株式会社新興技術研究所 熊谷会長様のご好意による「生産性向上とメカトロニクス技術講座」、今号は、「巧妙性実現の手段群(1)」を紹介します。
2-1 メカニズムの速度特性の活用と加速度
直進テーブルの往復動作実験
各種の速度特性
例えば図 2-1(a)のようにモータで送りねじを駆動し、その出力ブロックをコネクティングロッドで直進スライドテーブルに接続すれば、直進テーブルはモータの回転によってネジ送りされるので図 2-1(b)のように一定速度でゆっくりと前進します。技術実習教材「メカトロモジュール」での構成は写真 2-1(c)のようになります。


モータは減速機組込みで毎分 60 回転するとして、送りねじのリード 4mm とすれば、ナットを組込んだ出力ブロックは毎秒 4mm 進むので、これに接続した直進スライドテーブルは 10 秒間で 40mm 前進します。当然この場合の移動特性はグラフにすると直線となります。
(写真中の「ロータリエンコーダ」は、このスライドテーブルの変位を検出してグラフに変換しているのです。)
これでは 100mm 進むのに 25 秒も待たなくてはなりません。つまり一往復するのに 50 秒もかかってしまいます。
ただし、もしスライドテーブルの上に水を入れたコップを置いたとすれば、この速度では水面は殆ど揺れずに安定しています。

写真 2-1(a)実習用直進テーブル

写真 2-1(b)直進テーブルに載せたコップと受け皿

どうもこれでは遅くてしようがない、となると例えば図 2-2(a)のようにメカニズムをラックアンドピニオンに換えて高速で動作するようにしてみます。技術実習教材「メカトロモジュール」での構成は写真 2-2(a)のようになります。
もし前例と同じモータ速度で駆動するとすれば、ピニオンのピッチ円径は 40mm なので、
出力速度は毎秒 40πmm=125.66mm となり、100mm のストロークを 0.8 秒で進むことになります。
一見これでよさそうに思われますが、現実に装置を駆動してみますと、始端・終端でショックが大きく殆ど使い物になりません。コップの水は一往復ごとにこぼれてしまいます。モータの速度を調節して、100mm を 3.5 秒ぐらいで進むようにすれば、何とかショックも少なくて済み、コップの水もどうにかこぼれないで済みそうです。


次回は、どうすれば高速でも水がこぼれないようにできるかを解説します。
株式会社新興技術研究所 熊谷 卓 による「生産性向上とメカトロニクス技術講座」は、クリエイティブ・コモンズ
表示 – 非営利 – 継承 2.1 ライセンスの下に提供されています。
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.1 Japan License
- 2021年1月
- 2020年12月
- 2020年11月
- 2020年10月
- 2020年9月
- 2020年8月
- 2020年7月
- 2020年6月
- 2020年5月
- 2020年4月
- 2020年3月
- 2020年2月
- 2020年1月
- 2019年12月
- 2019年11月
- 2019年10月
- 2019年9月
- 2019年8月
- 2019年7月
- 2019年6月
- 2019年5月
- 2019年4月
- 2019年3月
- 2019年2月
- 2019年1月
- 2018年12月
- 2018年11月
- 2018年10月
- 2018年9月
- 2018年8月
- 2018年7月
- 2018年6月
- 2018年5月
- 2018年4月
- 2018年3月
- 2018年2月
- 2018年1月
- 2017年12月
- 2017年11月
- 2017年10月
- 2017年9月
- 2017年8月
- 2017年7月
- 2017年6月
- 2017年5月
- 2017年4月
- 2017年3月
- 2017年2月
- 2017年1月
- 2016年12月
- 2016年11月
- 2016年10月
- 2016年9月
- 2016年8月
- 2016年7月
- 2016年6月
- 2016年5月
- 2016年4月
- 2016年3月
- 2016年2月
- 2016年1月
- 2015年12月
- 2015年11月
- 2015年10月
- 2015年9月
- 2015年8月
- 2015年7月
- 2015年6月
- 2015年5月
- 2015年4月
- 2015年3月
- 2015年2月
- 2015年1月
- 2014年12月
- 2014年11月
- 2014年10月
- 2014年9月
- 2014年8月
- 2014年7月
- 2014年6月
- 2014年5月
- 2014年4月
- 2014年3月
- 2014年2月
- 2014年1月
- 2013年12月
- 2013年11月
- 2013年10月
- 2013年9月
- 2013年8月
- 2013年7月
- 2013年6月
- 2013年5月
- 2013年4月
- 2013年3月
- 2013年2月
- 2013年1月
- 2012年12月
- 2012年11月
- 2012年10月
- 2012年9月
- 2012年8月
- 2012年7月
- 2012年6月
- 2012年5月
- 2012年4月
- 2012年3月
- 2012年2月
- 2012年1月
- 2011年12月
- 2011年11月
- 2011年10月
- 2011年9月
- 2011年8月
- 2011年7月
- 2011年6月
- 2011年5月
- 2011年4月
- 2011年3月
- 2011年2月
- 2011年1月
- 2010年12月
- 2010年11月
- 2010年10月
- 2010年9月
- 2010年8月
- 2010年7月
- 2010年6月
- 2010年5月
- 2010年4月
- 2010年3月
- 2010年2月
- 2010年1月
- 2009年12月