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モーターを徹底解説！

モーターとは？

サーボモーターとは、指示通りに位置や速度、回転力(トルク)などを正確に実現する
サーボ機構に使用される産業用モーターです。
例えば、工場の生産ラインで稼働する産業用ロボットは高速で精密な動作を繰り返し行う必要があります。その産業用ロボットに内蔵されたモーターがサーボモーターです。
位置制御が可能な機器としてステッピングモーターがありますが、より正確な位置制御が必要な場合、必要トルクが大きい場合にはステッピングモーターよりサーボモーターの方が適しています。
一般的なモータよりも信頼性が高く、壊れにくい構造になっています。
サーボモーターの原理や種類、選定ポイントについて解説していきます。

サーボモーターの種類、原理、使用用途について

・サーボモーターの種類
　・DCサーボモーター：直流で駆動します。制御するのが比較的容易で小型なのが特徴です。
　・ACサーボモーター：交流で駆動します。高度な制御が必要になり構造自体も複雑ですが、小型化が進み現在ではACサーボモーターが主流です。
・サーボモーターの原理
　サーボモーターは、モーター、コントローラー、ドライバー、エンコーダで構成されます。
　コントローラーがプログラムに従ってドライバーに位置・速度・回転力の指示を出し、の通りにドライバーがモーターを動かします。
　モーターの位置・速度・回転力をエンコーダが検出して、情報をドライバー経由でコントローラーに送り、位置・速度・回転力が指示通りかを確認します。誤差があればゼロに近づくように再びコントローラーからドライバーを経てモーターに対して指示が出されます。

・サーボモーターの用途
　　産業用ロボット、工作機械、包装機械、医療機器など幅広く利用されています。
サーボモーター導入価格について

サーボモーターの導入の際には、ドライバとセットで購入します。
食品製造現場で使用されている機種、スペックとして多い価格帯は約１０～２０万円程度です。
部品機器の価格であるため、取付け設置を外部委託する場合には設置配線工事費用は別途費用が発生します。
サーボモーター選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

・サーボモーターの選定は複雑でトルク計算などが必要であるため、知識の有る方に選定してもらうことを検討してください。
・メーカーのウェブサイトに用意されている選定プログラムを利用するのも1つの方法です。
サーボモーター導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

トラブル事例
自動運転中に待機状態から何も動作せずに、そのままの位置で
突然サーボモータがオーバートラブルで動かなくなった。
（オーバートラブルとは移動範囲の限界位置を越えて動作すること）

原因①
リミットスイッチ入力の誤作動。
原因②
ソフトリミットの動作範囲オーバー。
※ソフトリミット：パラメータで動作範囲を設定し、位置決め始動時に動作範囲チェックを行い、動作範囲を超えているとサーボモータを停止させること

対策①
ストロークエンドの設定をする、動作範囲の両端にリミットスイッチを設ける。
対策②
パラメータで動作範囲を設定する（ソフトリミットを設ける）

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ACスピードコントロールモーター　USシリーズ

特徴 | ACスピードコントロールモーター USシリーズ簡単結線モーターとスピードコントロールユニットをコネクタでワンタッチ接続し、スピードコントロールユニットを電源に接続するだけで運転が可能です。簡単操作回転速度もスピードコントロールユニット前面のボリュームで簡単に設定できます。海外安全規格適合単相110V/115V、単相220V/230VタイプはUL/CSA規格認定、CCC認証を取得し、CEマーキング（低電圧指令およびEMC指令）を実施しています。モーターに保護接地端子を装備（単相110/115V、単相220/230Vタイプ・6W～40W）可変速度範囲 50Hz：90～1400r/min 60Hz：90～1600r/min（または1700r/min）さまざまな国で造られた機器や装置が国境を越え、世界各地で使用される時代です。いつの時代もお客様の声に耳を傾け、ニーズに合った製品をバリエーション豊富に取り揃え、いつでもどこでも短納期でリーズナブルにお届けします。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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5相／2相ステッピングモーターCVDシリーズ　多軸タイプEtherCAT対応

EtherCAT対応・4軸制御で、省配線・省スペース EtherCAT通信ケーブル1本で、入出力信号を集約。また、4軸分の通信・電源などの配線をドライバ1台に集約配線工数削減や誤配線トラブルの軽減 EtherCATマスタによるモーター情報含めた装置情報の一括管理可能 EtherCAT対応・4軸制御デイジーチェーン接続で省配線省スペースでの設置が可能コネクタ向きライトアングルのタイプは、複数台並べたときでも、配線が干渉せず、より省スペースでの設置が可能です。スッキリ配線コネクタ位置を2辺に集約。配線をスッキリとまとめられます。 2相／5相モーター併用可能、EtherCAT通信で同期制御可能ドライバ1台で、2相／5相モーター・アクチュエータなど制御可能。部品在庫や管理コストを削減組み合わせ可能なステッピングモーター・電動アクチュエータ・ロータリーエンコーダ EtherCAT通信で2相／5相モーターの特性を使い分けながら同期制御可も可能 2相／5相モーター対応と便利なドライバ機能エンコーダ情報の取り込みと、位置偏差検出が可能ドライバにエンコーダ情報を取り込む機能を搭載しています。上位制御機器を介さずドライバで位置偏差を検出して、信号として出力可能です。またサポートソフトMEXE02を使うことで、モーターの実際の位置・実際の速度をPC画面でモニタできます。高速カウンタ不要、上位制御機器のコストを削減 EtherCAT通信により上位制御機器に信号を出力。プログラム作成時間を削減

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【短ストローク】コア付リニアモーター　LMSSシリーズ

コアレス/シャフト式のリニアターボモーター採用した軽量・高加減速タイプの単軸ステージ。ボールねじとACサーボモーターの組合せ装置の代替え、検査・スキャンニングや半導体産業に適しています。最大速度を大幅に伸ばします。

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省スペース
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DDモーター　DMSシリーズ

[1] DMSシリーズ [2] モデル [3] エンコーダー 4: 2500 ライン (INC) 5: 3600 ライン (INC) 6: 5400 ライン (INC) [4]ホールセンサー 0: ホールセンサーなし 1: デジタルホールセンサー [5] 巻線仕様 S: 標準 L: 低逆起電力 [6] 温度センサー N: 温度センサーなし P: PTCセンサーあり [7] IP保護等級 0: IP40 1: IP65 [8] 機能コード [9] 面振れ/軸振れ S: 30µm/30µm (標準) P: 5µm/30µm A: 5µm/15µm [10] 精度補償 0: 精度補償なし 1: ±10 arc-sec 2: ±5 arc-sec [11] ケーブル長さ 0: ケーブルなし (光学スケール標準) [12]コネクタータイプ A: 光学スケール規格 (Intercontec M17 金属) [13]位置決めピン S: 標準穴 (図面参照) [14]クランプ 0: なし (標準) 1: 電源ON 時クランプタイプ 2: 電源OFF 時クランプタイプ 3: エアークランプ [15]予約

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αSTEP AZシリーズ多軸ドライバ

多軸ドライバの主な特徴 3種類のインターフェース EtherCAT、MECHATROLINK-Ⅲ、SSCNETⅢ/Hに対応した製品をそれぞれご用意しています。 2軸ドライバ 2軸タイプ 3軸ドライバ 3軸タイプ 4軸ドライバ 4軸タイプスリムタイプ(4軸) NEW スリムタイプ（4軸）ロゴマークスリムタイプの詳細は、最寄りの支店・営業所またはお客様ご相談センターにお問い合わせください。省配線、コストダウンドライバ1台で複数軸を制御できます。上位ネットワークに直結し、最大4軸を同時制御できる多軸ドライバ単軸ドライバを並べるより、コンパクトで省スペースに（2軸タイプ・4軸タイプ）ネットワーク対応の単軸ドライバを並べるより、設置スペースを省略することができます。コンパクトで省スペースサポートソフトに対応サポートソフト MEXE02でパソコンから簡単駆動サポートソフト MEXE02を使用することにより、運転データや各種パラメータの設定・編集がおこなえるほか、ティーチング、各種状態のモニタをおこなうことができます。サポートソフトのダウンロードはこちらさまざまな機能で、立上げからメンテナンスまでを総合サポート立ち上げ・評価配線チェックやテスト運転時に役立つ機能をご用意しています。運転データの設定と保存 I/Oモニタティーチング・リモート運転調整装置設置後のモーター動作の調整に役立つ機能をご用意しています。波形モニタ診断・メンテナンス運用開始後のトラブル時の診断やメンテナンスに役立つ機能をご用意しています。アラームモニタユニット情報モニタステータスモニタ運転データ/パラメータ設定画面運転データ/パラメータ設定画面波形モニタ波形モニタサポートソフトの機能詳細はこちら動画でわかる用途例パラレルリンクロボット 6軸アームロボットタイピングロボット円弧補間運転さまざまなモーター・メカと組み合わせが可能多軸ドライバと接続可能な製品は以下の通りです。詳細は、最寄りの支店・営業所またはお客様ご相談センターにお問い合わせください。モーター（DC電源入力）シリーズ名製品イメージ（代表例）概要 αSTEP AZシリーズ AZシリーズ多軸ドライバと、モーター・電動アクチュエータの接続には、専用の接続ケーブル（別売り）が必要です。接続するモーター・電動アクチュエータの軸数分、必ずご用意ください。

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【低重心・重負荷タイプ】リニアモーター単軸ステージ SAシリーズ

コア付リニアモーターを採用した単軸ステージより大きな連続推力を持ち、大きめの推力と素早いレスポンスが要求される用途に無負荷時：最大加速度30m/s2、有負荷時：最大速度2m/s 4mまでのストロークに対応優れた速度制御性能低コスト、コンパクトサイズ、高性能クリーンルーム向きカタログ・リーフレット

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【短納期】リニアモーター単軸ステージ SSAシリーズ

高速・高精度・短納期で優れたコストパフォーマンスを実現する、単軸リニアモータ位置決めステージ。

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5相ステッピングモーターCVDシリーズ　Sタイプ

薄型・小型の、基板実装型ドライバさまざまな装置設計に対して柔軟に適応する、非常にコンパクトな基板実装型ドライバです。 SPI通信対応（平置きのみ）パルス列入力対応平置き縦置き大きさ SPI通信対応サイズ平置きサイズ縦置きサイズ薄さ SPI通信コネクタ寸法平置きコネクタ寸法縦置きコネクタ寸法ステッピングモーターの駆動に必要な部品を集約モーターの駆動に必要な、マイコン、FET、電流検出用抵抗、ヒューズなどが、あらかじめ製品に搭載されています。アルミ電解コンデンサを接続するだけで、既製品と同様の駆動回路が完成します。必要部品の点数を削減できれば、運用開始後の保守部品の管理もシンプルになります。 CVD-S＋電解コンデンサドライバの温度モニタ機能を搭載 SPI通信対応ドライバ、および、パルス列入力対応 SPI設定ドライバは、SPI通信経由で温度モニタが可能です。駆動用の部品だけでなく、装置内の温度センサの削減にも貢献できます。高トルク・低振動のPKPシリーズの性能を最大限に発揮 CVDシリーズは、PKPシリーズのモーター特性を最大限に引き出します。出力電流を増加することで高トルク化を実現しつつ、フルタイムマイクロステップ制御によって低振動化・静音化に貢献します。高トルク化 2相トルクアップ 5相トルクアップ低振動化 2相低振動化 5相低振動化 CVDシリーズ Sタイプの特性は、CVDシリーズの他タイプと同じです。ステッピングモーター PKPシリーズ／CVDシリーズパルス列入力対応ドライバの詳細はこちらパルス発振用IC不要で、SPI通信で位置決め制御が可能 SPI通信対応は、位置や速度の設定、モーターの起動/停止などをSPI通信でダイレクトに制御できます。パルス発振用ICの代わりに、CPUを使ってパルス信号を生成する必要もありません。パルス発振用ICのコストを削減しつつ、パルス信号を生成するための負担も軽減します。

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コア付リニアモーター　LMSCシリーズ

コア付の高推力タイプ。可動子2個を固定子2個の間に挟み込んで可動子・固定子間の吸着力をキャンセルし、レールにかかる負担を大幅に軽減。ゆえに小型ながら高推力を実現します。

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5相ステッピングモーター用ドライバ CVDシリーズフルクローズド制御タイプ

ステッピングモーターのフルクローズド制御位置決め開始時はステッピングモーターの高応答を活かしたオープンループ制御をおこない、位置指令が完了した時点から、外部センサのフィードバックを使った位置補正をおこないます。フルクローズド制御高精度位置決めを実現フルクローズド制御により、機構上での位置を直接フィードバックして、指令位置に対する検出位置の差分を補正します。サブミクロンの高精度な位置決めが求められる装置の設計に貢献します。サーボモーターのように機構に合わせたゲイン調整が不要です。常にエンコーダのフィードバックを利用した位置決め運転をしないため、ベルトプーリーやカムなど機構や負荷にあわせた調整が不要になります。ハンチングなしで停止位置を保持位置決め完了時にハンチングがなく、モーター自身の保持力によって停止します。停止に振動があると困る用途に最適です。高精度位置決めを実現機構に合わせた各種外部センサに対応各社各種のセンサに対応しており、機構に応じたセンサ種類からのフィードバックを使用できます。

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