マイクロステッピングを活用して、モーション・コントロールの精度を高める方法

はじめに
ステッピング・モーターを使用する場合、比較的シンプルな制御方式によって高い精度を得ることができます。そのため、産業分野や医療分野のアプリケーションなどで広く利用されています。例えば、3DプリンタやCNC工作機械(Computer Numerical Control Machine)など、3軸の位置決めを必要とするシステムが代表的な用途です。
ACモーターやブラシレスDCモーターでも、高い精度は得られます。ただ、ステッピング・モーターには、精度が高いだけではなく、オープンループ制御による動作が可能で、低速でも高いトルクが得られるという長所があります。また、多くのステッピング・モーターは費用対効果が高いものだと言えます。しかも、サーボ・モーターほど複雑ではありません。さらに、ブラシ付きDCモーターとは異なり、ステッピング・モーターでは大きなトルクによって位置を保持することができます。
本稿で取り上げるマイクロステッピングは、ステッピング・モーターで使用される非常に有用な制御方式です。これを利用すれば、モーターをより小刻みに(より細かいステップで)動かすことができます。つまり、1回転当たりの離散的な位置の数を大幅に増やすことが可能です。その結果、モーターからの騒音や振動を低減できるようになります。
なお、アナログ・デバイセズ(ADI)は、モーション・コントロール用の製品群として「ADI Trinamic」を提供しています。ADI Trinamicには、ステッピング・モーター用のドライバICや、ボード・レベルのモジュール、最大256のマイクロステップでステッピング・モーターを駆動するための完全なソリューションが含まれています。
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