• 2017年01月18日(水) 10:30 ～ 17:30

１． モーションコントロールとは

　　(1). 本講座で対象とするモーションコントロールの定義

　　(2). モーションコントロールを必要とするマシン

　　　　a. 動画で事例紹介（精密加工・ロボット・巻線機・半導体製造等）

　　　　b. モーションコントロールの重要性

２． モーションコントロールの仕組み　

モーションコントロールは、機構・サーボモータ・位置検出器・サーボアンプ・コントローラの総合技術である。まずは、各々の要素の意味と役割を理解いただく。

　　(1). ブロック図と各要素（モーションコントローラ、サーボアンプ、モータ・エンコーダ、機構、作業ヘッド）

　　(2). 機構

　　(3). 作業ヘッド（ハンド・ツール・主軸など）作業するツールと作業内容の例

　　(4). モータとエンコーダ（位置検出器）

　　　　a. モータ：サーボアンプの指令通りの力・速度を発生、位置制御

　　　　b. エンコーダ：サーボモータの回転位置（高精度）100万分割や400万分割、速度検出も兼ねる

　　(5). サーボアンプ

　　(6). 機械の入出力制御

　　　　a. 出力：シリンダーやソレノイド

　　　　b. 入力：リミットスイッチや各種センサー

　　(7). モーションコントローラ

　　　　a. サーボアンプへの指令、入出制御、上位・周辺制御機器との接続（通信）

　　　　b. モーションコントローラの実例

３． モーションコントローラの機能

　　(1). 基本機能：正確な多軸制御を実現する機能

　　(2). 応用機能：正確な運転や実動作に直結する機能

　　(3). モーションコントローラの運転方法：状況や作業目的で運転方法を選択

　　(4). 運転プログラム：緻密で高度な動作を簡単に記述

　　　　a. Ｇ言語運転

　　　　b. ロボット言語（テクノ言語）運転

　　　　c. マクロ機能で運転にバリエーション

　　　　d. マルチタスクで複数作業を並行制御

　　(5). モーションコントローラの操作：単独運転〜ライン制御（連動）

　　　　a. PCから運転：運転画面例

　　　　b. スイッチパネルで運転： 操作スイッチや操作パネルの例

　　　　c. PLCから運転：サンプルラダー

４． 高速・高精度とは

　　(1). マシンや動作の内容や目的で考える必要がある

　　(2). 位置決めの高精度：静的な精度

　　(3). 補間動作の高精度：動的な精度

　　(4). 各マシンでの高速・高精度の事例

　　　　a. 半導体製造装置での高速・高精度：貼り合わせなど

　　　　b. 精密加工機での高速・高精度　　：微小補間の連続の意味

　　　　c. 巻き線機での高速・高精度　　　：微小補間の連続の意味

　　(5). 力・トルクの高精度

　　(6). 速度の高精度

５． 高速・高精度化のための技術

　　(1). 位置検出の高精度化・高分解能

　　　　a. シリアルエンコーダ：パルス発生型との比較・メリット

　　　　b. 回転型サーボモータのエンコーダ（セミクローズ制御）、最新動向、セミクローズ制御

　　　　c. リニアスケールによるフルローズ制御（課題とメリット）

　　(2). サーボアンプへの指令方式

　　　　a. パルス列方式の課題（限界）とメリット

　　　　b. ネットワーク方式（EtherCATやMECHATROLINK）課題とメリット

　　(3). 静的精度を高めるために

　　　　a. 位置検出の量子化単位

　　　　b. ピッチエラー補正

　　　　c. 機構補正

　　(4). 動的精度を高めるために

　　　　a. 機構の剛性：機構をモデル化して理解（慣性・摩擦負荷・バネ要素）

　　　　b. サーボ系　：位置・速度・電流の３重ループ制御を理解

　　(5). 高速高精度のためのモーションコントローラの仕組み

　　　　a. 内部ブロック図　 軌跡発生→加減速→各軸位置制御→サーボアアンプへの指令

　　　　b. サンプリング制御（制御周期）

　　　　c. モーションコントローラの軌跡発生の仕組み

　　(6). モーションコントローラの精度

　　　　a. 多軸の同期精度（補間精度)

　　　　b. 制御周期と指令の緻密さ：連続性の問題、微小な補間の連続性能

　　　　c. 加減速制御

　　　　d. いろいろな補正機能

　　(7). 最新のサーボアンプ

　　　　a. 制御周期と応答性

　　　　b. サーボ系の剛性をあげる：制振制御

　　　　c. 応答性・軌跡精度を向上：偏差レス制御

　　(8). 動的精度の定量的な検証手段：計測の原理・計測データ例

　　　　a. 1軸の解析：サーボアンプメーカのソフト

　　　　b. 2軸・多軸での合成（軌跡）精度、同期性の精度

　　(9). 多軸の同期性の仕組み（サーボメーカも語らない本当の仕組み）

　　(10). さらなる高精度化の事例

　　　　a. センサーラッチ（高精度位置計測）

　　　　b. ガントリー（平行軸)

　　　　c. ３次元補正

　　　　d. 同期追従

　　　　e. 接線制御

　　　　f. 微小補間の連続能力　多軸同期制御

　　　　g. 精密加工・成型・巻線・ロボット制御・ロール制御への応用

　　　　h. ソフトIF：PLC／画像処理／CAM／生産管理などユーザソフトと直結

６． モーションコントロールの成果事例

　　(1). 発展的な応用

　　　　a. 産業用ロボットへの応用

　　　　b. 超多軸制御

　　(2). 応用事例：モーションコントロールによるメリット・成果

　　　　a. 高速巻き線機　：ノズル巻き

　　　　b. 高速組み立て機：圧入・圧着

　　　　c. 複合マシン　　：専用加工機とロボット（搬入・搬出）

　　　　d. 専用加工機　　：研磨　切削

　　　　e. バネ製造　　　：成形

　　　　f. 放電加工機

　　(3). オープン化とソフトIFの公開の事例

７． 付録

　　(1). モーションコントローラを総括して整理

　　(2). モーションコントローラの周辺技術（連係）

　　　　a. MCモーションコントローラとPCの連係

　　　　b. モーションコントローラとPLCの連係

　　　　c. IoTへの展開

日本テクノセンター研修室