オリエンタルモーター、ステッピングモーター用ドライバにフルクローズド制御タイプを追加

オリエンタルモーターは、同社の5相ステッピングモータ－用ドライバ「CVDシリーズ」として初となるフルクローズド制御タイプを追加、5月20日より発売を開始したことを発表した。

同社では、同製品の主なターゲットを微細プロセス向け半導体製造装置としており、同社 商品企画部 商品企画課 新井勇輝氏は、「半導体・電子デバイスの技術進化に伴うプロセスの微細化ニーズが高まりを見せており、位置決めに関わるモーターに対する制御要求も高まりをみせている」と、半導体の微細化を実現していくために製造装置にも高精度な制御が求められており、そうしたニーズに対応することを目的に開発を行ったと説明する。

サーボモーターでは先行してフルクローズド制御が可能なものが市場に登場していたが、活用する際に機構に併せたゲインチューニングが必要なほか、停止時・無負荷時にハンチング(振動)が発生する場合があるといった問題があった。今回、フルクローズド制御をステッピングモーターで実現できたことで、そうしたゲインチューニングが不要になるほか、ハンチングもなくなるため、調整が容易になるとするほか、コストも安価に抑えることができるようになるという。

• フルクローズド制御の概要 (出所:オリエンタルモーター)

今回実現したフルクローズド制御の仕組みは、機械端の位置をリニアスケールなどのエンコーダで直接検出するというもので、これにより機構での位置を直接フィードバックすることで、指令位置に対する検出位置の差分を補正して、限りなく指令位置に近い場所にセッティングすることを可能としたとする。

• CVDシリーズ フルクローズド制御タイプの特長 (出所:オリエンタルモーター)

実際に、同社が精密ステージと組み合わせて実証試験を行った結果、オープンループ時で0.51μmの位置決め誤差であったものが、フルクローズドの場合では0.15μmと、目標精度の±0.2μm以内を達成したとしている。

• オリエンタルモーターが行った位置決め精度測定の結果 (出所:オリエンタルモーター)

また同社では、真空タイプのステッピングモーターも取り扱っていることから、真空対応のリニアスケールと、今回のフルクローズド制御可能なドライバを組み合わせることで、半導体製造における真空プロセスでのフルクローズド制御なども可能になるとしており、そうした新市場の開拓もしていきたいとしている。

• 実際のデモの様子。基板部分がフルクローズド制御タイプのドライバ、右下の黒いものがステージで、フィードバックを受けて高精度位置決め制御を実現している。基板に搭載されているマイコンはルネサス エレクトロニクスの32ビットマイコン「RX63Tシリーズ」の「R5F563TCDDFA」