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モータ選定と機械設計
- モータ選定での問題や設計上の疑問について考えます。
- モータ選定の際には余裕を持つことが重要ですが、もし動かなかった場合は1つ上のモータにする必要があるのでしょうか？
- 一般的な設計では、最初から余裕を持ったモータを選定し、そのモータに合わせた設計を行うことが一般的です。
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モーターは定格時のトルクをベースに設計しますが、さまざまな形式があり その特性も多様です。負荷によっては始動時にひっかかって、定格まで立ち上 がらないこともあります。一般には余裕をもって設計しますが、負荷特性など で見落としは有りませんか？一般には設計段階でランク上のモーターを考慮し て、設計するようなことはしないと思います。モーター特性および負荷特性を 考慮して適当な安全率を設定すべきだと思います。
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再出です。(先ず、前出の追記を確認ください) 簡単な機構説明と計算内容と、余裕率(安全率)を補足説明していただけませんか？ それと、動く動かないでの問題と、一定速度(定格速度)に達するまでの時間が遅い、鈍い、等々 でもクレームが出るのであれば、その内容も記述ください。 余裕率(安全率)が大きい場合で動かないなら、組付が悪い場合があるのか、悪い組付が できる設計に問題があるから、補足説明してください。 悪い組付ができる設計に問題がある場合にクレームがでます。 一定の組付スキルがない人での組付が悪い場合は、クレームがでてきません。 悪い組付ができる設計を組付セクションとデザインレビューして改善したほうが得策の 場合もありますよ。
お礼
ありがとうございました。 簡単な説明ですが、機構はよくあるボールねじを使った往復運動です。 モータの安全率は2をみました。 モータの方はメーカにも選定してもらいましたが結果は同じでした。 選定ミスはないと思いました。 （理論上は） 悪い組み立てができるような設計になっていました。 悪い組み付けができないような設計をしなくてはいけないんですね。 これからはそう言ったことも頭に入れて設計します。 ありがとうございました。
回答の中に 「負荷トルクを計算して安全率を加味してモータを選定する手順は確立されているので、プロセスに誤りがなければ、問題ないハズです。」 これはこれで正しことであり、計算して、設計すべきだとおもいます。 しかし複雑な機械な場合、計算通りにいけば良いのですが、必ずモ－タ－の実際のアンペアを測定し、設計が正しかったかどうか検証することが大切だと思います。 単純にものを回転させる場合は計算で出ると思いますが、回転物が何かに接触して圧力をかけている場合、あるいはベルトを駆動させ物を搬送させている場合、単純に計算で出るとは思えません。 駆動されるものが何かに接触している場合、機械的ショックが伝わります。また「機械振動」という要素があります。 この場合、設計者の計算外になります。 自身の経験でベアリングが破損する、モ－タ－が小さすぎた、ということが過去何回も経験しましたが、複雑な機械の場合、計算＋測定の経験値、は絶対に必要だと思います。 設計的計算で選定されたモ－タ－の運転時のアンペアを測定すれば設計の検証ができると思います。 計算だけで良いという考え方は不充分です。 当方は、HIOKI製のクランプ式アンペア、電圧測定器を使用しています。 \20,000.程度で購入できると思います。 HIOKI 3286-20 がお奨めです。 クランプのリングをモ－タ－の U,V,(W)線のいずれか1本にはさんで測定するだけです。簡単です。 最高負荷時のアンペアとモ－タ－の定格アンペアを測定すればメカ設計が正しかったかどうか一目両全です。 電気屋さんでなくても、アンペア測定は簡単です。道具があれば。
お礼
ありがとうございました。 モータの実際のアンペアを測定するとありますが、 測定はどのようにするのでしょうか。 宜しくお願いします。 ありがとうございました。 >必ずモ－タ－の実際のアンペアを測定し、設計が正しかったかどうか検証することが大切だと思います。 頭に入れておきます。
うーん 設計思想の違いです 製品設計ではないので 限界設計する必要はないし 設備ものなら特にそうです この辺を語るとOOの話になるので http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%96%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88%E6%8C%87%E5%90%91 動力系を分離させておけば たとえば類似品を作った時応用もききますし もし完成したとき 動かなかった場合 取り換えもできますし 数年後 やっぱサーボ化してとかになっても 改造がしやすくなります システム内に複雑に組み込んでおくと いろんなところが問題になって orz になります これは初期の設計段階でも言えることで 構想段階でガチガチのシステムを組んでしまうと 修正に時間がかかります ↑ 残業ばかりの設計になってしまいます どちらが正しいのといわれると 難しいです 私の考え方は少数で 大体の技術者はガチガチのシステムを組み上げるのです それオナヌーっだよ っていうと敵視され はずされるのです
お礼
ありがとうございました。
質問者さんの設計手法が正しいと考えます。 きちんと負荷トルクを計算して安全率を加味してモータを選定 する手順は確立されているので、プロセスに誤りがなければ、 問題ないハズです。 （但し、念のため１ランク上のモータのサイズを確認することは、 否定しません） 今回、設計的に問題無かった訳ですが、今後の糧とするならば、 組立図に組み付けのキモ(例えば芯スレを0.01mmにするとか)を指示 することも一案です。 因みに回答(2)さんが書かれている通り、電機設計さんに問題解決 を委ねることは良くある話ではありますが、機械設計からみたら 恥ずるべきことでしょう（小生も昔は電機設計に叱られました）。 >>回答(6)氏 小生の回答の言葉足らずですが、 「プロセスに誤りがなければ問題ないハズ...１ランク上のモータの サイズを確認することは否定しません」 において貴方のお考えはごもっともと考えております。 計算＋経験則でかなり対応できるでしょう。 機械が動かなかったときに、安易に上位サイズのモータへ交換すること はイタダケナイ．．．は共通認識かと。
お礼
ありがとうございました。
誰から云われたかや、構造にもよると思います。 誰から云われたかは、モータを1つ上のモータに変えればコストも上がります。 スペースのことを考えれば、商品価値も下がる場合もあります。 (当然、動作しなければ信用がなくなりますし、ダウンタイムの損失もでますが…) 会社全体での判断での方向性でしょうかと云う内容です。 構造によるは、誰がやっても動作抵抗が一定になる構造になっているかです。 誰がやってもは、お客様の保全担当者が調整してもです。 結局は、計算では負荷動力＋αでモータ動力をだします。 この＋αに動作抵抗がおさまらないときに、動作不良します。(当然ですが) この＋αを構造によって、どのように使い分けるかも設計の技量です。 蛇足ですが、 Ａ）ISOではデザインレビューで、製造と過去の類似装置で動力モータの動作安全率を どのように今回は設定するかを確認します。 それが、早まった内容との解釈もできます。 Ｂ）動く＆動かないの内容もありますが、加速性能を問われる装置もあります。 これは、動く＆動かないに比べて算出が難しいので、余裕をよりもった動力選定をします。 設計セクションは会社の一つの華です。 社内の調整等の能力や出荷後のことまで考慮したモータ選定を含めた設計をする必要があります。 大きな視野をもって考えてみてください。 動く動かないでの問題と、一定速度(定格速度)に達するまでの時間が遅い、鈍い、等々で 各セクリョンからクレームが出る場合もあります。 それらも含めまして、被害者的な受け止め方をしないで、負荷動力計算は計算ミスをしない 限り問題は発生し難い、動作抵抗は設計の手法で組立時に一定になるようにして、設計主導で このようなことは考えるべきです。
お礼
ありがとうございました。 加速性能を求める場合はより余裕を持った動力選定をするんですね。 ありがとうございました。
私も同様の経験をしたことがありますが 機械系の意見が強いと無茶なこともまかり通ることがありますが 私は電気の立場で、各機械ユニットごとにトルク管理をしてもらうように しました。 そしてトータルでトクルいくらで回らないと組み立ての問題。 ということですが、鶴の一声で大きなモーターを付けたこともあります。 よく話し合って納得してもらえるように努力するしかなさそうですね。
お礼
ありがとうございました。
>小生は、そうではなく余裕を見て選定したが、もし動かなく1つ上のモータにするなら、最初からそのモータ(余裕＋1つ上のモータ)を選定し、 と、言う事は最初から２つ上のサイズのモータを選定するのでしょうか？ それと、余裕を見るのは穴サイズだけで良いの？ モータ容量よりもフレーム剛性が足りない事例の方が多いと思う （余裕を見ず、ちょうどのモータを選定した場合でも） インバータ全開でブン廻すとフレームがぐにゃぐにゃ．．．．． そもそも、このご時勢にそんなムダなご予算を貰えるの？
お礼
回答ありがとうございます。 >と、言う事は最初から２つ上のサイズのモータを選定するのでしょうか？ はいそういうことになります。 >それと、余裕を見るのは穴サイズだけで良いの？ >モータ容量よりもフレーム剛性が足りない事例の方が多いと思う >（余裕を見ず、ちょうどのモータを選定した場合でも） >インバータ全開でブン廻すとフレームがぐにゃぐにゃ．．．．． 穴だけではすまないことは了知しています。 ありがとうございました。
補足
ありがとうございました。 >モーター特性および負荷特性を カタログに載ってるグラフですよね？ 一応見て選定はしているんですが・・・・・ 見方が間違っていたのかもしれません・・・・・・・