今日の自動化された工場では、産業用サーボドライブ高速、高精度のモーションを実現する重要な要素として機能します。 CNC 加工やロボット組立てから包装ラインや繊維機械に至るまで、これらのコンパクトなパワーハウスは、複雑なコントローラーのコマンドを完璧なモーターの動きに変換します。産業オートメーションに深く根ざした企業である SEA MOTION は、生のトルク機能と高度なリアルタイム制御を組み合わせたサーボ ドライブ ファミリを設計しました。
SEA MOTION は 20 年をかけて、過酷な産業環境向けにモーションコントロール ハードウェアを改良してきました。同社の産業用サーボ ドライブのポートフォリオは、次の 3 つの核となる約束を中心に構築されています。
産業用サーボ ドライブは、上位レベルのモーション コントローラまたは PLC から基準コマンドを受け取り、サーボ モータの位置、速度、またはトルクを正確に制御する電子コントローラです。これは、指令値とモーターまたは負荷に取り付けられたセンサーからの実際のフィードバックを継続的に比較することによって機能します。誤差と呼ばれる差は、カスケード比例積分 (PI) または比例積分微分 (PID) 構造によって処理されます。最も内側の電流ループは数十キロヘルツで動作し、モーターの磁束を瞬時に揃えます。数キロヘルツで動作する速度ループは振動を減衰し、負荷が変化しても速度を維持します。最も外側の位置ループはモーション バスの更新レートで実行され、軸が最小限のオーバーシュートでターゲット ポイントに到達することを保証します。 SEA MOTION のような最新のドライブには、速度と加速度のフィードフォワード項、振動抑制ノッチ フィルター、外乱オブザーバーも組み込まれており、これらすべてにより動的剛性が大幅に向上します。
通常、精度を維持するには閉ループフィードバックがデバイス固有である必要があるため、1 つの産業用サーボドライブが 1 つのモーターを制御します。ただし、SEA MOTION は SD-A シリーズで 2 軸バージョンを提供しており、2 つの独立したドライブ チャネルが 1 つのシャーシに収容され、DC バスと 24V 制御電源を共有します。各チャネルには独自の電流検出、フィードバック インターフェイス、およびロジック プロセッサがあるため、軸は独立して動作します。このアプローチにより、キャビネットのスペースが節約され、ピックアンドプレース ステーションなどの小型多軸機械の配線の複雑さが軽減されます。純粋にトルク制御されるスレーブ軸の場合、機械的に結合され、フィードバック デバイスが 1 つだけ使用されている限り、単一のドライブで 2 つの同一のモーターを並行して実行することもできます。ただし、そのような使用例はまれであり、SEA MOTION アプリケーション エンジニアによる慎重な分析が必要です。
オートチューニングは、低振幅のテスト信号で機械システムを励起し、周波数応答を測定し、速度ループと位置ループのゲイン パラメーターを自動的に設定する適応アルゴリズムです。 SEA MOTION の実装は 2 段階で機能します。まず、慣性特定ルーチンは、慎重に形成されたプロファイルに沿ってモーターを加速および減速し、総反射慣性と粘性摩擦を計算します。 2 番目に、サーボ ループの帯域幅評価では、擬似ランダム バイナリ シーケンスを注入し、共振点を分析します。これに基づいて、ファームウェアは PI/PID ゲイン、加速度フィードフォワード、および機械的共振を抑制する最大 4 つのノッチ フィルターを構成します。ユーザーは、ハードカップリング負荷の場合は「硬い」チューニング モード、ベルトなどのコンプライアントな負荷の場合は「スムーズ」モードを選択できます。プロセス全体の所要時間は 60 秒未満で、フロント パネルまたは SELink PC ツールから実行できます。調整結果は不揮発性メモリに永続的に保存され、ライブ周波数応答表示を使用して手動で微調整できます。
