高級5軸CNC工作機械は、なぜサーボモーターではなくDDモーターを選ぶのですか?

DDモーターは、高精度、高速な動的応答、低いメンテナンス要件、長寿命により、5軸CNC工作機械などの高級設備で広く使用されています。

DDモーターとは何ですか?

DDはダイレクトドライブの略で、トルクモーターとリニアモーターを含みます。モーターと組み合わせると、DDダイレクトドライブモーター、つまりダイレクトドライブモーターと呼ばれます。高トルク出力であるため、一部の企業ではトルクサーボモーターとも呼んでいます。従来のモーターとは異なり、DDモーターの高トルクにより、減速機、ギアボックス、プーリーなどの伝達部品を不要にし、運動システムに直接接続することができます。これがダイレクトドライブモーターと呼ばれる理由です。

なぜDDモーターを使用するのですか?

DDモーターは通常、高分解能エンコーダーを搭載しており、従来のサーボシステムよりも高いレベルの精度を実現できます。さらに、直結構造により機械伝達によって生じる位置決め誤差が低減され、加工精度が確保されます。特定のカム駆動制御方式では、機械的摩擦によって生じる寸法誤差を低減するだけでなく、設置時および運転時の騒音も大幅に低下させます。

DDモーターとサーボモーターの違いは何ですか?

DDモーターは、トルクモーターとも呼ばれ、高い出力トルクと、負荷をモーター表面に直接取り付けられる一体構造を備えています。モーターと作業台の間に精度損失がないため、システム全体の精度が向上します。ギアボックスや機械伝達がないため、そのような部品に伴うエネルギー損失もありません。ダイレクトドライブ構造により、プログラミングによって割出位置をより簡単に変更でき、運転騒音も低減されます。高分解能エンコーダーを備えることで、DDモーターは角秒レベルの精度を実現できるため、業界ではダイレクトドライブモーターと呼ばれています。

従来のサーボモーターは、アクチュエータモーターとも呼ばれ、自動制御システムにおいて電気信号を角変位または角速度に変換するために使用されます。これにはACサーボモーターとDCサーボモーターの両方が含まれます。その動作原理は、信号電圧がゼロのときモーターは回転せず、トルクが増加するにつれて速度が均一に低下するというものです。サーボモーターはトルク、位置、速度の制御モードで動作でき、通常は高精度の閉ループ制御システムで使用されます。一般に低慣性で、位置決め用途に適しています。

なぜDDモーターは高級5軸CNC工作機械により適しているのですか?

DDモーターはギアボックスを使用しないダイレクトドライブ構造を採用しており、バックラッシゼロを実現します。これは、バックラッシ誤差が5軸ロータリーテーブルにおける最大の課題の1つであるため、極めて重要です。その非常に高い精度と繰り返し精度は、光学スケールなどの高級エンコーダーと組み合わせることで、1角秒未満の精度に達することができ、航空宇宙部品やインペラのような複雑部品の加工において特に優位です。さらに、機械的な伝達チェーンが存在しないため、DDモーターは極めて高速な動的応答を提供し、高速5軸同時加工に最適です。DDモーターの初期コストはサーボモーターとギアボックスの組み合わせより高いものの、必要なメンテナンスは非常に少なく、耐用年数もはるかに長いため、長期的にはより優れたコストパフォーマンスを実現します。

DMG MoriやMazakなどの主要メーカーは、高級5軸機にDDダイレクトドライブモーターを広く採用しており、DDモーターが高級5軸CNC加工に最適なソリューションであることを示しています。