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サーボモーターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、サーボモーターのメーカー60社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。サーボモーター関連企業の2024年11月注目ランキングは1位:芝浦機械株式会社、2位:ソフトロニクス株式会社、3位:近藤科学株式会社となっています。
サーボモーターの関連キーワード
サーボモーターは、エンコーダを内蔵しつつ変位を自由に決めることが出来るモーターの総称です。サーボはServant(奴隷)が語源で、指定通り動作することを示しています。ロボットや加工機で多く使用されます。
サーボモーターは家庭用として見ることはほぼありませんが、産業用途としては幅広く使用されています。
一例としては、自動車工場の組立ロボットなどです。サーボモーターを用いることで、数多くの部品を素早く正確に組立可能です。
自動車工場では塗装や溶接作業にもサーボモーターを用いたロボットが使用されます。プログラム次第で、正確に素早く同じ動作を再現します。
また、半導体製造装置や医療機器など、精密産業用機器には高い再現性と正確性が求められます。大小問わず多くのサーボモータが生産設備で使用されています。
現在広く普及している小型ACサーボモータとしては、永久磁石型同期モーターが使用されます。同期モーターは回転子、固定子、軸受、ケーシングなどで構成されます。
永久磁石型同期モーターの回転子には永久磁石が取り付けられており、固定子巻線が外周を円環状に囲んでいます。固定子巻線には外部から接続された配線が交流電流を流します。
電流を流された固定子巻線は、電磁石となります。交流電流が周波数に応じて位相を変化させるため、電磁石も極性を時間と共に変化させます。
一方で、回転子は永久磁石の極性が固定されているため、固定子の位相変化に応じて回転します。これがサーボモータの回転動作原理です。
サーボモーターには小型小容量のものがほとんどです。ただし、大容量サーボモータには誘導モーターが使用される場合もあります。
サーボモーターの最大の特徴は、エンコーダが付属することです。エンコーダによって、モーター変位を制御機器へフィードバックすることができます。
サーボモーターの電源には専用の制御機器を用います。制御機器によってエンコーダの信号を読み取り、周回数や速度などを制御できる機器です。
サーボモーター専用の制御機器はサーボドライバやサーボアンプと呼ばれ、モーターメーカーなどから販売されています。
ステッピングモーターは1パルスでどれだけ回転するか決まっているので、パルス信号で回転の角度や速度を簡単かつ正確に制御できます。構造も簡単かつ低コストですが、急激な負荷で同期がずれたり、高回転ではトルクが小さく音が大きくなります。
一方サーボモーターは、回転をセンサーで検出してフィードバック信号をドライバに送ります。制御信号とフィードバック信号を比較して差がなくなるように出力を調整するので、細かい制御が可能になります。
ステッピングモーターよりも滑らかに回転し、高トルクや高回転、急激な負荷でも安定します。反面、モーターやドライバが複雑で高コストであり、フィードバック信号と比較して制御するので、出力の変化に対して遅れが生じます。サーボモーターは、頻繁に始動や停止を繰り返したり、超低速や逆転など細かい制御をしたい場合に使用されます。
サーボモーターのトルクは、定格トルクと瞬時最大トルクに分けられています。定格トルクは、モーターの定格出力、定格回転速度の状態で出力されるトルクのことです。通常運転時はこのトルク以下で使用します。
瞬時最大トルクは、短時間に出力可能な最大のトルクであり、加速や減速にかかる時間を短縮することが可能です。定格トルクより3～5倍ほどのトルクを発生させられますが、瞬時最大トルクでモーターを使い続けると寿命が短くなってしまいます。
通常運転時は定格トルク以下で使用するとモーターが長持ちします。サーボモーターを選定する際には、機械の負荷トルクや慣性モーメント、機械の制御パターンなどを考えて、必要なモーターの速度やトルクを求める必要があります。
サーボモーターはプログラマブルコントローラやサーボアンプ、サーボドライバを接続して使用します。
ロボットやコントローラなど、電子工作で使用するサーボモーターは、マイコンボードと電池で動作します。サーボモーター用のライブラリが用意されているものもあるので、コードを記述するだけで簡単に動かすことができます。
参考文献
https://www.fujielectric.co.jp/products/column/servo/servo_01.html
https://www.jel-robot.co.jp/term/term003.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 芝浦機械株式会社 |
6.5%
|
| 2 | ソフトロニクス株式会社 |
5.0%
|
| 3 | 近藤科学株式会社 |
3.6%
|
| 4 | ニデックインスツルメンツ株式会社 |
3.3%
|
| 5 | 株式会社デンソー |
3.3%
|
| 6 | ファナック株式会社 |
3.0%
|
| 7 | ニデックテクノモータ株式会社 |
3.0%
|
| 8 | CKD日機電装株式会社 |
3.0%
|
| 9 | 多摩川精機株式会社 |
2.7%
|
| 10 | 株式会社キーエンス |
2.4%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年11月のサーボモーターページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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Metoreeに登録されているサーボモーター155製品の2024年12月23日時点での価格データを元に算出しています。
