モーションコントローラ – metoree本番管理

モーションコントローラとは

モーションコントローラとは、サーボモーターなどで駆動する機器の動きをコントロールする装置です。

ユーザーは実現したいモーションをあらかじめプログラミングしておき、これをモーションコントローラに実行させることで機器の動きを制御します。

モーションコントローラーは、サーボモーターやリニアモーターで駆動する装置の制御用として使用されます。したがって、産業用ロボットや工作用産業機械などへ適用されます。具体的な使用用途は、以下の通りです。

モーションコントローラは出力方式によって原理が異なります。代表的な出力方式は、以下の通りです。

共通パルス方式とは、回転方向信号とパルス運転指令の2つでモータを制御する方式です。回転方向信号によって回転方向の正逆を制御し、パルス運転信号でモータを運転します。

2方向パルス方式とは、正転パルス運転指令と逆転パルス運転指令に2つでモータを制御する方式です。正転パルス運転指令によって正転し、逆転パルス運転指令によって逆転します。

位相差入力方式とは、パルス信号2つの位相差から回転方向を決定する方式です。基準となるパルス信号が90°進んだときに正転、90°遅れたときに逆転させます。

モーションコントローラを選定する際は、補間制御が重要です。補間制御とは、複数軸間の同期制御方法のことです。モーションコントローラには、直接補間と円弧補間の2つがあります。

直線補間とは、2台のモーターを同時に制御して目的の位置へ直線的に移動させる制御です。横方向に移動させた後に縦方向へ移動させるよりも、斜め方向へ直線移動するようにCPUが演算して制御を行います。直線補間を利用することで斜め方向への直線移動が可能となるため、位置決めするために必要な時間を短縮可能です。

円弧補間とは、2台のモーターを同時制御する際、CPUが円弧を描くように演算して移動する制御です。移動経路が直線的ではないため、直線補間よりも目標位置までの時間かかります。ただし、円弧補間を利用することでルート上の障害物を避けて移動することが可能です。

モーションコントローラは、ユーザーがカスタムしたプログラムで機器の自動制御を行うという点ではPLCと似ています。モーションコントローラの特徴は、サーボシステムの制御に適している点です。

モーション制御には、PLCではなくモーションコントローラが利用されていることが多いです。モーションコントローラのメリットとして、多軸の制御や同期など、トータルの軸数が多い場合の制御に向いていることが挙げられます。

PLCでは一台で制御できる軸数には限りがありますが、モーションコントローラはそれを遥かに上回る軸数の制御が可能です。このため、モーションコントローラは、精密で多軸制御が必要な産業用工作機械やロボットに利用されています。

PLCとモーションコントローラの原理は、CPUにおける処理の方式に違いがあります。PLCは、実行の度にプログラムを全行読み込み、全行を一度に実行するマルチタスク制御です。そのため、プログラムを全行読み込む時間が律速となり、複雑な制御を行うための演算時間が十分に確保できないのが特徴です。

一方で、モーションコントローラはPLCと異なり、プログラムの読み取りと実行が一行ずつ行われるのが特徴です。そのため、PLCと比較して1タスクにかかる演算処理が短く、高速処理が可能です。

また、モーションコントローラはプログラムの容量が増えても一行の処理時間には影響ません。したがって、サーボモーターなどの複雑なシステムではモーションコントローラの方が高速に処理することが可能です。