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サーボモータを使用して、工作機械や半導体・電子部品製造装置などの機械で位置決めを行う際、停止時に振動が発生すると振動が収まるまで次の動作に移れないため、機械の動作時間が長くかかってしまいます。そこで、位置決め停止時の振動を抑えることができれば、機械の動作時間短縮に役立ちます。
今回は、サーボモータの位置決め停止時の振動抑制機能について紹介します。
振動について
モータが機械の可動部を停止させたとき、反動で機械装置全体が数十ヘルツ程度の低い周波数で振動する（揺れる）場合があります。このとき、停止時の減速度が大きくなるほど振動の振幅が大きくなります。また、機械を小さくしたり、軽量にしたりするために機械の構造体を薄肉にすると、相対的に可動部の剛性が下がることでも振動が大きくなります。
このような振動によって、本来の停止位置よりずれることがあり、位置決めの安定性が阻害されてしまいます。
振動の発生
振動を模擬的に発生させるため、下図のような機械モデルを使用します。
これは、リニアスライダ（リニアモータ）の可動テーブル上にアームと重りを取付けたもので、サーボドライバで可動テーブルを動かし、指令どおりの位置で止めた場合の重りの振動を測定します。
振動抑制機能がない場合、右図のように停止時に大きく振動し、徐々に振動が収まっています。
振動の抑制
同じ機械モデルを振動抑制機能ありで動かすと、右図のように停止時にほとんど振動していないことが分かります。
振動抑制機能では、実際の振動周波数を検出して、その周波数成分を除く制御を行うため振動を抑えることができます。
当社のサーボドライバでは、振動の有無を検出し、振動があれば正確な振動周波数を検出しています。多くの場合、振動抑制機能なしの波形のように振動が収まりかけて、振幅が大きく変動し、不安定な状態になります。このような場合でも、当社独自の方法で正確な振動周波数検出が可能です。
振動抑制機能の効果
例えば、前述の機械モデルのアーム先端でハンドリングなどの作業をする場合、アーム先端の振動が収まるのを待つ必要があります。この振動が収まるまでの時間が無駄となり、作業効率が低下します。
振動抑制機能を使えば、モータ停止時の振動が抑えられ、機械の生産性を上げることができます。
サーボモータは、工作機械，半導体・電子部品製造装置，ロボットなどに広く使用されていますので、振動抑制機能を搭載した当社サーボドライバは、機械の生産性向上に貢献しています。
