電動アクティエータユニサーボは、トルク制御に特化した 新しいモーションコントロール用アクチュエータです。

電動アクティエータユニサーボは、トルク制御に特化した 新しいモーションコントロール用アクチュエータです。





ユニサーボとは



ユニサーボはトルク制御機能を組み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 は株式会社ロボテックの登録商標です。


世界発信コンペディションにおいて、株式会社ロボテックの出力軸トルク測定機能付きギヤードサーボモータ「ユニサーボ」が東京都ベンチャー技術優秀賞を受賞いたしました。


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。 ⇒ 捲込まれ時に安全
ゼロトルク制御 出力軸のトルクが零(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。
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

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
バイラテラル制御

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1MB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32kB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



安全機能

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。

NEW!! 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。
最高回転数6000rpm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UNISERVO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。
uniservo1

UNISERVOで回転数が欲しいときに

新しくラインアップされたダイレクトドライブのUNISERVOは、最高回転数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UNISERVO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。
uniservo2-2


ユニサーボ専用モニタ <シンプルな制御に最適> USV-EC30

EC30でユニサーボをイージーコントロール!評価試験機が簡単につくれる。
グラフ表示、充実した判定機能、もちろん記録も可能!
波形とホールドポイントをグラフ表示できる。

ユニサーボの制御をワーク設定毎にセット。タッチパネルで簡単に設定。


image2

判定もワーク設定毎にセット。ホールド機能と波形比較で多彩な判定が可能。




測定時の波形データと判定ポイントデータはSDカードに自動保存。それ以外にも、本体設定、ちょっとしたスクリーンショットもSDカードに保存できる。



NEW!! 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。


用途に合わせて表示モードを選択できる。


image2

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。




アナログ出力(±10V電圧出力)を2点標準装備
オプションでEtherNet/IP、CC-Link、Devicenetを選択可能。





ユニサーボ 型式構成 表

・ユニサーボ
 トルク制御に特化した新しいモーションコントロール用アクチュエータ

・ユニサーボ(ダイレクトドライブタイプ)
  減速機構が無いためバックラッシュレスかつ高剛性となりトルクフィードバックの高速化を実現!
  より精密な動的トルク制御に。

・ユニサーボ(ブレーキ付きタイプ)
 バッテリーレス多回転アブソリュートエンコーダの搭載により、不測の電源断でも原点位置にもどすことなく動作を継続!
  電源断時に自動的に出力軸がロックされるため安全性も向上。

・ユニサーボ(フィールドネットワークタイプ)
 CC-Linkに対応。PLCから制御モードの切替や各モニタデータの呼出しが可能!
 制御モードは位置制御運転、速度制御運転、トルク制御運転が選択できる。


主な仕様

ユニサーボ アクチュエータ部 仕様

型式 SVM-15 SVM-40 SVM-80 SVM-200 SVM-750 SVM-1500
定格出力 15W 40W 80W 200W 750W 1500W
減速比 30 50 100 30 50 100 30 50 100 30 50 100 30 50 100 50 100
定格トルク 0.9Nm 1.5Nm 3Nm 2.4Nm 4Nm 8Nm 4.5Nm 8.5Nm 16Nm 13Nm 23Nm 45Nm 51Nm 87Nm 174Nm 171Nm 348Nm
最大瞬間トルク 1.8Nm 3.3Nm 4.8Nm 4.5Nm 8.3Nm 11Nm 9Nm 23Nm 36Nm 27Nm 70Nm 107Nm 100Nm 261Nm 433Nm 515Nm 982Nm
定格回転数 100rpm 60rpm 30rpm 100rpm 60rpm 30rpm 100rpm 60rpm 30rpm 100rpm 60rpm 30rpm 100rpm 60rpm 30rpm 60rpm 30rpm
最高回転数 200rpm 120rpm 60rpm 200rpm 120rpm 60rpm 200rpm 120rpm 60rpm 200rpm 120rpm 60rpm 160rpm 96rpm 48rpm 76rpm 38rpm
耐荷重 ラジアル耐荷重 100N 200N 400N 1000N 1500N 3000N
スラスト耐荷重 100N 200N 500N 2500N 4000N 7000N
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)
減速比30
74×73.3×194.5 mm
減速比50、100
74×71×180.5 mm
(突起部含まず)
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)
重量 約0.35kg 約0.9kg 減速比30
約1.5kg
減速比50、100
約1.3kg
約3.4kg 約11kg 約27kg
対応コントローラ SVC-15 SVC-80 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 15W 80W 200W 750W 1500W
入力電源 主回路 単相 AC100~115V
50/60Hz
単相 AC200~240V
50/60Hz
三相 AC200~240V
50/60Hz
制御回路 単相 AC100~115V
50/60Hz
単相 AC200~240V
50/60Hz
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
入出力信号 デジタル入出力 入力8ch、出力8ch
アナログ入出力 入力2ch、出力2ch
ラインドライバ入出力 入力2ch、出力3ch
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 Windows7(32/64bit)、Windows10(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)
重量 約0.8kg 約1.0kg 約2.0kg 約4.3kg
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(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 200W 400W 750W
定格トルク 0.64Nm 1.27Nm 2.39Nm
最大瞬間トルク 1.9Nm 3.8Nm 7.2Nm
定格回転数 3000rpm
最大回転数 6000rpm
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 94.9×94.8×138.3mm
(突起部含まず)
94.9×94.8×156.1mm
(突起部含まず)
94.9×94.8×195mm
(突起部含まず)
重量 約1.9kg 約2.4kg 約3.3kg
対応コントローラ SVC-200
SVCI-200
SVC-750
SVCI-750




ユニサーボ (ブレーキ付きタイプ) アクチュエータ部 仕様

型式 SVM-80R SVM-200R
定格出力 80W 200W
外形寸法(W×H×D) 74×73.3×250mm
(突起部含まず)
100×99×271mm
(突起部含まず)
重量 約1.8kg 約4.1kg
その他の仕様 SVM-80の仕様をご参照ください。 SVM-200の仕様をご参照ください。
対応コントローラ SVC-80R
SVCI-80(ブレーキ解除電源はお客様がご用意ください)
SVC-200R
SVCI-200(ブレーキ解除電源はお客様がご用意ください)




ユニサーボ (ブレーキ付きタイプ) コントローラ部 仕様

型式 SVC-80R SVC-200R
容量 80W 200W
外形寸法(W×H×D) 45×195×154mm
(突起部含まず)
45×195×194mm
(突起部含まず)
重量 約0.8kg 約1.0kg
その他の機能 突入電流軽減機能,
無励磁作動ブレーキ制御機能
多回転アブソリュートエンコーダ制御機能
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。
対応アクチュエータ SVM-80R SVM-200R




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 80W 200W 750W
入出力信号 デジタル入出力 入力8ch、出力8ch
アナログ入出力 入力2ch、出力2ch
ラインドライバ入出力 入力2ch、出力3ch
PLC入出力 CC-Link対応
外形寸法(W×H×D) 65×195×133mm
(突起部含まず)
65×195×174mm
(突起部含まず)
79×195×247mm
(突起部含まず)
重量 約0.9kg 約1.3kg 約2.7kg
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

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PC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。

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PCを通信用ケーブルで接続します。

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。