ステアリングギアとサーボモーターの違いは何ですか?モデルを選ぶときの5つのポイントに注意してください

01異なる起源: 1 つはモデルのために生まれ、もう 1 つは業界のために生まれました

サーボはリモコンモデルで初めて使用されました。

小型

制御回路が付属しています

通常、回転角度は 180 度を超えません。

サーボ モーターは産業オートメーションから生まれました。

ドライバーが必要です

連続回転をサポート

広いトルクと速度範囲

カップをつかむための小さな機械を作りたいとします。肩関節としてサーボを選択した場合、コストは比較的安いですが、ぐらつきやすくなります。同じ動作をサーボモーターで行うと動作はスムーズになりますが、予算は2倍になります。

キーワード: ポジションフィードバック

02制御信号: PWM vs パルス+方向

サーボは単一の PWM 信号で角度を制御します。

ハイレベル時間の 1.5ms が中間位置に相当します。

どのようなパルス幅を与えても、対応する角度に回転します。

サーボモーターは通常、パルス + 方向の 2 つの信号を使用します。

パルス数で移動距離が決まり、方向信号でステアリングが決まります。

CANopen や EtherCAT など、バス通信をサポートする高度なサーボ システムが存在します。

Q: PLCのパルス出力にサーボを接続できますか?

それは機能しません。サーボに必要なのは20ms周期のPWM信号であり、PLCの通常のパルス出力を直接駆動することはできません。。

03フィードバック機構: ポテンショメータとエンコーダ

ステアリングギア内部用ポテンショメータ角度を検出します。

ポテンショメータはアナログ デバイスであるため、長期間使用すると磨耗や温度ドリフトが発生します。

したがって、サーボの再現性は一般に 0.5 度を超えます。

サーボモータに用いられる位置検出装置には、光学式エンコーダや磁気式エンコーダが用いられる。光学式エンコーダは、光学原理を利用し、光電変換によりモータ軸の回転位置や回転速度を正確に計測し、高精度なフィードバック信号を得ることができます。磁気エンコーダは磁気電気効果に基づいており、磁場の変化に基づいてモーターの回転を検出します。より正確な位置と速度の検出も実現できます。これら 2 つのエンコーダは、サーボ モータ システムにおいて、モータ動作の正確な制御と安定したパフォーマンスを確保するために重要な役割を果たします。

分解能は 1 回転あたり 20,000 パルス以上に達します。

閉ループ アルゴリズムでは、位置決め誤差は 0.01 度未満です。

あなたは 3D プリンターを作り始めました。その過程で、サーボを使用して押出ヘッドを駆動し、印刷作業を実行しようとします。このとき、プリントされたモデルの表面にテクスチャが現れていることがわかります。しかし、サーボをサーボモーターに置き換えると、素晴らしいことが起こります。モデル表面のテクスチャが消えます。この特に重要な変更は、エンコーダによってもたらされる本質的な変更です。

キーワード: 閉ループ制御

04トルクと速度：重労働にはどちらが適していますか?

ステアリングギアのトルク単位はkg・cmです。

たとえば、15kg·cm のステアリング ギアは、1cm のモーメント アームで 15kg を持ち上げることができます。

実際の速度は通常 0.1 ～ 0.2 秒/60 度です。

サーボモータのトルク単位はN・mです。

1N・mは約10kg・cmに相当します。

出力100W、トルク0.3N・m、回転数3000rpmのサーボモータがあります。

減速機を追加するとトルクは数十倍に増幅されます。

Q: サーボを連続回転させて車輪を作ることはできますか?

A: 通常のサーボは動作しません。改造するか、360度サーボを購入する必要があります。ただし、位置制御が失われる状況も発生します。

よく見られる例: 工場の組立ラインのベルトコンベア。サーボは連続回転と長時間の負荷に耐える必要があるので当然使えません。しかし、サーボモータと周波数変換器の組み合わせを選べば簡単に対応できます。 1日8時間稼働しても全く負担がありません。力は比較的小さく、瞬時の動作のみを必要とするため、航空機モデルのステアリング面にサーボを使用するだけで十分です。

05コストとメンテナンス: 予算が選択を決定します

標準的なサーボの価格は 30 ～ 200 元です。

壊れたら新しいものと交換するだけで修理費はゼロです。

サーボシステム（モーター＋ドライブ＋エンコーダー）は500元から。

高級シリーズは2,000元以上します。

メンテナンスには専門家がパラメータとゲインを設定する必要があります。

あなたは、5,000 元の予算で小規模バッチのデスクトップ ロボットの構築を開始します。サーボを使用して 6 つのジョイントを構築し、節約された資金でより優れたコントローラーを購入します。

医療用手術ロボットを作成する場合は、サーボを使用する必要があります。なぜ？それは、精度と信頼性に対する要求が非常に高いためです。

核心的な点は繰り返しますが、低コスト、低精度、小角度のアプリケーション シナリオでは、サーボは良好なパフォーマンスを発揮します。ただし、非常に動的で高精度で連続回転が必要なシナリオには、サーボ モーターの方が適しています。。明確にしておきますが、この 2 つに絶対的な違いはありません。重要なのは、取り組んでいるプロジェクトのニーズと予算に基づいて適切な選択を行うことです。

行動の提案：

まず自分自身に問いかけてください: 継続的に転送する必要があるか?欲しい → サーボ

もう一度質問してください: 位置決め誤差は 0.1 度未満であるべきですか?欲しい → サーボ

最後に予算を見てみましょう：300元未満/軸→サーボ

あなたが直面している特定の状況が不確実な状態にある場合は、キロパワーServoブランドのステアリングギア、低出力特性を備えたサーボデバイス。その後、テストベッドが構築され、テストが 1 週間継続されました。この 1 週間の間にさまざまなデータを収集し、分析することで、最終的にはあなたが探している答えが明確かつ簡潔にデータから明らかになります。