です(【図1】参照)。

図1

 PLCに組まれたプログラムがコントローラでパルス信号(【図2】参照)に変換され、さらにドライバでモータ駆動電流に変換されてモータを動かします。

図2

(3)運動制御の方法

 回転角度と回転速度は次の式で制御されます。

図

■例

基本ステップ角:0.72度、パルス速度:100Hzでは
12(r/min)・・・1分間に12回転
基本ステップ角:0.72度、パルス速度:1000Hzでは
120(r/min)・・・1分間に120回転

(4)原点について

 ステッピングモータ自体には回転位置の基準がないため、LCAとして位置決め用に使用するときは回転基準点を設定する必要があります。この基準点を機械原点と呼びます。非接触光センサーなどで作成します。

 次回ではサーボモータについて簡単に解説します。

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