サーボの電気制御

サーボモーターとは物体の位置を制御量として、目標値に追従するように自動で作動するモーターです。

サーボアンプ
キーエンス SVシリーズ

といっても難しくありません。 簡単に言えば単純にモーターをＯＮ・ＯＦＦするのではなく、 何ｍｍ動けといった位置を指定して動かすことができるモーターです。

ＰＬＣでサーボモーターを動作させるときは、ＰＬＣ→サーボアンプ→サーボモーターの順番で命令します。

当方は三菱電機、キーエンス、オムロンのサーボを制御するシステムを開発した実績がありますが、今回は初心者でも分かりやすいキーエンスのサーボ制御を紹介します。

キーエンスのサーボアンプはＫＶ−ＭＯＴＩＯＮと呼ばれるＰＣソフトでプログラムを書くことなく、速度や動きの設定ができます。

ＰＬＣで組むプログラムはデータメモリで位置を指定し、サーボアンプにサーボ動作命令を行うだけです。

百聞は一見にしかずということで、プログラムを見てもらいます。 (ＰＬＣに接続するサーボモーションユニットはＫＶ−ＭＬ１６Ｖ、サーボアンプはＳＶを使用。)

・サーボ電源ＯＮ

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三菱電機のＰＬＣでいうＸ番号(入力)・Ｙ番号(出力)は、キーエンスのＰＬＣではＲ番号(入力・出力とも)になります。 またＬＲ番号はラッチリレーと呼ばれ、三菱電機のＰＬＣでいうＭ番号で電源を切ってもＯＮ・ＯＦＦの状態を保持しているリレーです。

ＣＲ２００２は常時ＯＮの特殊リレー(常に接点は繋がっています)です。Ｒ１１６００(動作許可)、Ｒ１４１１３(軸１サーボＯＮ)は、 ＰＬＣのサーボモーションユニット(ＫＶ−ＭＬ１６Ｖ)の設定時に自動で割り振られる番号です。

※以下同様ですが、サーボ制御に使用するＲ番号はサーボモーションユニットの設定時に自動割り振りされます。 このＲ番号は設定によって番号が変わりますので、ご注意ください。 このサイトのＲ番号はあくまでも一例としてください。 どの番号のどのリレーかはＫＶ−ＭＬ１６Ｖのマニュアルに表があります。

このプログラムではまずＰＬＣ起動時にサーボの電源をＯＮにしています。

・位置決めの値をサーボアンプに設定

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２００ｍｍの位置に移動するよう値をサーボアンプの目標位置格納バッファ領域に書き込んでいます。 ＵＷＲＩＴ命令文はバッファアドレス18016(開始ポイント番号１の目標位置格納領域)に、 データメモリＤＭ５００に格納されている値：２００を書き込む命令です。

※キーエンスのデータメモリはＤＭ番号になります。またバッファアドレスもＫＶ−ＭＬ１６Ｖのマニュアルに表があります。 位置決めの単位ｍｍはＫＶ−ＭＯＴＩＯＮで設定します。

・位置決め指令

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Ｒ０００(入力)を運転開始ボタン、Ｒ１０００(入力)を運転停止ボタンとしています。

Ｕ＿ＷＲＰＰＮＴ命令文で目標位置格納した開始ポイント番号１を設定し、 サーボ位置決め制御開始リレーＲ１００００をＯＮしています。 これでサーボが２００ｍｍの位置に移動します。

※ＳＥＴ命令文は一度リレーをＯＮしたら、ＲＥＳ命令を行うまでＯＦＦになりません。 位置決め制御開始要求をサーボアンプが受け付けたら（Ｒ１０８００で判断）、Ｒ１００００をＯＦＦにしています。

※位置決め完了(＝２００ｍｍの位置に移動完了)したら、Ｒ１０８０２がＯＮします。その時点でＲ１０００２をＯＦＦにします。 (これはお決まりですので深く考えないでください。)

運転停止したいときは減速停止リレーＲ１４００２をＯＮにします。

・サーボを動作させるだけのプログラムはワンパターン

上記紹介したサーボプログラムは実は、ＫＶ−ＭＬ１６Ｖのマニュアルのサンプルプログラムとほとんど同じです。

サーボを動かすだけのプログラムは決まり決まったワンパターンプログラムになっています。 （どのように応用的に動かすかが、電気制御技術者の設計力の見せ所です。）また同期制御(例：サーボモーター軸１と軸２を同期して動作させる制御)もサンプルプログラムと設定でできます。 詳しくはＫＶ−ＭＬ１６Ｖのマニュアルを参照ください。