ユニサーボとは
ユニサーボはトルク制御機能を組込んだ初めてのモーションコントロール用アクチュエータです。
トルクを計測しその値が所望の値になるようにフィードバック制御を行います。
減速機を採用することで、トルク制御に通常用いられるダイレクトドライブモータ（DDM）と比べて圧倒的に小型軽量になりました。
また、トルクの分解能は1/10000にも達するため大きなトルクも繊細に制御することができます。
トルクセンサの応答速度は3kHz、サンプリング速度は20kHz、トルク発生機構の慣性モーメントはトルクフィードバックループ内にあるためフィードバック制御の効果で見かけ上極めて小さくすることができます。
「ユニサーボ」及び「UNISERVO」はユニパルス株式会社の登録商標です。
出力軸トルクが測れると何ができる？
■トルク制限
既定のトルクを超えないように制限できる。 → 巻込まれ時に安全
■ゼロトルク制御
出力軸のトルクがゼロ（厳密には極めて小さな値）になるように制御するので、出力軸に力を加えると、 簡単に動かすことができる。 → ダイレクトティーチング
■コンプライアンス制御
制御で見かけ上バネのような特性を実現できる。 → 人が力を作用させるのと似た特性が得られる
トルク制御のヒューマンマシンインターフェイスへの応用
従来の産業用ロボットは、アームと人とが接触しても、関知することができないため、基本的に柵を設け、ロボットの作業と人の作業を分離してきた。
ロボットが、力やトルクを感じ、人と接触しても安全であれば、柵を取り払い人と機械とが協調して作業できるようになり、作業の大幅な効率化と省スペース化を図ることが可能。
介護機器など、高い安全性が求められる機器では、安全のためにアクチュエータの動力を制限しているが、極端に応答が遅く、使い勝手が悪い。
アクチュエータのトルクが制限できれば、容量の大きなアクチュエータを使って、応答を早くでき、使い勝手が大幅に向上する。
バイラテラル制御
2つのアクチュエータ出力の回転角は等しく、トルクは釣り合うように動作を制御。
2つのトルクは比率を変えることもできる。
・遠隔ロボットハンド
・遠隔での力加減が重要な用途に（左官作業などの繊細な感覚と動作の遠隔操作に）
θ1 = θ2、T1+T2 = 0 となるように制御
回転角－トルク特性
マクロ機能
・ 通信コマンド文字列を記録することでマクロを組むことができます。
・ マクロは15個作成可能です。
・ 最大 1 MBの内容をフラッシュROMに保存することができます。
・ マクロに書き込むための一時保存用RAMは32 KBです。
・ マクロは階層構造にすることもできます。
・ マクロ内で更に2階層マクロを引用できます。
安全機能
電動トルクアクチュエータ ユニサーボには、安全を確保するための保護機能が装備されています。
以下の条件を検知した場合には、制御をOFFし停止します。
| 過トルク（システム固定） | 出力軸トルクが設定値を超えた場合 |
| 過電流（システム固定） | アクチュエータ電流が設定値を超えた場合 |
| 過電圧（システム固定） | アクチュエータコイルの起電力が設定値を超えた場合 |
| 駆動部エラー | 異常な動作をした場合 |
| 過速度（システム固定） | 回転速度が設定値を超えた場合 |
| パワー素子温度異常 | パワー素子温度が設定値を超えた場合 |
| エンコーダ異常 | エンコーダの状態が異常な場合 |
| 回転トルクメータ異常 | 回転トルクメータが異常な場合 |
| アクチュエータ異常 | アクチュエータの動作が異常な場合 |
速度・回転角での制御も可能
| 速度制御 | アクチュエータの回転速度が目標速度と等しくなるように制御します。トルク制限を付加できます。 |
| 回転角制御 | アクチュエータの回転角が目標回転角度と等しくなるように制御します。 トルク制限、コンプライアンス制御を付加できます。 |
トルクを正確に測定
内蔵トルクセンサの分解能は1/10000、トルク値、回転速度を出力できる
ユニサーボ(ダイレクトドライブタイプ)
ユニサーボシリーズにギヤのないダイレクトドライブモータSVDMが新登場。
最高回転速度6000 rpmでのトルクフィードバックをご提案。
減速機がないのでバックラッシュレスで高剛性
SVDMは通常のユニサーボと比べて減速機がないのでダイレクトにトルクを計測し、フィードバックすることが可能です。
また、剛性もあがることでより応答性も有利となります。
ユニサーボで回転速度が欲しいときに
新しくラインアップされたダイレクトドライブのユニサーボは、最高回転速度が上がったことで張力のフィードバック制御が可能となります。
下のイラストのように一般的に張力をコントロールする場合はまず張力測定のための機構を設ける必要があります。ダイレクトドライブのユニサーボならばモータ自体がトルクを検知し、かつフィードバックができるために非常にシンプルな構造になります。
ユニサーボ専用モニタ ＜複雑な制御も簡単に＞ USV-EC70
EC70は条件によってシーケンスを分岐させることで複雑な制御が可能！
シーケンスを連結することで条件を変えての連続試験がPLCレスで行える。
アナログ出力（±10 V電圧出力）を2点標準装備
オプションでEtherNet/IP、CC-Linkを選択可能。
用途に合わせて表示モードを選択できる。
制御は速度制御、位置制御、トルク制御、ばね制御、摩擦制御から選択。同時に制御の制限値が設定できる。
位置制御は絶対位置制御と相対位置制御が行える。
トルク制御や速度制御は、ステップ制御が可能。
「ユニサーボ」と「EC70」を組合わせたキャップ締付け機の合否判定
主な仕様
ユニサーボ アクチュエータ部 仕様（15 W ～ 80 W）
| 型式 | SVM-15 | SVM-40 | SVM-80 | |||||||
| 定格出力 | 15 W | 40 W | 80 W | |||||||
| 減速比 | 30 | 50 | 100 | 30 | 50 | 100 | 30 | 50 | 100 | |
| 定格トルク | 0.9 N m | 1.5 N m | 3 N m | 2.4 N m | 4 N m | 8 N m | 4.5 N m | 8.5 N m | 16 N m | |
| 最大瞬間トルク | 1.8 N m | 3.3 N m | 4.8 N m | 4.5 N m | 8.3 N m | 11 N m | 9 N m | 23 N m | 36 N m | |
| 定格回転速度 | 100 rpm | 60 rpm | 30 rpm | 100 rpm | 60 rpm | 30 rpm | 100 rpm | 60 rpm | 30 rpm | |
| 最高回転速度 | 200 rpm | 120 rpm | 60 rpm | 200 rpm | 120 rpm | 60 rpm | 200 rpm | 120 rpm | 60 rpm | |
| 耐荷重 | ラジアル耐荷重 | 100 N | 200 N | 400 N | ||||||
| スラスト耐荷重 | 100 N | 200 N | 500 N | |||||||
| 温度・湿度環境 | 使用時 | 0 ～ 40℃、20 ～ 80％ RH (結露不可) | ||||||||
| 保存時 | -20 ～ 60℃、20 ～ 80％ RH (結露不可) | |||||||||
| 外形寸法(W×H×D) | 40×51.6×109 mm （突起部含まず） |
68.9×65.5×140.0 mm （突起部含まず） |
74×73.3×194.5 mm （突起部含まず） |
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| 重量 | 約 0.35 kg | 約 0.9 kg | 約 1.5 kg | |||||||
| 対応コントローラ | SVC-15 | SVC-80 | ||||||||
ユニサーボ アクチュエータ部 仕様（200 W ～ 1500 W）
| 型式 | SVM-200 | SVM-750 | SVM-1500 | ||||||
| 定格出力 | 200 W | 750 W | 1500 W | ||||||
| 減速比 | 30 | 50 | 100 | 30 | 50 | 100 | 50 | 100 | |
| 定格トルク | 13 N m | 23 N m | 45 N m | 51 N m | 87 N m | 174 N m | 171 N m | 348 N m | |
| 最大瞬間トルク | 27 N m | 70 N m | 107 N m | 100 N m | 261 N m | 433 N m | 515 N m | 982 N m | |
| 定格回転速度 | 100 rpm | 60 rpm | 30 rpm | 100 rpm | 60 rpm | 30 rpm | 60 rpm | 30 rpm | |
| 最高回転速度 | 200 rpm | 120 rpm | 60 rpm | 160 rpm | 96 rpm | 48 rpm | 76 rpm | 38 rpm | |
| 耐荷重 | ラジアル耐荷重 | 1000 N | 1500 N | 3000 N | |||||
| スラスト耐荷重 | 2500 N | 4000 N | 7000 N | ||||||
| 温度・湿度環境 | 使用時 | 0 ～ 40℃、20 ～ 80％ RH (結露不可) | |||||||
| 保存時 | -20 ～ 60℃、20 ～ 80％ RH (結露不可) | ||||||||
| 外形寸法(W×H×D) | 100×99×222 mm （突起部含まず） |
135.9×132.5×312.5 mm （突起部含まず） |
215.75×184×378.25 mm （突起部含まず） |
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| 重量 | 約 3.4 kg | 約 11 kg | 約 27 kg | ||||||
| 対応コントローラ | SVC-200 | SVC-750 | SVC-1500 | ||||||
ユニサーボ コントローラ部 仕様
| 型式 | SVC-15 | SVC-80 | SVC-200 | SVC-750 | SVC-1500 | |||||||
| 容量 | 15 W | 80 W | 200 W | 750 W | 1500 W | |||||||
| 入力電源 | 主回路 | 単相 AC 100 ～ 115 V 50/60 Hz |
単相 AC 200 ～ 240 V 50/60 Hz |
三相 AC 200 ～ 240 V 50/60 Hz |
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| 制御回路 | 単相 AC 100 ～ 115 V 50/60 Hz |
単相 AC 200 ～ 240 V 50/60 Hz |
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| 制御モード | トルク制御、コンプライアンス制御、速度制御、 位置制御、Q軸電流制御 |
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| 入出力信号 | デジタル入出力 | 入力8 ch、出力8 ch | ||||||||||
| アナログ入出力 | 入力2 ch、出力2 ch | |||||||||||
| ラインドライバ入出力 | 入力2 ch、出力3 ch | |||||||||||
| 表示部 | コード表示 | 7セグメント赤色LED2桁 | ||||||||||
| 状態表示 | 赤色LED3点 | |||||||||||
| チャージ表示 | 主回路電源電圧確認用赤色LED1点 | |||||||||||
| 操作部 | プッシュボタン | 2点 | ||||||||||
| 通信機能 | USB | 通信規格 | USB Ver2.0準拠 | |||||||||
| 通信速度 | フルスピード | |||||||||||
| クラス | 仮想COMポート | |||||||||||
| 対応OS | Windo Ws7(32/64bit)、 Windo Ws10(32/64bit) | |||||||||||
| 温度・湿度環境 | 使用時 | 0 ～ 40℃、20 ～ 80% RH (結露不可) | ||||||||||
| 保存時 | -20 ～ 60℃、20 ～ 80% RH (結露不可) | |||||||||||
| 外形寸法(W×H×D) | 45×195×134 mm （突起部含まず） |
45×195×174 mm （突起部含まず） |
60×195×252 mm （突起部含まず） |
68×245×293 mm （突起部含まず） |
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| 重量 | 約 0.8 kg | 約 1.0 kg | 約 2.0 kg | 約 4.3 kg | ||||||||
| その他機能 | 突入電流軽減機能 | |||||||||||
| 対応アクチュエータ | SVM-15 | SVM-40/SVM-80 | SVM-200 | SVM-750 | SVM-1500 | |||||||
| ソフトウェアオプション | 仮想回転負荷制御、遠隔双方向制御 | |||||||||||
ユニサーボ(フィールドネットワークタイプ) コントローラ部 仕様
| 型式 | SVCI-80 | SVCI-200 | SVCI-750 | |
| 容量 | 80 W | 200 W | 750 W | |
| 入出力信号 | デジタル入出力 | 入力8 ch、出力8 ch | ||
| アナログ入出力 | 入力2 ch、出力2 ch | |||
| ラインドライバ入出力 | 入力2 ch、出力3 ch | |||
| PLC入出力 | CC-Link対応 | |||
| 外形寸法(W×H×D) | 65×195×133 mm (突起部含まず) |
65×195×174 mm (突起部含まず) |
79×195×247 mm (突起部含まず) |
|
| 重量 | 約 0.9 kg | 約 1.3 kg | 約 2.7 kg | |
| その他の仕様 | SVC-80の仕様をご参照ください。 | SVC-200の仕様をご参照ください。 | SVC-750の仕様をご参照ください。 | |
| 対応アクチュエータ | SVM-40 SVM-80 SVM-80R（ブレーキ解除電源はお客様がご用意ください） |
SVM-200 SVM-200R（ブレーキ解除電源はお客様がご用意ください） SVDM-200 |
SVM-750 SVDM-400 SVDM-750 |
|
ユニサーボ(ダイレクトドライブタイプ) アクチュエータ部 仕様
| 型式 | SVDM-200 | SVDM-400 | SVDM-750 | |
| 定格出力 | 200 W | 400 W | 750 W | |
| 定格トルク | 0.64 N m | 1.27 N m | 2.39 N m | |
| 最大瞬間トルク | 1.9 N m | 3.8 N m | 7.2 N m | |
| 定格回転速度 | 3000 rpm | |||
| 最大回転速度 | 6000 rpm | |||
| 温度・湿度・環境 | 使用時 | 0 ~ 40℃、20 ~ 80％ RH(結露不可) | ||
| 保存時 | -20 ~ 60℃、20 ~ 80％ RH(結露不可) | |||
| 外形寸法(W×H×D) | 94.9×94.8×138.3 mm (突起部含まず) |
94.9×94.8×156.1 mm (突起部含まず) |
94.9×94.8×195 mm (突起部含まず) |
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| 重量 | 約 1.9 kg | 約 2.4 kg | 約 3.3 kg | |
| 対応コントローラ | SVC-200 SVCI-200 |
SVC-750 SVCI-750 |
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接続・通信
電動トルクアクチュエータ ユニサーボ専用コントローラとパソコンを通信用ケーブルで接続します。
ターミナルソフトにて設定値の読み出しや書き込みがUSB経由で行うことが可能です。
| 規格 | USB Ver2.0準拠（フルスピード） |
| クラス | コミュニケーションクラス |
| 対応機種 | USBポートを有するAT互換機 |
| 対応OS | Windows Vista, Windows 7, Windows 10 |
| コネクタ | miniBタイプ |
本ソフトウェアを使用するためには、.NET Framework 3.5がインストールされている必要があります。
