ＦＡ電気設計ノート blog

慣性モーメントとは、回転体における回りにくさを表す指標です。
慣性モーメントが大きいと回りのがむづかしく、小さいと回り易くなります。

フィギュアスケートの選手が、ターンをするのは見ていても綺麗ですが、
手を広げると回転が遅くなり、両腕を胸元に縮めたり、手を上に上げて回ると回転が速くなります。

これが、慣性モーメントから説明すると、
手を広げると回転が遅くなるのは、慣性モーメントが大きいからで
両腕を胸元に縮めたり、手を上に上げて回ると回転が速くなるのは、慣性モーメントが小さいからとなるのです。

但し、一度回転すると慣性モーメントが大きいと回り続けますが、
小さいと直ぐに止まってします。

従って、慣性モーメントが大きいとなかなか回りにくいですが、
一度回り出すと回り続ける性質があります。
慣性モーメントが小さいと簡単に回りますが、止まり安い性質があります。

フィギュアスケートの選手が、両腕を胸元に縮めたり、手を上に上げて速く回って止まるのは
このあたりから説明できるのではないでしょうか。

サーボパラメータで、負荷慣性モーメント比が大きいと
応答性が悪くなります。場合によっては振動を起こしたりします。

また、小過ぎても良いといものではありません。
たまに止まってしまいます。

通常、問題無く動作しているのですが、何かの拍子で動かなくなります。
立上当初は、ノイズの影響かと考えていましたが、サーボパラメータを見直して
分かりました。慣性モーメント比が小さ過ぎていました。

メカ設計からモータ軸換算負荷慣性モーメントの値とＡＣサーボモータのメーカカタログから
サーボモータのロータ慣性モーメントの値から計算しました。
計算式は、下記の通りです。

Ｍ＝ＪL／ＪＭ

　　Ｍ：負荷慣性モーメント比
　ＪＬ：モータ軸換算負荷慣性モーメント
　ＪＭ：サーボモータのロータ慣性モーメント

今、思うとオートチューニングの機能が各メーカあるので一度実行していれば良かった
と反省しています。
オートチューニングできる条件があるので、できない場合はあきらめるしかありません。

時間があればの話ですが、
計算値とオートチューニングを２通りをためすと間違い無いでしょう。

タクトタイムを上げる為や、機敏な動きをさせるためには、応答性を良くするために
慣性モーメントが、大きいと対応できなくなります。
なるべく小さい値にする事をお勧めします。