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MAXでStepperモータの設定をしていると、"Stepper Loop Mode"で"Open-Loop"と"Closed-Loop"に並んで、"P-Command"という設定を行う箇所があります。"Open-Loop"と"Closed-Loop"などの通常のStepperモータの設定と比較して、どのような点が異なるのでしょうか。
この質問に答えるには、2つの観点から考える必要があります。1つ目はドライバ(アンプ)の観点から、2つ目はNationalInstrumentsのモーションコントローラの観点からです。
ドライバ(アンプ)の観点から
P-Commandドライバはstepperドライバと大きく異なります。stepperドライバは、ステッピングモータとのみ動作するドライバです。一方、P-Commandドライバは、サーボモータを制御できるインテリジェンスなドライバです。
P-Commandドライバには、位置制御ループが搭載されています。この場合、NationalInstrumentsのモーションコントローラは単に位置をコマンドとして送信するだけであるため、"P-Command(Position Command)"と呼んでいる設定を行います。P-Commandドライバには位置エラー(位置ズレ:設定した位置と実際の位置の差)をチェックする回路が搭載されていて、ブラシ/ブラシレスサーボモータの制御のために使用される場合が多いです。このドライバの大きな特徴は、サーボモータをあたかもステッピングモータかのように扱うことが出来る点です。つまり、モーションコントローラからP-Commandドライバに「モータを1エンコーダパルス分だけ動かす」といったデジタルパルス信号を送ることで、サーボモータを制御できるようになります。(Stepperドライバを使った場合には通常、ステッピングモータが1ステップ動くように、モーションコントローラからStepperドライバにデジタルパルスを送ります。)
このように、P-Commandドライバは、stepperドライバとは内部構造が大きくことなりますが、モーションコントローラからドライバに送信する制御信号は似ています。細かく見ていくと制御信号にも違いがありますが、これは後続のセクションで紹介します。
NationalInstrumentsのモーションコントローラの観点から
以下の5つの点を除いて、P-Commandモードとopen-loopのstepperモードはほとんど同じです。ハードウェアレベルでもほぼ同じですし、設定もほとんど同じです。実際、stepperモードでP-Commandドライバを制御することができます。(方法:stepperモードでopen-loopに設定し、"In Position"信号と"Servo Ready"信号を有効にします。)
P-CommandとStepprの5つの異なる点は、以下のとおりです。
1.In Position 信号
この信号は、P-Commandドライバが、モーションコントローラに対して、モータが設定した位置に到達したことを知らせる信号です。モーションコントローラがclosed loopモードでstepperドライバをコントロールする場合では、モーションコントローラが位置エラーを修正し、この信号は生成されません。
2.Servo Ready 信号
この信号は、P-Commandドライバが、モーションコントローラに対して、モータが動作可能状態になったことを知らせる信号です。P-Commandドライバに接続されたサーボモータは、動作可能状態になるまで時間がかかる場合があります。P-Commandドライバは、モータが正しく動作するように、モータに信号を送るまえにServo Ready 信号が有効になるのを待ちます。P-Commandドライバは、モーターが動作kのう状態になりServo Ready信号が有効になると、その信号をモーションコントローラに伝えます。
3.フィードバック
P-Commandドライバを使用する場合、エンコーダなどのフィードバック信号をモーションコントローラに接続する必要がありません。これは、P-Commandドライバの内部でフィードバック制御が行われているためです。エンコーダなどの位置情報は、フィードバック信号としては不要ですが、モータの位置をモニタすることを目的にフィードバック信号をモーションコントローラに接続する場合はあります。
4.Pull-In 動作
P-Commandに設定されたモーションコントローラは、Pull-In動作を行いません。これは、P-Commandドライバがこれも含めた制御を行うためです。(Pull-In動作とは、設定した位置付近での位置ズレの微調整動作のこと)
5.Step and Direction モードとClockwise Counter Clockwise モード
P-Commandドライバは、多くの場合、Step and Direction モードを使用しています。一方、stepperドライバは、Step and Direction モードとCW/CCW(Clockwise Counter Clockwise) モードのから選択するようになります。
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