パルス列出力のコントローラで位置決めモータ制御もモーション制御も安く、簡単に

安いステッピングモータや安いACサーボを
簡単に回す方法とは

株式会社プライムモーション　代表取締役　片桐　崇
ニックネーム『モーションおやじ』
モータ制御開発35年目

このページに初めてお越しの制御システム屋さん

「23bitエンコーダの高性能サーボは不要だ」
「2500パルスのサーボで安く作りたい」
「IAIステージも動かして、メカ設計を簡単にしたい」
「減速機付きのオリエンタルのステッピングモータも使いたい」
「安い2相ステッピングモータも使いたい」

制御屋さん

「移動動作を事前登録して、パラレル起動したり、Modbusで通信起動したりするのが面倒」
「難しいプログラムを書くのは嫌だ」
「マイナーなプログラム言語を学習するのは嫌だ」
「PCIスロット付きの大きなパソコンは使いたくない」
「安い低機能モータコントローラを採用して、すぐ限界、乗り換えの繰り返しも嫌だ」

そう、お考えかと思います。

良い解決策が見当たらない。
高く、難しくて当たり前だ。
とお考えかと思います。

確かに、”このページを見るまでは”、そうでした。
しかし、当社はその業界常識をひっくり返しました。

パルス列位置指令で８個のモータまで、
一箱のユニットで、自由に制御できるようになりました。

その製品は『InterMotion（インターモーション）』といいます。

突然ですが、Windowsのノートパソコンは今、お持ちですか？
お答えが『YES ! 』なら、良い方法があります。

次に、そのパソコンにLANのポートは、ありますか？
無ければ、USB-LAN変換アダプタを挿してください。

そのLANポートと青いモーションユニットの
『InterMotion（インターモーション）』をLANケーブルで接続してください。

『InterMotion（インターモーション）』は、
ノートパソコンから８個のモータ駆動装置に対して、
移動したい目標の位置に対応した数の電気信号の位置指令パルスを出力します。

パルス列で、位置決め、モータ制御

電気信号の位置指令パルスでモータを回すことは、超簡単です

１パルスで６度回るモータなら、
電気信号の１パルスで、モータのシャフトが６度回ります。

２パルスを出力すれば、６度の２倍の12度回ります。

とても簡単です。

パルス列の位置指令でモータを回すことは、30年以上前から業界標準です

安いステッピングモーターも、最先端の超高性能なサーボモーターも、
すべてパルス列位置指令で回せます。

業界のみんながパルス列位置位置指令の機器を育ててきました。
安くてコストパフォーマンスの良いモータ制御機器がいっぱいあります。

だれも文句のつけようがないオープンインターフェース。
パルス列の位置指令は、守備範囲が一番広いのです。

とてもお得です。

回った角度を検出する機器（エンコーダ）の標準A相、B相信号カウンタも装備してます

『InterMotion（インターモーション）』は、回ったモータの角度を検出するための、
標準的な信号のA相、B相信号を入力する回路を備えています。

A相信号、B相信号の変化点にて、
1つずつカウントするA相相カウンタも標準で内蔵しています。

エンコーダ分解能の詳しい解説です↓

エンコーダの分解能について

エンコーダ分解能とパルス数今日はロータリーエンコーダ、および、リニアスケールの基本。エンコーダ分解能とパルス数の関係図エンコーダ１パルスは、エンコーダ分解能の４倍。 1回転で1000パル…

横幅は1/5以下。大幅に小型化、低コスト化を実現しました

LAN付きCPU、８軸パルス列発生、8軸A相B相カウンタが一体になりました。

同程度の性能を持つ他社コントローラと比較して、サイズもダウン、コストもダウン。

横幅はなんと、1/5以下です。

『InterMotion（インターモーション）』を、
同等機能を実現可能なシーケンサ（PLC）という制御機器と比較してみます。

Ethernet付きCPUユニット
4軸パルス列位置指令ユニット
4軸パルス列位置指令ユニット
４軸高速カウンタユニット
４軸高速カウンタユニット

の5つがプリント基板１枚にまとまって、
より小型で、より低コストなコントローラです。

高性能の集積回路と高密度なコネクタが小型化のカギです。

1つのコネクタから68本、
２つのコネクタを合わせると、136本の線が出ています。

8個のモータに対して、
時計回転パルス信号、反時計回転パルス信号があります。

また、角度検出器用のA相信号、B相信号の入力があります。

加えて、モータ制御に必要十分な信号

励磁オン出力信号（モータにトルク発生を許可する信号）
ドライバアラーム入力信号
ドライバアラームリセット出力信号
エンコーダZ相入力信号
＋側リミット入力信号
－側リミット入力信号

も入っています。

シンプルなモータコントローラエンジン

モータコントローラ『InterMotion（インターモーション）』は、
主に２つのIC（集積回路）

高性能マイクロコンピュータ
簡単なパルス発生回路（FPGA）

より構成されています。

高性能マイクロコンピュータでは、
１秒間に1000回（1ms）ごと、
８個のモータの行くべき位置を計算しています。

その計算値が得られたら、
簡単なパルス発生回路で、パルスを発生させて、
位置指令を出力しています。

構成はシンプルですが、
長年かけて開発してきたモータ制御ソフトウェアを実行することによって、
高性能なモータコントローラを実現しています。

高性能マイクロコンピュータのソフトウェアで、
行くべき位置を計算しているので、
モータの動かし方は、自由。

以下のような３個のモータが特別に関係しあう動きも実現できます。

また、XYZステージで、３次元の丸いカーブを描くことも可能です。

安いサーボやIAIステージやオリエンタルに接続

以下のモータドライバに接続した『InterMotion（インターモーション）』が日夜世界中で動いております。

IAI社 SCON-CA-**I-NP-*（パルス列制御モード、正転パルス、逆転パルス）
IAI社 PCON-CA-**PI-NP-*（パルス列制御モード、正転パルス、逆転パルス）
IAI社 ACON-PL-**I-NP-*（正転パルス、逆転パルス）
オリエンタル ARLシリーズパルス列入力タイプ（正転パルス、逆転パルス）
パナソニック社 MINAS-Eシリーズ(2500パルスのサーボ、正転パルス、逆転パルス)

簡単で使いやすいソフトウェアライブラリー

たとえば、Visual Studio 2019 CommunityのC#環境で参照設定します。

励磁オン（サーボオン）
原点復帰
PTP移動

などのメソッドが用意されています。

8軸パルス列小型モータコントローラ

ここまで、
８軸のパルス列位置指令
しかも、
Ethernetがついた、
一箱ユニットのモータコントローラ「InterMotion」について
ごくごく簡単にご説明しました。

まだまだ、ご説明したいことがありますが、
「InterMotion」には、あなたの想像はるかに超えた世界があります。
このページを「小さい会社だから」、「無名だから」と無視するのは、簡単です。

しかし、

LAN一本で簡単接続
簡単なプログラム

で、
８軸のパルス列位置指令制御ができてしまう技術が目の前にあります。
いかがされますか。

詳しい製品内容・仕様を見る

資料ダウンロード

パルス列で高精度モーションコントロール

さてここからは、
機械装置メーカのエンジニアの方へ

アマチュア向けの製品とお思いかもしれません。
しかし、プロ向けのご説明はこれからです。

いあままで「モータ」コントローラとして説明してきました。
これからは、高機能「モーションコントローラ」としてご説明いたします。

InterMotionは、内部にモーション制御プログラムを記述することができます。
今のところ、正直に言えば、マイナー言語ですが、
お客様がプログラムを書くことによって
以下の1msのばらつきの、
自由な高速応答動作を手に入れることができます。

Input、Output連動モーション

『InterMotion（インターモーション）』は緑のコネクタがあります。
ここには、汎用のInputポート、Outputポートがあります。

このInputポート、Outputポートは、
モータの動き(モーション)と、1ms周期で
関連させることができます。
応用例をいくつかご紹介します。

センサINで減速停止（1msばらつき）

センサ入力を1msスキャンして、減速停止、ばらつきは1ms以内。
システムシフトがセンサINを監視して
自動的に減速を開始します。

お客様のプログラムは、
そのINポートをどの軸の減速停止信号とするかの
割り当て設定だけです。
もちろん、センサINでモータ移動開始の機能もあります。

押し込み軸の圧力センサに適用

センサIN区間で定速（1msばらつき）

搬入、搬出は高速。検査ステーションでは定速。

減速タイミングを可能な限り、遅らせて、
加速タイミングを可能な限り、早めて、
定速時間を最小限にして、タクトを最大限に上げる。

こんなことも簡単です。

ピックアンドプレイス動作中の指定位置でDOUT（1msばらつき）

ピック時、指定位置で早めに吸着ポート真空ON。プレイス時、指定位置で早めに真空破壊。
システムシフトがモータの位置を監視して、自動的にDOUTポートがON、OFFします。

アーチモーション（ゲートモーション）（1msばらつき）

XYZステージで、安定したアーチ状（門形）のモーションが可能。

Z軸上昇している途中で、Z軸の下降開始。
システムシフトが位置を1ms周期で、
監視しながら、途中から、
他の軸の移動を開始します。

XYステージ、YZステージでも可能です。

半導体製造装置工程、小型電子部品組立てにて、
門の形を停止することなく、スピーディに移動します。

前述の、指定位置でDOUT機能を合わせて使えば、吸着ポート制御が連動します。
ICや小型電子部品のピックアンドプレース作業に最適です。

内部プログラム例（アーチモーションの例）

アーチモーションのプログラムは、
pos_pick_topなどに目標位置を代入後、
以下の４行だけ。

RobSetOverlap(Rob1,50); //オーバーラップ命令
RobPtpMove(Rob1,pos_pick_top,3) //上昇移動命令
RobPtpMove(Rob1,pos_place_top,3) //水平移動命令
RobPtpMove(Rob1,Pos_place,1) //下降移動命令

これだけ。
PTP移動命令を３つ書いて、
その前に、便利な命令を書きます。その名前は
「ロボ　セット　オーバーラップ　命令！」
位置決め監視、アラーム監視はシステムソフトが担当。