本記事では、ACサーボモーターに採用されている3つの一般的な制御モードの特徴と、それぞれの代表的な用途について解説します。
3つの制御モードは以下の通りです：ポジションモード、トルクモード、スピードモード。
1. ポジションモード
ポジションモードは、位置決め精度が求められる用途に一般的に選択されます。上位コントローラーがパルス信号および方向信号をサーボモーターに送信することで制御を行い、高精度な位置決めと正転・逆転を実現します。これは最も一般的に使用される制御モードです。
このモードにおいて、PLCはどのようにサーボモーターを制御するのでしょうか？T6/A6シリーズのパルス対応バージョンでは、パルス周波数に基づいて回転速度を決定し、送信されたパルス数に基づいて回転角度を決定します。さらに、T6/A6シリーズではModbus通信を介して速度および変位量の値を直接指定することも可能です。
代表的な用途： ポジションモードは速度と位置の両方を高精度に制御できるため、リニアモジュール、CNC工作機械、印刷機械など、正確な位置決めが求められる装置に一般的に使用されます。
2. トルクモード
トルクモードは、モーターの速度や位置に特定の要件がなく、一定のトルク出力のみが必要な用途に適しています。ポジションモードとは異なり、トルク制御モードでは外部アナログ入力信号を介して、または通信により対応するパラメーターレジスターに直接書き込むことで、モーターシャフトの出力トルクを設定します。
モーターの出力トルクを2.5 Nmに設定したと仮定します。モーターシャフトにかかる負荷トルクが2.5 Nm未満の場合、モーターは設定された方向に回転します。負荷トルクが2.5 Nmを超えると、モーターは負荷によって逆駆動され、逆方向に回転します。負荷トルクが2.5 Nmと等しい場合、モーターは平衡状態に達し、現在の状態を維持します（静止または等速運転。いずれもそれ以前の条件に依存します）。
代表的な用途： このモードは、材料に対する張力制御が求められる巻取り・巻出し装置に一般的に使用されます。例えば、巻取り装置や繊維延伸設備では、巻取り半径の変化に応じてトルク設定を調整し、半径が変化しても材料の張力が一定に保たれるようにする必要があります。
3. スピードモード
スピードモードでは、サーボドライブは内部で位置制御を行いません。位置決めを実現するには、モーター位置信号または負荷位置信号を上位コントローラーにフィードバックし、上位コントローラー側で必要な演算および制御を行う必要があります。
代表的な用途： コンベアベルトの定速制御、自動組立ラインにおける部品のスムーズな搬送。