工業ミシンサーボモーター中国製のハック―工作機械への転用用途

うちではミシンは全部三菱リミサーボ。中国製サーボモーターは低回転制御が雑なのと針位置停止がしょぼかったり糸切りコントロール等もできないしですね。革漉き機とミニフライスにつけています。ハックといっても設定できることが何かをネット（主にYouTube）と実際にスイッチをいじって回してみるだけです。

まずはモーター。どうやらBLDCモーター、つまりブラシレス直流ということで合ってるようです。電圧は200V超。それにロータリーエンコーダーを付けて回転数をPWMでフィードバックさせることで負荷がかかったときのトルクを出しています。
フットペダルでの回転調整には磁石ホールセンサを使っていまして、そのままだとレバーストロークが短くタッチ―なものの、100rpm単位での微調整は可能です。これは100kΩの可変抵抗に置き換えることが可能のようです。ホールセンサの回路は0、5V入力で2-4Vくらいを出力しているようですので、可変抵抗＋追加抵抗あるいはツェナーダイオードで電圧調整すればよさげ。

今取り組んでいるのは最高回転数を上げることです。うちの中華サーボで一番回るのが4500rpm、それを増速プーリーで10000rpm超回したいってのが目標。

まずその上限4500rpmの設定を変更したとき回せるのか？　普段使う最高回転数設定でなく、上限回転数を変更するには、特定のスイッチを押しながら電源を入れるなど試したらそのモードにたどり着きました。上限は6000rpmでした。普段使う最高回転数も6000rpmに変更できるようになりました。
回してみましょう。ああ4100rpmで頭打ちです。

YouTubeでうちのと似てるサーボモーター出力パルスをオシロで見てるのがあって、4000rpmくらいでパルス幅がほぼ100%になってるため、設定が6000rpmになったとしても物理的に4000rpm以上回らないな、というのが実証できました。

今ミニフライスに装着してるモーターは２モーター仕様の革漉き機から一時拝借してるものです。ミニフライス用には6000rpmまで回るサーボモーターを選ぼうと思っています。YouTubeで購入候補のモーターのドヤ説明を見ていました。このモーターは実rpmを表示しないようなので、わたしの耳に届く音の高さで判断する限りうちのと同様、7000rpmにセットしても4500rpmセット時と変わらない回転数っぽい。つまり制御箱的には可能な回転数ですがデューティーサイクルが100%のとき7000rpmは回らないモーター、ということのようです。ミシン用ではないBLDCモーターや三相モーターの高回転タイプはミシン用より高いので回避する方向。
おそらくですが、おなじ馬力でもモーター内部のコイルの数が違うと最高回転数が違うようです。回せるほうは低速トルクが出ないはず。

まとめ

750w中華サーボモーターはBLDCタイプでその最高回転数は物理的に4000rpmあたり。