技術情報

ステッピングモータとサーボモータについて

当社ロボットの駆動用モータにはステッピングモータとサーボモータがあります。
ステッピングモータは半導体搬送ロボットのSCR3000シリーズ、STCR4000シリーズ、GCR4000-PM等に、サーボモータはMCR3000、MCR4000シリーズ、GCR4000-AMシリーズ、GTCR5000-AMシリーズ等に使用しています。

半導体ロボットにおいてもワークの質量や搬送方法に応じてサーボモータを使用します。
当社製品型式においてステッピングモータを使用したロボットへは「PM」(※1)をサーボモータを使用したロボットへは「AM」(※2)が表記されます。

ステッピングモータ

ステッピングモータとは

ステッピングモータはパルスモータとも呼ばれ、モータドライバ(モータを駆動・制御する装置) へ入力されるパルス信号に応じ、モータの回転軸が回転します。

ステッピングモータの仕組み

ステッピングモータ1パルスの入力に対し回転する軸の角度が決められており、例えば1パルスで0.72°回転するステッピングモータを90°回転させる場合125パルスの信号を入力します。

周波数とモータ回転のイメージ図

パルス信号の周波数に比例して回転速度が変化し周波数を高めるとモータ回転は速くなり、低くすると回転が遅くなります。

ステッピングモータの特徴

長所
  • 静止時にトルクが最大となるため、剛性が最大となる
  • 低い電源電圧にて駆動可能(DC24~48V)
  • 構造がシンプルであり、低コストが可能
  • 指令パルスに対し同期するため追従性が高い(偏差がきわめて小さい)
短所
  • サーボモータに対し円滑性に劣る(励磁を切り替えるステップ回転のため)
  • 急な負荷変動により「脱調(※1)」が起こる
  • 高回転での運用は苦手
(※1)脱調とは指令入力とモータ回転の同期が失われた状態を指します

サーボモータ

サーボモータとは

サーボモータはモータ軸の回転角度/回転速度を回転検出器(エンコーダ)で検出し、モータドライバへ フィードバックします。このフィードバックと先にモータドライバ入力される制御用の情報の差が0になるよう振舞います。 また、ステッピングモータに比べ細かな制御が行え、高速回転時にも高いトルクを維持できます。

サーボモータの特徴

長所
  • ステッピングモータに対し円滑性で勝る(電流制御であるため、回転制御がなめらか)
  • トルク変動に対し、エンコーダと連携した電流フィードバックを行うため、急な負荷変動に強い
    (「脱調(※1)」が起こらない)
  • 高トルク、あるいは高回転かつ高精細な運用が得意
短所
  • AC100V~の高い電源電圧での駆動となる
  • トルク変化による偏差に応じ位置制御を行うため、機械減速等にて耐剛性の確保が必要
  • モータ・ドライバともに制御・機構部が複雑であるため、コスト高となる
  • 「脱調(※1)」は発生しないが、トルク変動に対し追従する際に「偏差=遅れ」が発生する
(※1)脱調とは指令入力とモータ回転の同期が失われた状態を指します

ステッピングモータクローズドループ仕様

このステッピングモータとサーボモータの長所を備えたモータがクローズドループ制御です。
ジェーイーエルではクローズドループ仕様のステッピングモータについてもラインナップしております。