ステッピングモーター

ステッピングモーター
とツジ電子のコントローラ
2015/07 ツジ電子株式会社
1
目次

ステッピングモーターコントローラとは

ステッピングモーターの特徴

ステッピングモーターとサーボモーター

モーター比較早見表

ツジ電子のステッピングモーターコントローラ紹介

ステッピングモーターコントローラの共通仕様

特殊な動作モード
2
ステッピングモーター
コントローラーとは

パルスを出力して、モーターを制御するユニットです。

パルスだけではモータは回転しません。ドライバユニットと
接続してモーターの回転を制御する電流に変換してモー
ターを回します。

パルスの周波数で回転速度、出力パルス数によって回転量が調
整出来ますので、精度を要求される位置決め動作に適していま
す。

例) モータが1回転するのに必要なパルス数はドライバの設定で固
定される為、500パルス/rのモータの場合、5000パルス出力すると
ちょうど10回転して停止します。
パルス
電流
ドライバ
ユニット
3
目次へ戻る
ステッピングモーターの特徴

特徴

回転、停止のレスポンスに優れている為、動作、停止
を頻繁に繰り返すユニットに適しています。

位置決めの精度に優れ、細かい制御を得意とする為、
様々な場所で使用されています。



例)XYステージの移動、生産装置、スロットマシン等
最低限パルス出力回路のみで構成出来ますので配線がシンプ
ルです。
欠点

急な加減速や高速回転を行うとモータが回りません。


この現象は脱調と呼ばれています。
オープンループ制御の為、モータが指示通りに動作し
たか確認するにはエンコーダが別途必要です。
4
目次へ戻る
ステッピングモーターと
サーボモーター

パルスをドライバユニットに入力してモーターの回転に変換す
る点はステッピングモーターと共通です。

違いは、モーターにエンコーダーが内蔵されていてドライバに
対しフィードバックを行い、パルス周波数とモーターの実際の
回転量を比較して、指定した速度になる様に調整しながら動
作するクローズドループ制御になっている事です。

エンコーダのおかげで、モーター停止中に手動でモーターを
動かしても現在位置を把握出来ます。

絶対値エンコーダであれば電源OFF時でも把握可能
パルス
電流
ドライバ
ユニット
5
各種アラーム等
エンコーダによる
フィードバック
目次へ戻る
ステッピングモーターと
サーボモーター

特徴

高速運転時でもトルクが安定しており、脱調がありません。



ステッピングモーターの場合、高速運転時にトルクが減少
するため脱調が起こります。
常にエンコーダで回転量を監視している為、ステッピング
モータ以上に高速、高精度な位置決めが可能です。
欠点

正確な位置決めの為には駆動部の構造がしっかり組ま
れている必要があります。

エンコーダケーブル等も必要なため、構造が複雑になる
傾向があり、サーボモーターはステッピングモーターと比
べ高価です。
6
目次へ戻る
ステッピングモーターと
サーボモーター比較早見表
ステッピングモーター
項目
サーボモーター
比較的安価
価格
高価
低速時は高トルク
高速時は低くなる
トルク
高速回転時でも安定
慣性にも強い
安定して高精度
精度
メカの構造にもよるが
高速かつ高精度
オープンループ
出力回路だけで比較的
シンプル
制御方式クローズドループ
配線
フィードバック回路もあり
複雑
7
目次へ戻る
ツジ電子は
ステッピングモーターコントローラー
が主力製品の一つです。

サーボモーターとも接続出来ますが、ドライバからの出
力信号を受けるコネクタはありません。

その為、パルス出力が停止してもモータが命令通りに動
いたかを知るには別の機器が必要です。

基本的にはステッピングモーターのドライバと
接続して使用します。

エンコーダと併用して使用する事もあります。

おかげさまで、KEK PF、SP8等の施設に
おいてビームライン内の至る所で
使われています。
8
目次へ戻る
ツジ電子の
ステッピングモーターコントローラー紹介


PM16Cシリーズ
1台で16個のモーターを接続可能



PM16C-04XDL

同時に4台のモーターを駆動可能

ツジ電子で、最も売れている主力製品
PM16C-04XD

XDLのパネルスイッチを簡略化したバージョン

リモート操作についてはXDLと同じ機能
PM16C-16


リモート操作なら16台全て同時駆動可能
一部、XDLの機能が使用不可能
9
目次へ戻る
ツジ電子の
ステッピングモーターコントローラー

PM4Cシリーズ

PM2C-06, PM3C-06, PM4C-06

PM16Cシリーズと比較すると機能はシンプル



細かい原点検出、後述の特殊動作が無い、等
コマンドは“S”で始まる旧式コマンドを除き共通
UPMシリーズ

UPM2C-01, UPM4C-01

USBケーブルからの電源だけで動作する


リミットスイッチ用の+12V電源を使用する場合は別
途ACアダプタが必要
PM4Cシリーズに準じたコマンドで動作
10
目次へ戻る
ツジ電子の
ステッピングモーターコントローラー

PMCDシリーズ

PMCD-06X, PMCD-06H等

PM4Cシリーズの1chバージョンで、ドライバを内蔵
可能です。

お客様からドライバをご支給頂くタイプが中心に売
れています。

PMCD-06H(右図)は持ち運びが容易なタイプです。

GPIB及びハンドボックス非対応

DC24V, 50W電源の小型ドライバのみ対応
11
目次へ戻る
ステッピングモータコントローラ
の共通仕様

絶対値移動、相対値移動、連続移動


絶対値移動は指定した場所まで、相対値移動は指
定した距離を、連続移動は停止命令があるまで連
続で移動します。
リミットスイッチ入力

リミットスイッチ(LS)が入力されるとモータは停止す
る為、主に動作メカの移動可能範囲の両端に設置

極性の切替が可能です(通常はB接点で使用)。

コントローラのカウンタ値によってLSを入力する
デジタルLSもあります。
12
目次へ戻る
ステッピングモータコントローラ
の共通仕様


原点検出移動

原点センサーの場所まで、モーターを移動させます。

PM16Cシリーズは原点位置の記憶が可能です。
ホールドオフ出力

モーターの電源が入っている時、ドライバからモー
ターに電流を流してモーターを固定しています。

この信号を入力するとモーターに流れる電流を遮
断し、手で回せるようになります。

モーターの発熱対策が主な使用用途ですが、高さ
を制御しているモーターにこの信号を入力するとユ
13
ニットが落下して事故の原因になります。
目次へ戻る
特殊な動作モード(1)

2軸補間動作


2つの軸をそれぞれXY平面上のX軸、Y軸に見立て、
XY平面上に直線または円、円弧を描くようにモータ
を動作させます。
対応コントローラ

PM16C-04XD(L), UPM2C-01
14
目次へ戻る
特殊な動作モード(2)

オートチェンジドライブ

台形駆動時の速度、及び加減速度を指定したタイミン
グで自動で変更します。(停止も可能)

データを変更するタイミングは以下の3種類があります。



動作開始点からのパルス数

前回データを変更した時からの経過時間
(msec.単位)

加速/減速中の速度が一定値に達した時
1軸あたり変更ポイントは128箇所まで設定可能
対応コントローラ

PM16C-04XD(L), PM16C-16
15
目次へ戻る
特殊な動作モード(2)

オートチェンジドライブで出来る事

1秒経過するごとに速度を2,000加速させ、移動距離が
100,000パルスになったら緩やかに停止させるような動作
をPC側でプログラムを組むことなく実行出来ます。
速度
パルス
16
目次へ戻る
特殊な動作モード(3)


揺動動作

特定の1軸を往復動作させ、1往復するごとに他の
軸を一定量ステップ移動させる動作を一定回数繰
り返します。

内蔵のタイマーにより、1回往復する周期が一定に
なるように制御を行っています。

2軸動作モード、3軸動作モードが存在します。

軸の動作に同期してTTLのゲートもしくはパルス信
号を出力可能
対応コントローラ

PM16C-04XD(L)
17
目次へ戻る
特殊な動作モード(3)

揺動動作

2軸動作時の動作概要
速度
18
目次へ戻る
特殊な動作モード(3)

揺動動作

3軸動作時の動作概要
19
目次へ戻る
特殊な動作モード(3)

揺動動作

3軸動作時の動作概要(2)
20
目次へ戻る
特殊な動作モード(4)


連続駆動モード

それぞれの軸に対して移動距離、所要時間を記録
したCSVファイルをあらかじめ送信しておくことで、
そのデータに従ってモーターを連続動作させます。

距離データは絶対値、相対値両方に対応していま
す。

1,024個までのデータを記録可能です。
対応コントローラ

UPM2C-01, UPM4C-01
21
目次へ戻る
最後までご覧頂き、ありがとう
ございました
22

Download Report