中古サーボモーターコントローラーの在庫・価格

サーボモーターコントローラー(サーボアンプ、サーボドライバとも呼ばれる)は、PLCやモーションコントローラなどの上位装置から位置・速度・トルクの指令を受け、サーボモーターを動かす電力に変換する装置である。同時に、モーターの検出器からの信号を使ってフィードバック制御を行う。単なる電力増幅器ではなく、指令値と実際の動きの差を打ち消し続ける制御演算部と、モーターに電流を流す電力変換部が一体になっている点が特徴である。
主回路は一般に3つの部分から成る。商用交流を整流して直流母線を作るコンバータ部、平滑コンデンサ、そしてIGBTなどのパワー素子でPWM制御を行うインバータ部である。減速時や垂直軸の下降時にモーターが発電した回生エネルギーは母線電圧を押し上げるため、回生抵抗で熱として捨てるか、電源回生方式で電源側に戻す。制御側は、最も内側に電流ループ、その外側に速度ループ、さらに外側に位置ループを重ねた多重ループ構成が基本で、応答が速いのは電流、速度、位置の順である。この処理は1秒間に数千から数万回の周期で繰り返される。
性能の目安として、速度周波数応答は古い世代で数百Hz程度、近年の高性能機では2〜3kHz程度に達する。組み合わせるエンコーダの分解能は1回転あたり17ビット(約13万パルス)から22ビット(約420万パルス)以上が一般的で、高分解能ほど低速時の滑らかさや微小な位置決めに有利になる。容量は数十Wの小型機から数十kWの大容量機まである。主回路電源は単相AC100V、三相AC200V、三相400V系のほか、DC24V/48Vの低電圧仕様もある。
指令の受け方による違いは実務上重要である。汎用インターフェース型はパルス列やアナログ電圧で指令を受け、パルス数が移動量、パルス周波数が速度に対応する。差動入力なら最大で数Mpulse/s程度まで受け付ける。一方、専用の高速シリアル通信や産業用イーサネットで指令を受ける型は、1ms未満の通信周期で多軸を同期でき、配線も減らせる。同じシリーズでも型式末尾の記号でインターフェースが異なることが多い。さらにモーターとの組み合わせは容量だけでなくエンコーダ方式でも決まっているため、中古品や保守部品を手配する際は上位装置・モーターとの適合を必ず確認する必要がある。
調整機能としては、負荷慣性の推定とゲインの自動調整、機械共振を抑えるノッチフィルタ(数十Hzから数kHzに対応)、低周波の残留振動を抑える制振制御などが一般的である。ゲインを上げると追従性は良くなるが、上げすぎると振動や発振を招くため、機械剛性との兼ね合いで決める。過電流・過電圧・過負荷・エンコーダ異常などの保護機能を持つ。電源を切った後も内部に高電圧が残るため、保守作業は一定時間待ってから行う。
用途は、工作機械の送り軸、産業用ロボット、半導体製造装置、電子部品実装機、包装機や印刷機の同期搬送、射出成形機、各種の位置決め装置など幅広い。なお同じ分野で扱われるステッピングモータードライバーは、検出器を持たないオープンループ制御が基本である。構成が簡単な反面、過大な負荷で脱調するおそれがあるため、高速・高負荷・高精度が求められる軸ではサーボ系が選ばれる。