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高精度協働ロボットのFAIRINO(フェアリノ・ファイリノ)

Closed-Loop Control

クローズドループ制御

クローズドループ制御とは、センサーで測定した実際の動作結果を制御装置へフィードバックし、指令値との誤差を自動的に補正しながら制御する方式のことです。


モーター制御やロボット制御では、エンコーダやセンサーから取得した位置・速度・トルクなどの情報をリアルタイムで監視し、目標値との差を修正しながら動作を調整します。


このフィードバック制御によって、高精度・高安定なモーション制御が実現できるため、サーボモーター、産業ロボット、CNC工作機械などの自動化設備で広く採用されています。


■クローズドループ制御の基本構造


クローズドループ制御は、次のような構成で動作します。


目標値(指令値)          ↓ 制御装置(コントローラ)          ↓ モーター / アクチュエータ          ↓ センサー(エンコーダ)          ↓ フィードバック信号          ↓ 制御装置へ戻る


制御装置は、このフィードバック情報を利用して誤差を補正します。


■クローズドループ制御の仕組み

(例):位置制御

◆状態

◆内容

指令位置

100 mm

実際位置

98 mm

誤差

2 mm

この場合

誤差 → 制御装置が補正 → モーター再駆動


という処理が行われます。


■クローズドループ制御の特徴

◆特徴

◆内容

フィードバック

センサー情報利用

高精度制御

誤差自動補正

安定性

外乱に強い

高性能

精密モーション制御

そのため、ロボット制御の基本技術となっています。


■オープンループ制御との違い


制御方式には2種類あります。

◆制御方式

◆特徴

クローズドループ

フィードバックあり

オープンループ

フィードバックなし

比較

◆項目

◆クローズドループ

◆オープンループ

精度

高い

中程度

安定性

高い

外乱に弱い

制御

自動補正

補正なし

用途

サーボ制御

ステッピング

■FA・ロボットでのクローズドループ制御


工場の自動化設備では、次の用途で使用されます。

◆用途

◆内容

サーボモーター

位置・速度制御

産業ロボット

多軸モーション制御

CNC工作機械

精密加工

半導体装置

高精度位置決め

(例)

PLC / モーションコントローラ             ↓ サーボアンプ             ↓ モーター             ↑ エンコーダ


■クローズドループ制御のメリット

◆メリット

◆内容

高精度

誤差補正

安定性

外乱に強い

高性能

精密制御

信頼性

動作保証

ロボットや精密装置では不可欠な制御方式です。


■まとめ


クローズドループ制御とは、センサーからのフィードバック情報を利用して誤差を補正しながら制御を行う方式です。

サーボモーターや産業ロボットなどのモーション制御で、高精度で安定した動作を実現するために使用されます。

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