製造、医療、物流、農業を変えるロボット技術。その動きを支えるモーターの種類と、信頼性・効率・精度に合う選定の観点を紹介します。
ロボット技術の急速な発展は、製造、医療、物流、農業などの産業を変革してきました。ロボットが高度化して各種作業に組み込まれるほど、信頼性、効率、精度に優れたモーターの重要性が明確になります。
モーターはロボットの動きを駆動し、正確で効率的な作業を可能にする不可欠な部品です。本記事ではPower Motorが、ロボット用モーターの種類と、システムに適したモーターを選ぶ際の重要事項を説明します。
ロボットに使われるモーターの種類
・ブラシ付きDCモーター
ブラシが整流子に物理的に接触して電気を流し、回転を生みます。複数の方式があり、永久磁石DCモーター（PMDC）はロボット分野で広く使われています。制御しやすく安価なため、玩具などのロボットに一般的です。ただしブラシが摩耗するため、定期的な保守が必要です。
・ブラシレスDCモーター（BLDC）
ブラシ付き方式を改良したモーターで、電子コントローラーで動作を管理するためブラシが不要です。信頼性が向上し、保守が減り、効率も高まります。そのため、ドローン、医療ロボット、包装機械などの現代のロボット技術で広く採用されています。
掲載製品：産業オートメーション用ブラシレスモーター
・DCギヤードモーター
従来のDCモーターに歯車機構を組み合わせたものです。回転速度を下げながらトルクを増やすため、低速で大きな駆動力が必要な用途に適します。
直交軸型、同軸型、遊星歯車型などがあります。ロボットの駆動系、包装機械、搬送システムなどで見られます。
・交流モーター
一般に一定速度が必要な用途で選ばれます。また、大型移動ロボットや大型クレーンなど高出力が必要なロボットシステムにも使用されます。DCモーターより制御が複雑になる場合があり、速度変更には外部インバーターが必要です。
・サーボモーター
精密位置決め用のモーターで、通常はフィードバックシステムにより誤差を小さくして目標位置へ到達します。ロボットアームや自律走行車など、高精度の作業に適します。連続回転を必要とする用途では、第一の選択肢ではありません。
・ステッピングモーター
離散的なステップで動き、フィードバックなしで精密位置制御が必要な用途に適します。例えば3DプリントやCNC加工など、精度と再現性が重要な作業に使われます。ただし負荷の影響を受けやすく、高速時には精度が低下する場合があります。
・リニアモーター
従来のモーターの回転運動とは異なり、直接直線運動を生み出します。ピックアンドプレース機やリニアアクチュエーターなど、直線移動が必要なロボットに使われます。高速・高精度で、所定の経路や軌跡に沿って物体を動かす作業に重要です。
ロボット用モーターの選び方
各モーターには固有の特長があるため、慎重な選定が必要です。一般に次の点を検討します。
1. トルクと速度
ロボットが行う作業によって決まります。例えば重い物を持ち上げるには高トルク、素早く動く作業には高速モーターが必要です。
2. 出力と効率
モーターの電力要件をロボット全体の電力要件に合わせます。省エネルギーモーターは、バッテリー持続時間を延ばし、エネルギー消費を改善します。
3. サイズと重量
ロボットはスペースと重量の制約を受けることが多いため、必要な出力を確保しながら小型・軽量なものを選ぶことが重要です。特に移動ロボットやドローンで重視されます。
4. 制御インターフェース
ロボットの制御システムと互換性が必要です。簡単で応答性が高く精密な制御が、滑らかな動作を支えます。センサーやフィードバックシステムなどが使われる場合もあります。
5. 耐久性と信頼性
特に産業用や屋外用のロボットは、厳しい環境で動作することが多くあります。信頼できる丈夫な材料と構造でモーターが作られていることが重要です。
6. 騒音レベル
用途によっては騒音が問題になります。例えば医療や家庭で使うロボットには、周囲を妨げない静かなモーターが必要です。
7. 費用
費用はどの製造工程でも重要です。高品質で先進的なモーターは高価でも、長期的な信頼性を確保し、保守の少なさによる節約につながります。
Power Motorはモーター業界で特長ある高性能ロボット用モーターを提供しています。例えば、高トルク、高耐久、低騒音の産業用ロボットアーム向けモーターがあります。既存製品に加えOEM・ODMサービスも提供し、高度なロボットシステムに合わせてカスタマイズできます。
まとめ
ロボットの性能は、採用するモーター技術に大きく依存します。各種類を理解することで、最適な性能を実現するモーターを選べます。
ロボット用モーターについて疑問があれば、Power Motorへお問い合わせください。BLDCやギヤードモーターなどで20年以上の経験を持つ当社が、専門知識を生かして用途に合う最適な提案を行います。