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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)

Allowable Moment of Inertia / Permissible Inertia

許容慣性モーメント

許容慣性モーメントとは、ロボットやサーボモーターが安定して加減速できる負荷の慣性の上限値を示す仕様です。


ワークや治具の重量だけでなく、回転中心からの距離によって発生する慣性(イナーシャ)が大きくなると、モーターや減速機に大きな負荷がかかります。そのため、ロボットやサーボモーターには安全に制御できる慣性の範囲が定められており、この上限が許容慣性モーメントです。


可搬重量が規格内でも、慣性モーメントが大きいと振動・停止誤差・アラームの原因になるため、ロボット選定では重要な仕様項目です。


■慣性モーメントとは


慣性モーメントは回転しにくさを表します。


<式>

J = m × r²

◆記号

◆意味

J

慣性モーメント

m

質量

r

回転中心からの距離

距離が遠いほど負荷が大きくなります。


■許容慣性モーメントのイメージ


同じ重量でも負荷は変わります。


軽い × 長い → 大きな慣性 重い × 短い → 小さな慣性


<つまり>

重量だけでは決まらない


■可搬重量との違い

◆項目

◆可搬重量

◆許容慣性

基準

重量

回転負荷

影響

持てるか

制御できるか

関係

静的

動的

両方を満たす必要があります。


■許容慣性を超えると起こる問題

◆問題

◆内容

サーボアラーム

過負荷

振動

制御不安定

停止誤差

精度低下

減速機損傷

寿命低下

モーター過熱

故障

特に高速動作で問題になります。


■FA・ロボットで重要な理由


次の用途で特に重要です。

◆作業

◆理由

ピック&プレース

高加速

溶接

軌跡制御

搬送

高速停止

組立

精度要求

協働ロボット

安全制御

高速ほど重要になります。


■許容慣性を小さくする方法

◆方法

◆内容

重心を近づける

rを小さく

軽量ハンド

mを減らす

ツール短縮

距離減少

加速度制限

負荷減少

大型ロボット選定

許容増加

設計で大きく変わります。


■ロボット仕様での表記例


<メーカー仕様>

許容慣性モーメント J = 0.15 kg·m²


軸ごとに設定されることもあります。


■関連用語

◆用語

◆内容

可搬重量

重量

モーメント負荷

重心

慣性モーメント

回転負荷

リーチ

長さ

サーボ応答

制御性能

これらはセットで確認します。


■まとめ


許容慣性モーメントとは、ロボットやサーボモーターが安定して制御できる負荷の慣性の上限を示す仕様です。


重量だけでなく重心位置や長さによって変化し、ロボット選定やツール設計で重要な指標となります。


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