モーターは、3Dプリンターその精度は3Dプリントの良し悪しに関係しており、一般的に3Dプリントではステッピングモーターが使用されます。
サーボモーターを使った3Dプリンターってあるんでしょうか？すごく高性能で精度も高いのに、なぜ普通の3Dプリンターに使わないんでしょうか？
欠点の一つは、価格が高すぎることです！一般的な3Dプリンターと比べると、価格に見合う価値はありません。産業用プリンターとしては、価格帯はほぼ同じですが、精度が少し向上する可能性があります。
ここでは、これら2つのモーターを取り上げ、詳細な比較分析を行い、その違いを見ていきます。
定義が異なる。
ステッピングモーターこれは離散的な運動装置であり、通常の交流およびDCモーター通常のモーターは電気で回転しますが、ステッピングモーターはそうではなく、コマンドを受け取ってステップを実行します。
サーボモーターは、サーボシステム内の機械部品の動作を制御するエンジンであり、制御速度や位置精度を非常に高精度にすることができ、電圧信号をトルクと速度に変換して制御対象を駆動することができます。
両者は制御方式（パルス列と方向性信号）は似ているものの、性能や適用場面において大きな違いがある。ここでは、両者の性能の用途を比較する。
制御精度が異なる。
二相ハイブリッドステッピングモーターステップ角は一般的に1.8°、0.9°です。
ACサーボモーターの制御精度は、モーターシャフト後端のロータリーエンコーダによって保証されます。例えば、パナソニック製のフルデジタルACサーボモーターの場合、標準的な2500ラインエンコーダを搭載したモーターでは、駆動部内部で使用されている4倍周波数技術により、パルス等価値は360°/10000=0.036°となります。
17ビットエンコーダを備えたモーターの場合、ドライブはモーター1回転あたり217=131072パルスを受信します。つまり、パルス等価時間は360°/131072=9.89秒となり、これはステップ角1.8°のステッピングモーターのパルス等価時間の1/655に相当します。
低周波特性が異なる。
ステッピングモーターは低速回転時に低周波振動現象を起こします。振動周波数は負荷状態と駆動装置の性能に関係し、一般的にはモーターの無負荷始動周波数の半分程度と考えられています。
ステッピングモーターの動作原理に起因するこの低周波振動現象は、機械の正常な動作に非常に悪影響を及ぼします。ステッピングモーターが低速で動作する場合、モーターにダンパーを追加したり、駆動部に分割技術を使用したりするなど、一般的に制振技術を用いて低周波振動現象を克服する必要があります。
ACサーボモーターは非常にスムーズに動作し、低速時でも振動しません。ACサーボシステムには共振抑制機能があり、機械の剛性不足を補うことができます。また、システム内部には周波数分解能機能があり、機械の共振点を検出してシステムの調整を容易にします。
運用性能に違いがある。
ステッピングモーターの制御はオープンループ制御であり、始動周波数が高すぎたり負荷が大きすぎたりすると、ステップロスやブロック現象が発生しやすく、停止時の速度が高すぎるとオーバーシュートが発生しやすいため、制御精度を確保するには、速度の上昇と下降の問題に対処する必要があります。
閉ループ制御用のACサーボ駆動システムでは、ドライバがモータエンコーダのフィードバック信号を直接サンプリングでき、位置ループと速度ループの内部構成により、一般的にステッピングモータのステップロスやオーバーシュート現象は発生せず、制御性能がより信頼性が高くなります。
要約すると、ACサーボシステムは多くの点でステッピングモーターよりも性能が優れています。しかし、要求される性能がそれほど高くない場面では、ステッピングモーターが駆動モーターとして使用されることもよくあります。3Dプリンターは要求される性能がそれほど高くない場面であり、サーボモーターは非常に高価なため、一般的にはステッピングモーターが選ばれます。
投稿日時：2023年2月5日