当記事では、位置決めステージの制御方式はどのようなものなのか解説しています。また、オープンループ制御やクローズドループ制御などについてもまとめました。位置決めステージの制御方式について知りたい方は、ぜひ参考にしてください。
位置決めステージは、工作機械や検査装置などにおいて、対象のワークを高い精度で所定の位置に移動させて、その位置に固定する役割を持つ重要な機械部品です。 制御方式には、オープンループ制御・クローズドループ制御・フルクローズドループ制御といったものがあります。
オープンループ制御とは、現状と制御システム上の数学的モデルのみを使用し、入力に対して計算を行う制御のことです。構成が単純でコストが低く、故障耐性を重視するプロセスによく使用されているのが特徴です。また、センサを使用せずに指令のみで動作するほか、負荷変動に弱く精度制御は困難とされています。
システムの出力を常に監視し、その情報をフィードバックし、制御信号をコントロールする方式のことを指します。この手法によって高精度の制御が可能とされています。 リアルタイムで変動する温度や圧力などを制御する場合に有効なほか、センサで位置や回転数を検出し制御でき、外乱に強く高い位置精度で使用することができるでしょう。
フルクローズドループ制御とは、モータ軸ではなくワーク自体の位置を直接検知する制御のことを指します。システムの微細誤差を補正し、停止精度が非常に高いことがメリットです。精密装置やロボットに多用されることが多いのが特徴とされています。
また、フルクローズドループ制御の場合は、ボールねじの熱膨張やギヤのバックラッシによる誤差を軽減できるほか、動的な環境変化に対応しやすいのがメリットです。
制御方式の選び方や用途について気になる方もいるのではないでしょうか。ここでは、制御方式の選び方と用途について解説しています。
オープンループ制御は、システムが簡単で低コストなところがメリットです。設計やメンテナンスが容易なところも特徴に挙げられます。
精度要求や外乱環境に対処する際、クローズドループ制御は、有効なアプローチであり、現代の制御システムにおいて標準的に採用されています。
フルクローズドループ制御は、機械端の位置を直接検出することにより、ドライバにフィードバックすることで機械部品などの誤差を補正可能です。
位置決めステージの制御方式には、オープンループ制御やクローズドループ制御、フルクローズドループ制御などがあります。低コストでシンプルな用途にはオープンループが適しており、精度要求や外乱環境にはクローズドループが向いています。
制御方式選択の重要性を再確認し、目的・用途に応じた最適な制御方式の選定を心がけましょう。
位置決めステージを動作範囲の小さい順に並べると、ピエゾステージ・ステッピングモータステージ・リニアモータステージの3種類に大きく分類できます。充実したラインナップから選べて、いざというときはカスタム開発もできるおすすめメーカーをご紹介しているので、依頼先選びの参考にしてみてください。
引用：フィジックス テクノロジー公式サイト
（https://physix-tech.com/index.html）
引用：コムス公式サイト
（https://www.coms-corp.co.jp/）
引用：日本トムソン公式サイト
（https://www.ikont.co.jp/）
