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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)

Settling Time

整定時間(セトリングタイム)

整定時間(セトリングタイム)とは、ロボットやサーボ制御において目標位置や目標値に到達した後、振動や誤差が収まり、安定状態に入るまでにかかる時間を示す指標です。


制御系では、目標値に到達した直後にオーバーシュートや振動(ハンチング)が発生することがあり、その揺れが許容範囲内に収まるまでの時間を整定時間と呼びます。


整定時間が短いほど応答性が高く、サイクルタイムの短縮や高精度な位置決めが可能になります。ロボット、サーボモーター、工作機械、精密位置決め装置などの性能評価で重要な指標です。


通常は ms(ミリ秒)または 秒(s)で表されます。


■整定時間のイメージ


目標値 ─────────●

応答 

       /\__

      /  \_   

 ----   ---- 

揺れが収まるまでの時間 = 整定時間


■整定時間の定義(一般的)


多くの場合


誤差が ±数%以内に入ってその状態を維持するまでの時間

で定義されます。


<例>

±2%以内に収まるまで


■オーバーシュートとの関係

◆項目

◆内容

オーバーシュート

行き過ぎ量

整定時間

落ち着く時間

減衰特性

揺れの収まり

制御周期

応答速度

整定時間は振動の収束速度。


■整定時間が重要な理由

◆理由

◆内容

サイクルタイム短縮

停止待ち減

高精度位置決め

安定必要

振動抑制

品質

高速搬送

応答

安全制御

安定

高速装置ほど重要。


■整定時間に影響する要素

◆要素

◆内容

減衰特性

大きいほど短い

剛性

高いほど短い

慣性モーメント

大きいほど長い

制御ゲイン

調整

サンプリング

応答

負荷重量

長くなる

制御と機械両方で決まる。


■整定時間が長いと起こる問題

◆問題

◆内容

タクト増加

生産性低下

振動残り

精度低下

停止遅れ

安定しない

ハンチング

制御不安定

共振

発生

高速ラインで問題。


■制御応答の種類


過減衰 → 遅いが安定 適正 → 最速安定 不足減衰 → オーバーシュート大


整定時間は適正が最短。


■ロボット制御での流れ

指令 ↓ 移動 ↓ 停止 ↓ 振動 ↓ 安定 ← 整定時間


この時間が短いほど高性能。


■関連用語

◆用語

◆内容

オーバーシュート

行き過ぎ

減衰特性

収束

制御周期

更新

固有振動数

共振

動剛性

安定

■まとめ


整定時間とは、目標位置に到達した後に振動や誤差が収まり、安定状態になるまでの時間です。


応答性やサイクルタイムに影響するため、ロボットやサーボ制御で重要な性能指標となります。


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