サーボモータとは
サーボモータは回転動作を必要とするロボットなどの動力源として使用され、他のモータと比較して、正確性と高速応答性を両立したい場面で主に用いられるモータです。
サーボモータの使用用途
一般に、サーボモータは正確性と高速回転を必要とする場面で使用されており、その適用場面は多岐にわたります。例をあげると、自動車工場の産業用ロボットでは、数多くの部品を素早く正確にピッキングすることが求められ、他の場面では塗装や溶接作業をまったく同じ動作として再現することが求められます。また、半導体製造装置から医療機器まで、現在の精密産業用の機器には、高い再現性と正確性が求められることが多く、大型から小型まで多くのサーボモータが各種生産設備で使用されています。
サーボモータの原理
現在広く普及しているACサーボモータ内部には、回転軸に固定された永久磁石からなるローターと、その外周に複数個のステータが円環状に配置されています。このステータは電線が鉄心に巻き付けられた構造となっていて、ここへ交流が流れると電磁石の役割を果たし、一時的にN極やS極の性質を持ちます。交流は電流の位相が時々刻々と変化しているため、この電磁石の極性も時間とともに変化します。一方で、ローターの永久磁石の極性は固定されているため、このステータとの間の引力と斥力を交互にコントロールしてローターを回転させることができます。これがサーボモータの回転動作原理です。サーボモータにはエンコーダもついているため、ローターの回転時の位置や回数を検出することができます。この検出情報をPLCやドライバと通信することで、モータの稼働状況をその場でフィードバック制御することができるため、高速回転を高精度でコントロールすることが可能となります。
参考文献
https://www.fujielectric.co.jp/products/column/servo/servo_01.html