
Step-Out (Loss of Synchronization)
脱調(ステップアウト)
脱調(ステップアウト)とは、ステッピングモーターや同期モーターが指令されたステップ位置に追従できなくなり、回転位置がずれてしまう現象のことです。
通常、ステッピングモーターは入力されたパルス信号に応じて一定角度ずつ回転しますが、負荷が大きすぎたり、加速が急すぎたりすると、モーターが指令通りに回転できなくなり、回転位置がずれてしまいます。
この状態を脱調(ステップアウト)と呼びます。脱調が発生すると、モーターの位置情報が正しくなくなり、装置の位置決め精度に大きな影響を与える可能性があります。
■脱調の基本概念
(正常動作)
入力パルス ↓ モーター回転 ↓ 指令位置へ到達
(脱調発生)
入力パルス ↓ モーター追従できない ↓ 位置ズレ発生
■脱調が発生する原因
ステッピングモーターでは、次の要因で脱調が起こります。
◆原因 | ◆内容 |
負荷トルク過大 | モーター能力不足 |
急加速 | 慣性負荷 |
高速回転 | トルク低下 |
機械抵抗 | 摩擦・負荷 |
振動 | 共振現象 |
特に慣性負荷が大きい場合に発生しやすくなります。
■脱調が発生した場合の影響
◆影響 | ◆内容 |
位置ズレ | 精度低下 |
動作異常 | 機械衝突 |
製品不良 | 加工ミス |
制御不能 | 再原点必要 |
そのため、自動化設備では脱調対策が重要です。
■脱調を防ぐ方法
装置設計では次の対策が行われます。
◆対策 | ◆内容 |
モーター容量アップ | トルク確保 |
加速制御 | ソフトスタート |
減速機使用 | トルク増加 |
慣性低減 | 軽量設計 |
クローズドループ制御 | フィードバック |
近年では、クローズドループステッピングモーターも増えています。
■FA・産業設備での脱調
工場の自動化設備では次の装置で発生する可能性があります。
◆装置 | ◆内容 |
ステッピングモーター | 位置制御 |
搬送装置 | 加速時 |
CNC装置 | 高速送り |
3Dプリンター | 軸駆動 |
例えば
ステッピングモーター ↓ 負荷過大 ↓ 脱調 ↓ 位置ズレ
という現象が発生します。
■脱調とサーボモーターの違い
◆項目 | ◆ステッピングモーター | ◆サーボモーター |
制御方式 | オープンループ | クローズドループ |
脱調 | 発生する可能性 | 基本発生しない |
精度 | 中程度 | 高い |
そのため、高精度用途ではサーボモーターが使用されることが多いです。
■まとめ
脱調(ステップアウト)とは、ステッピングモーターが指令された位置に追従できず、回転位置がずれてしまう 現象です。
負荷過大や急加速などが原因で発生し、位置精度に影響を与えるため、装置設計では脱調対策が重要になります。
お見積り・ご相談は今すぐ!
24時間365日受付




