小型ダイレクトドライブ回転マウント


  • Rotational Speeds Up to 5.0 Hz
  • SM05 (0.535"-40) Threaded Central Bore
  • 16 mm and 30 mm Cage System Compatible
  • Backlash-Free Direct-Drive Design

DDR25

Application Idea

Ø1" Linear Film Polarizer in a CRM1T Rotation Mount and Ø1/2" Linear Film Polarizer Threaded into the DDR25 Motorized Rotation Mount

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Key Specificationsa
Travel Range360° Continuous
Maximum Velocity5.0 Hz (1800 °/s)
Maximum Acceleration29.1 Hz/s (10477 °/s2)
Bidirectional Repeatability60 µrad (0.00344°)
Maximum Moment of Inertia of Load
About Rotation Axis
70 kg•mm2
Central ApertureSM05 (0.535"-40) Threaded Bore
Motor TypeBrushless DC Rotary Motor
Cable Length3.0 m (9.8')
Required Controller (Sold Separately)KBD101
Mount Dimensions (L x W x H)55.6 mm x 55.6 mm x 28.5 mm
(2.19" x 2.19" x 1.12")
  • 仕様の詳細については「仕様」タブをご覧ください

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回転ステージの背面には16 mmケージロッド用のタップ穴が4つ付いています。30 mmケージシステムを背面に取り付ける場合には、16 mm-30 mmケージシステム用アダプタSP15(/M)をご使用ください。

特長

  • 360°連続回転
  • 最大速度:5.0 Hz(1800 °/s)
  • Ø12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)レンズチューブを取り付け可能なSM05ネジ付き中央穴
  • 16 mmならびに30 mmケージシステムへの組み込み用タップ穴付き
  • 薄型設計:55.6 mm x 55.6 mm x 28.5 mm
  • ブラシレスDCサーボモーターアクチュエータ内蔵
  • 高品質な精密設計のベアリング

当社の薄型ダイレクトドライブ回転マウントDDR05/Mは、70 kg•mm2までの慣性モーメントの負荷を分解能3 µrad、最大回転速度5.0 Hz(1800 °/s)で連続回転します。光路はマウント本体の中央にあるSM05ネジ付き開口部を通ります。その開口部には、Ø12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)光学素子ならびにレンズチューブの取り付けが可能です。回転マウントのどちらの面からも部品を内孔にねじ込むことができます。

DDR05/Mには、3相スロットレスブラシレスDCモータが、ステージのフレーム部分に直接組み込まれています。そのため機械的な動力伝達機構が省略され、高い再現性、剛性、信頼性が実現します。このモータの巻線設計では磁気コギングによるトルクのリップルが除去されるため、たとえ低速でも安定した速度で動作します。光学エンコーダの理論的な分解能は4.3 µradで、高い精度と再現性が得られます。また、精密設計のベアリングと製造時の厳しい公差管理により、軸のふらつきも非常に低くなります。2°単位で刻印されている目盛は粗動位置決めの目安となります。

マウントは側面についている4つのM4タップ穴の1つを利用してポストに垂直に取り付けるよう設計されています。前面の回転する部分には4つの#4-40タップ穴が付いていて、16 mmケージシステムのアセンブリや部品を組み込み、回転させることができます。前面の非回転部分にも4つの#4-40タップ穴が付いていて、30 mmケージシステムの部品が取り付け可能です。デバイスの背面にも16 mmケージロッドを取り付けられる#4-40タップ穴が4つ付いていますが、取り付けたケージを回転させることはできません。背面に回転しない30 mmケージシステムを取り付けることも可能です。その際は右の図のように16 mm-30 mmケージシステム用アダプタSP15(/M)をご使用ください。 すべてのタップ穴の位置は下の図でご覧いただけます。

ステージを駆動するブラシレスDCコントローラKBD101(別売り、下記参照)は、安定した閉ループのPID制御システムにより非常に精密な位置決めを行います(詳細は「PIDチュートリアル」のタブをご覧ください)。 コントローラには当社のKinesisならびにAPTソフトウェアが付属するので既存システムへの組み込みも容易です。K-Cube™コントローラ用電源は別売りです(下記参照)。

DDR25(/M) Mount Specifications
Travel Range360° Continuous
Maximum Velocity5.0 Hz (1800 °/s)
Maximum Accelerationa29.1 Hz/s (10477 °/s2)
Bidirectional Repeatability60 µrad (0.00344°)
BacklashbNone
Encoder Resolution1.44 x 106 Counts/rev (0.00025 °/Count)
Maximum Moment of Inertia of Load
About Rotation Axisc
70 kg•mm2
Minimum Motor Holding Torque1.8 N•cm
Velocity Stability±2.0% (For Speeds 0.5 - 5.0 Hz)
Max Wobble (Axial)1790 µrad (0.103°)
Bearing TypeDeep Groove Ball Bearing
Limit SwitchesNone
Central ApertureSM05 (0.535"-40) Threaded Bore
Operating Temperature Ranged5 to 40 °C (41 to 104 °F)
Motor TypeBrushless DC Rotary Motor
Cable Length3.0 m (9.8')
Required ControllerKBD101 (Sold Separately Below)
Stage Dimensions (L x W x H)55.6 mm x 55.6 mm x 28.5 mm
(2.19" x 2.19" x 1.12")
Weight0.40 kg (0.88 lbs)
  • 加速度はステージの最大トルクによって制限されます。負荷が軽ければ加速は早くなり、重ければ遅くなります。
  • このステージには動力伝達機構がないためバックラッシュはありません。
  • 最大荷重は慣性モーメントにより異なります。慣性モーメント70 kg*mm2に対して、推定される最大荷重は0.25 kg程度です。
  • 通常の室温以外で使用する場合は、PIDパラメータの最適化が必要な場合があります。
KBD101 K-Cube Controller Specifications
Motor Output
Drive Connector15-Pin D-Type, Female
[Motor Phase Outputs; Stage ID Input;
Forward, Reverse Limit Switch
Inputs (+ Common Return);
5 V Encoder Supply]
Motor Drive Current (Peak)2 A
Pulse Width Modulation Frequency40 kHz
Control Algorithm16-Bit Digital PID Servo Loop with Velocity
and Acceleration Feedforward
Position FeedbackIncremental Encoder
Encoder Feedback Bandwidth2.5 MHz/ 10 MCounts/sec
Position Counter32 Bit
Operating ModesPosition, Velocity
Velocity ProfileTrapezoidal/S-Curve
Front Panel Controls
Sprung Potentiometer WheelBidirectional Velocity Control,
Forward/Reverse Jogging,
or Position Presets
Input Power Requirements
Voltage14.5 - 15.5 V Regulated DC
Current2 A (Peak)
General
Housing Dimensions
(W x D x H)
60 mm x 60 mm x 47 mm
(2.36" x 2.36" x 1.85")
Weight160 g (5.5 oz)

回転ステージDDR25/Mに付いているケーブル端にはオス型15ピンD型コネクタが付いています。ピンの詳細は下記のとおりです。

PinDescriptionPinDescription
1Quadrature A-9Ground
2Quadrature A+10Motor Phase C (Black)
3Quadrature B+11Motor Phase A (Red)
4Quadrature B-12Motor Phase B (White)
5Encoder Index I-13+5 V
6Encoder Index I+14Ground
7Negative Limit15Stage ID
8Positive Limit -

当社では幅広い種類のモーションコントローラを駆動できるよう、Kinesis® ソフトウェアパッケージと従来のAPT™(Advanced Positioning Technology)ソフトウェアパッケージの2種類のプラットフォームをご用意しております。どちらのパッケージも小型で低出力のシングルチャンネルドライバ(K-Cube™やT-Cube™など)から高出力でマルチチャンネルのモジュール式19インチラックナノポジショニングシステム(APTラックシステム)まで幅広い種類のモーションコントローラをカバーするKinesisシリーズのデバイスを制御できます。

Kinesisソフトウェアには、最新のC#、Visual Basic、LabVIEW™またはその他の.NETに対応する言語を使用してカスタムプログラムを作成するサードパーティの開発者向けに、.NETコントロールが付属しています。また、.NETフレームワークを使用しない用途向けに低級言語用のDLLライブラリも付いています。センターシーケンスマネージャが、当社の全てのモーションコントロールハードウェアの統合と同期をサポートします。

Kinesis Software
KinesisのGUIスクリーン
APT Software
APTのGUIスクリーン

当社従来のAPTシステムソフトウェアプラットフォームは、C#、Visual Basic、LabVIEWまたはその他のActive-Xに対応する言語を使用してカスタムプログラムを作成するサードパーティの開発者向けに、ActiveXをベースとしたコントロールが付属しています。また、ハードウェア無しでカスタムプログラムの開発を行うためのシミュレーターモードも付いています。

これらの共通のソフトウェアプラットフォームにより、あらゆるKinesisとAPTコントローラをシングルアプリケーションに簡単に組み込むことができます。ソフトウェアツールは1セット習得するだけで共通した操作が可能です。シングルチャンネルシステムからマルチチャンネルシステムまで、あらゆるコントローラを組み合わせ、全てを1台のPCのソフトウェアインターフェイスから制御することが実現可能です。

このソフトウェアパッケージを使用するには2つの手段があります。GUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティを使用したコントローラとの直接対話ならびに「out of the box」コントロール、またはご選択の開発言語でカスタム統合の位置決めやアライメントソリューションを簡単にプログラムできる一連のプログラミングインターフェイスです。

APTシステムソフトウェアをよりご理解いただけるために様々なチュートリアルビデオもご用意しております。ビデオではソフトウェアの概要とAPT Configユーティリティをご説明しています。また、ソフトウェアのシミュレーターモードを利用すると、コントローラを接続しないでソフトウェアを試すことができます。その方法を説明したビデオもあります。これらのビデオは「APTチュートリアル」タブ内のリンクからご覧いただけます。

ソフトウェア

Kinesis バージョン 1.14.47

このKinesisソフトウェアパッケージには、当社のKinesisならびにAPT™システムコントローラを制御するためのGUIが含まれています。

下記もご用意しております:

  • 通信プロトコル
Software Download

ソフトウェア

APT バージョン 3.21.6

このAPTソフトウェアパッケージには、当社のAPT™およびKinesisシステムコントローラを制御するためのGUIが含まれています。

下記もご用意しております:

  • 通信プロトコル
Software Download

Kinesis®ソフトウェアでは新しい.NETコントロールが使用でき、最新の最新のC#, Visual Basic, LabVIEW™、ほかの.NET対応言語を使用する開発者がカスタムにプログラムを作成することもできます。

C#
このプログラミング言語はマルチプログラミングパラダイムやマルチプログラミング言語が使用可能となるよう設計されているため、複雑な問題が簡単かつ効率的に解決できます。型付け、命令型、宣言型、関数型、ジェネリック、オブジェクト指向、そしてコンポーネント指向が含まれます。 この共通のソフトウェアプラットフォームにより、1セットのソフトウェアツールを習得するだけで、あらゆるKinesisコントローラを簡単に組み合わせることができます。このようにして1軸システムのコントローラから多軸システムのコントローラまで、様々なコントローラを組み合わせ、全てを1台のPCのソフトウェアインターフェイスから制御することが可能となりました。

Kinesisシステムソフトウェアを使用するには2つの手段があります。コントローラを直接つないで制御を行なう付属のGUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティ、またはご希望の開発言語でカスタム仕様の位置決めやアライメントを簡単にプログラムできる一連のプログラミングインターフェイスです。

Kinesisモーションコントロールライブラリの構築の参考となる実行可能なプロジェクト機能拡張例については下のリンクをクリックしてください。なお、Quick Startのプロジェクト例の実行には別の統合開発環境(IDE)(Microsoft Visual Studioなど)が必要です。C#のプロジェクト例はKinesisソフトウェアパッケージに付属する.NETコントロールで実行可能です(詳細は「Kinesisソフトウェア」タブをご覧ください)。

C Sharp IconClick Here for the Kinesis with C# Quick Start Guide
Click Here for C# Example Projects
Click Here for Quick Start Device Control Examples
C Sharp Icon

LabVIEW
LabVIEWは、.Netコントロールを介してKinesisまたはAPTベースのコントローラとの通信に使用できます。LabVIEWでは、ツールとオブジェクトでフロントパネルとして知られるユーザーインターフェイスを構築した後、グラフィカル表記の関数を使ってコードを追加し、フロントパネルのオブジェクトを制御します。下記のLabVIEWチュートリアルでは.Netコントロールを使用してLabVIEW内KinesisまたはAPT駆動デバイス用の制御GUIを作成するための情報をご提供しています。 LabVIEWでコントローラを制御する基本的な方法や、LabVIEW GUIを用いてデバイスを操作する前に行うべき設定の手順についても解説しています。

Labview IconClick Here to View the LabVIEW Guide
Click Here to View the Kinesis with LabVIEW Overview Page
Labview Icon

こちらのページでご覧いただくAPTビデオチュートリアルは、付属のATPユーティリティに関する説明と、いくつかのプログラミング環境におけるAPTシステムのプログラミングに関する説明の2つの部分から構成されています。

免責事項:これらの動画は、当初はAdobe Flashによって作成されました。2020年のAdobe Flashのサポート終了後、これらのチュートリアルは再録画されています。各動画の下にはFlash Playerの操作ボタンが見えますが、機能はしません。

APTコントローラには、APTUserユーティリティとAPTConfigユーティリティが付いています。APTUserを用いると、直感的操作が可能なグラフィック制御パネルを介して、APTで制御するハードウェアに素早く簡単に接続することができます。APTConfigは「オフライン」ユーティリティで、メカニカルステージのタイプを事前に選択し、それらを特定のモーションコントローラに対応付けるなど、システム全体のさまざまな設定を行うことができます。

APT Userユーティリティ

下の左側の動画では、APTUserユーティリティの操作概要について説明しています。シングルチャンネルコントローラのOptoDriverは、制御用のPCが無くても前面パネルのコントローラを介して操作できます。前面パネルのコントローラに保存されている操作に関する設定は、APTUserユーティリティを使用して変更することができます。そのプロセスは下の右側の動画でご覧いただけます。

APT User - 概要
APT User - OptoDriverの設定


APT Configユーティリティ

シミュレートされたハードウェア構成のセットアップや、メカニカルステージの特定のモータードライブチャンネルへの対応付けなど、APT Configユーティリティを使用してAPTシステム全体の様々な設定ができます。下の最初の動画ではAPT Configの概要をご覧いただけます。シミュレートされたハードウェア構成の作成方法やステージと対応付ける方法についての詳細は、その右側の2つの動画でご覧いただけます。

APT Config - 概要
APT Config - シミュレータのセットアップ
APT Config - ステージとの対応付け


APTのプログラミング

APTソフトウェアシステムは、ActiveXコントロールのコレクションとして実装されています。ActiveXコントロールは言語に依存しないソフトウェアモジュールで、グラフィカルユーザーインターフェイスとプログラミングインターフェイスの両方を提供します。ハードウェアユニットのタイプごとにActiveXコントロールのタイプがあります。例えば、Motor ActiveXコントロールはすべてのタイプのAPTモーターコントローラ(DCまたはステッパ)の操作に対応します。ActiveXコントロールは多くのWindowsソフトウェア開発環境やソフトウェア言語で直接サポートされており、そのようなコントロールがカスタムアプリケーションに組み込まれると、そこに含まれるすべての機能が即座にアプリケーションで利用できるようになります。下の動画では、LabVIEW、Visual Basic、Visual C++によるAPT ActiveXコントロールの基本的な使用方法について説明しています。これ以外に、LabWindows CVI、C++ Builder、VB.NET、C#.NET、Office VBA、Matlab、HPVEEなどの多数の言語でもActiveXはサポートされています。これらの言語環境についてはチュートリアルのビデオでは特に取り上げていませんが、動画内の考え方の多くは他の言語環境でも適切に使用できます。

Visual Basic

Part 1ではVisual Basicで動作するAPT ActiveXコントロールを設定する方法について説明しており、Part 2では独自の位置決めシーケンスをプログラミングする方法について説明しています。

Visual BasicによるAPTプログラミング:Part 1
Visual BasicによるAPTプログラミング:Part 2


LabVIEW

LabVIEWはActiveXをフルサポートしています。下の一連のチュートリアルビデオでは、APTによる独自のモーションコントロールシーケンスを作製する際の基本的な構成要素を示しています。まずソフトウェア開発中にオンラインヘルプを呼び出す方法をご紹介します。Part 2ではAPT ActiveXコントロールの作成方法をご紹介します。ActiveXコントロールではメソッド(機能)とプロパティ(数値設定)の両方を設定できます。Part 3と4では、ActiveXコントロールで示されたメソッドとプロパティを作成してワイヤで接続する方法をご紹介します。最後に、Part 5では全体をまとめて、独自の移動シーケンスを実行するLabVIEWのプログラム例をご紹介します。

LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 1:オンラインヘルプへのアクセス方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 2:ActiveXコントロールの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 3:ActiveXのメソッドの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 4:ActiveXのプロパティの作成方法
LabVIEWによるAPTプログラミング -
Part 5:ActiveXコントロールの開始方法


下のチュートリアルビデオでは、メソッドおよびプロパティのノードを作成する別の方法について説明しています。

LabVIEWによるAPTプログラミング -
ActiveXメソッドの作成方法(別の方法)
LabVIEWによるAPTプログラミング -
ActiveXプロパティの作成方法(別の方法)


Visual C++

Part 1ではVisualC++で動作するAPT ActiveXコントロールを設定する方法について説明しており、Part 2では独自の位置決めシーケンスをプログラミングする方法について説明しています。

Visual C++によるAPTプログラミング:Part 1
Visual C++によるAPTプログラミング:Part 2


MATLAB

当社のAPTポジショナにMATLABおよびActiveXコントロールを使用する場合は、こちらの資料をご覧ください。

プログラマー向けとして、LabVIEWでAPTソフトウェアをプログラミングする方法もこちらからご覧いただけます。

PIDの基礎

PID回路は制御ループフィードバックコントローラとしてよく用いられており、さまざまなサーボ回路として広く使われています。 PIDとは、それぞれ比例(Proportional)、積分(Integral)、微分(Derivative)の頭文字で、PID回路の3つの制御設定を表しています。 サーボ回路の役割は、システムを長時間所定値(目標値)に保持することです。 PID回路は、出力を目標値に保持するため、主に目標値と出力値の差をエラー信号として発生させることにより、システムをアクティブ制御しています。 3つの制御は、時間依存型エラー信号に関連しています; 端的に言うと、次のように考えることができます。 比例は出力値のエラー、積分は過去の累積エラー、微分はエラーの予測によっています。 各制御の結果は、その後回路の電流を調整する加重和にフィードされます(u(t))。 この出力は制御デバイスへ送られ、その値は回路へとフィードバックされ、回路の出力を目標値に到達させ保持するようアクティブ安定化の処理が行われます。 以下のブロック図は、PID回路の動作を簡略化したものです。 システム要求や要件によって、サーボ回路に1つもしくは複数の制御を使用することができます(例: P、I、PI、PD、PID)。

PID Diagram

PID回路の適正な制御設定によって、最小限のオーバーシュート(目標値超過)とリンギング(目標値振動)で、素早い応答速度を実現できます。 ここで半導体レーザの温度安定化に用いられる温度サーボを例にとってみましょう。 PID回路は、最終的には熱電冷却素子(TEC)への電流を自動制御します(多くの場合FET回路上のゲート電圧の制御を通して行われます)。 この例では、電流は操作変数(MV)とします。 サーミスタは半導体レーザの温度モニタとして用いられ、サーミスタにかかる電圧を処理変数(PV)とします。 目標値(SP)の電圧は指定の温度に対応して設定します。 エラー信号e(t)は、SPとPVの差分を表します。 PIDコントローラはエラー信号を発生し、目標値に到達するようMVを変更させます。 例えばもし、e(t)の状態が半導体レーザの過熱を示せば、回路はTECを通してさらに電流を流すよう促します(比例制御) 。 比例制御はe(t)に比例するので、半導体レーザを十分な速度で冷却できないかもしれません。 その場合、累積エラーから判断し、目標値へ到達させようと出力を調整し、回路はTECを介してさらに電流量を増加させます(積分制御)。 SPに到達すると[e(t)が0に近づくと]、回路はSPに達するのを見越してTECを通して電流を減少させます(微分制御)。

PID回路は適切な制御を保証するものではないことにご注意ください。 不適切なPID制御の設定は、回路を著しく振動させたり、制御の不安定を引き起こす可能性があります。 正しい動作は、PIDの適正な調整によって得られます。

PID理論

PID制御回路u(t)の出力を得る方程式は以下となります;

Equation 1

Kp= 比例利得
Ki = 積分利得
Kd =微分利得
e(t)=SP-PV(t)

ここから制御ユニットは数学的定義によって定義づけることができ、個々の制御についてもう少し詳しく考察することができます。 比例制御は、エラー信号に比例します。これは、回路が発生させたエラー信号に対する直接的な応答です:

Equation 2

より大きな比例利得は、より大きな変化をエラーへの応答にもたらし、コントローラがシステムの変化に応答できる速度に影響を与えます。 比例利得の値が高いと回路の応答を素早く行えますが、あまりに高い場合は、SP値に対して振動を引き起こしてしまいます。 値が低すぎる場合は、回路はシステム変更への応答性が悪くなります。

積分制御は、比例利得よりさらに1段階ステップが進み、エラー信号の大きさだけでなく、エラーの期間にも比例しています。

Equation 3

積分制御は、比例制御のみによる定常誤差を除去するとともに、回路の応答速度向上に非常に高い効果をもたらします。 積分制御は、未修正の過去のエラーを合計し、エラーにKiを乗算することで、積分応答を出します。 従ってわずかな継続エラーに対しても、大規模な集積積分応答を実現することが可能です。 しかしながら、積分制御の高速応答に起因して、高い利得値による目標値の著しい超過が生じ、振動と不安定性を引き起こします。 低すぎる場合、回路のシステム変更への応答速度が著しく低下します。

微分制御は、比例制御および積分制御から予測される目標値超過とリンギングを低減させます。 回路が時間の経過とともにどう変化しているか(エラー信号の微分から判断)素早く決定し、Kdを乗算することで微分応答を出します。

Equation 4

比例や積分制御と異なり、微分制御は回路の応答を減速させます。 そのため、積分制御や比例制御によって引き起こされた振動を抑制したり、超過を部分的に補うことができます。 高い利得値は回路の応答性にかなりの減速を生じさせ、ノイズや高周波振動が発生しやすくなります(回路が迅速に応答するには低速すぎるため)。 低すぎると、回路はSP値を超過する傾向にあります。しかしながら、SP値を著しく超過するケースは避けなければならず、そのためより高い微分利得(より低い比例利得とともに)が用いられます。 下記の図は、個々のパラメータの利得の増加による影響を示しています。

Parameter IncreasedRise TimeOvershootSettling TimeSteady-State ErrorStability
KpDecreaseIncreaseSmall ChangeDecreaseDegrade
KiDecreaseIncreaseIncreaseDecrease SignificantlyDegrade
KdMinor DecreaseMinor DecreaseMinor DecreaseNo EffectImprove (for small Kd)

チューニング

通常、適切なサーボ制御を得るために、P、I、Dの利得値は個々で調整する必要があります。 どのシステムに対してもどの値にするべき、といった決まった一連のルールがあるわけではありませんが、基本手順に沿ったチューニングは各々のシステムや環境に合わせるのに役立ちます。 概して、PID回路はSP値の超過をわずかに起こし、その後SP値に到達させるため素早く減衰するようにします。

手動による利得設定のチューニングは、PID制御設定において最もシンプルな方法です。 しかしながらこの手順はアクティブで行われ(PIDコントローラがオンとなり、システムに正しく接続されている)、完全に設定するには多少の経験を要します。 PIDコントローラを手動で調整するには、まず始めに積分および微分利得を0に設定します。 出力に振動が現れるまで、比例利得を上げてください。 比例利得はこの値の約半分の値に設定します。 比例ゲイン利得設定後は、任意のオフセットがシステムに合わせた適切なタイムスケールに修正されるまで積分利得を上げてください。 上げすぎた場合は、SP値の著しい超過と回路の不安定性が引き起こされます。 積分利得が設定されたら、次に微分利得を上げてください。 微分利得はオーバーシュートを軽減し、システムを迅速にSP値へ収束させます。 微分利得を上げすぎると、大幅な超過が生じます(回路の応答が低速すぎるため)。利得設定を試行することにより、システムが変化へ素早く応答し、SP値の振動を効率よく減衰させるといった、PID回路の性能を最大限にすることができます。

Control TypeKpKiKd
P0.50 Ku--
PI0.45 Ku1.2 Kp/Pu-
PID0.60 Ku2 Kp/PuKpPu/8

手動によるチューニングは非常に効果的なPID回路の設定方法ですが、ある程度の経験とPID回路および応答についての理解を必要とします。 PIDチューニングのためのZiegler-Nicholsメソッドは、もう少し体系的な手引きとなっています。 再び、積分利得と微分利得をゼロ値にセットしてください。 比例利得を回路が振動するまで上げます。 この利得をレベルKuと呼びます。 振動はPuの期間です。 個々の制御回路の各利得は右の表に示しています。


Posted Comments:
涛 王  (posted 2023-12-25 18:17:38.867)
I purchased two DDR25/M products from your company, both of which have problems. This has caused me a lot of distress. The first product has an issue with resetting, where the rotating table keeps rotating without stopping. I have already sent this product to your company for repair, but it has been a month and it is still not fixed. The second product has recently developed an issue where it displays “MGMSG HW RICHRESPONSE received: Phase initialization failed, motor cannot be enabled” when connected. I really want to know what caused these problems and what measures I should take to prevent them from recurring. After all, every maintenance takes a long time, thank you!
cstroud  (posted 2024-01-15 07:39:58.0)
Thank you for reaching out, I'm sorry to hear about these issues. I will reach out to you directly to discuss troubleshooting options.
Young Soo Yu  (posted 2023-11-29 14:53:22.533)
Is this motorized mount usable in vacuum conditions?
do'neill  (posted 2023-12-01 09:53:43.0)
Response from Daniel at Thorlabs. The DDR25(/M) is not vacuum compatible, the closest stage that would be compatible is probably the PDR1V(/M). I will reach out to you directly to discuss your application.
user  (posted 2022-08-13 16:29:11.46)
The overview says "The mount is designed to be mounted vertically on a post using one of four 8-32 (M4) taps on the sides of the device." Does that mean it will not work if mounted horizontally, or will there be malfunctions?
cwright  (posted 2022-08-15 10:06:30.0)
Response from Charles at Thorlabs: Thank you for your query. There are 4x 4-40 holes on the back of the device which are intended for our cage rods. These can be used to mount the device vertically but weight should not hang from the front of the device.
user  (posted 2022-03-26 17:11:49.38)
It can't find the homing position and keeps turning. I can't use kinesis to control it
Simon Neves  (posted 2022-02-18 11:29:08.173)
We've had a DDR25/M for around 3 years, and everything was working fine until few days ago. Now it can't find the homing position and keeps turning. Do you know how to fix this problem? Thank you
cwright  (posted 2022-02-22 03:29:07.0)
Response from Charles at Thorlabs: Thank you for your query. Often this is caused by a moment load pulling on the front plate. This pulls the readhead away from the encoder and prevents homing. A member of technical support will contact you.
CJ Lim  (posted 2020-10-16 14:47:58.943)
Hi, may I check the dynamic torque range for this DDR25? Thanks! CJ
cwright  (posted 2020-10-21 04:33:57.0)
Response from Charles at Thorlabs:Hello and thank you for your query. Unfortunately this is not a specification we can currently provide. We will reach out to you directly to see if we can still assist with your application.
Ryan Merrithew  (posted 2020-08-19 12:33:47.933)
Do you have an estimate for the Mean Time Between Failures on the mount? I'm interested in an application where my optic will be left spinning for long periods of time.
DJayasuriya  (posted 2020-08-27 09:58:25.0)
Thank you for your inquiry. The mean time failure would depend on couple of different factors. Usually the main factor being the bearings of the unit. We will get in touch with you directly to help with your application.
FONG WAI LOON  (posted 2020-07-12 21:54:57.6)
Do you have a value for the minimum incremental motion?
cwright  (posted 2020-07-17 10:58:49.0)
Response from Charles at Thorlabs: Thank you for your query. Unfortunately we do not specify a value for minimum incremental motion at this time.
Jeff Chen  (posted 2020-06-18 20:52:52.533)
Hi, The stage sometimes took about 15 minutes to find the home position. How to solve this issue?
DJayasuriya  (posted 2020-06-22 04:36:45.0)
Thank you for your inquiry. We will get in touch with you directly to get this resolved.
Scott Snider  (posted 2020-01-08 18:10:49.38)
This STEP file has errors in it. Doesn't import properly to NX12
AManickavasagam  (posted 2020-01-29 03:49:24.0)
Response from Arunthathi at Thorlabs: Thanks for your query. We have double checked the STEP file and looks like there are no errors and would most likely be to do with compatibility issues when trying to import to NX12. Looks like STEP files can be opened directly in NX12 just using the File→Open command and changing the “Files of type” filter: Select File→Import→STEP203, STEP214, or STEP242. I have also contacted you directly with the file types that could work.
Emmanuel Mazy  (posted 2019-10-23 05:25:19.853)
What is the accuracy of the homing of the rotation stage ?
cwright  (posted 2019-10-23 09:17:17.0)
Hello Emmanuel, thank you for contacting us. Unfortunately at this time we are not in a position to supply this specification but we are looking into providing it in due course. I will contact you directly to discuss your needs in more detail.
moran5  (posted 2019-02-21 20:27:03.613)
I see the velocity stability is spec'ed at ± 2° for speeds between 0.5-5Hz. How about slower speeds? For example can this stage run at slower speeds, like 10°/sec (0.0277Hz)? If so what might be its stability? I assume it is good at you mention a PID control loop and an encoder. What say you?
rmiron  (posted 2019-02-28 05:51:19.0)
Response from Radu at Thorlabs: Hello, Moran. From Kinesis, the minimum angular velocity that can be commanded is 0.01°/sec (~28μHz). Upon receiving such a command, the stage will rotate at an average of 0.01°/sec, but its velocity stability will be poor. Using low-level serial commands, you can order the stage to move at ~0.134 arcsecs/s (~103.5nHz). However, it is unlikely that the stage would move at all upon receiving such a command. We specify a 0.5-5Hz range because that is the range for which we can guarantee that the instantaneous velocity will consistently be within +/-2% of the demanded value. At 10°/sec we can no longer guarantee that, but we expect the instantaneous velocity to still be within +/-2% most of the time. Generally speaking, the lower the velocity, the poorer its stability. On a different note, you could try to improve velocity stability at lower speeds by decreasing the proportional gain or by increasing the derivative gain (at the expense of taking a longer time to reach target velocity).
simon.neves  (posted 2018-10-18 11:21:39.893)
Can we integrate a mounted 0.5" zero-order HWP in this system ? I see that the real size of such a wave plate is 1", because of the mount. Could we think of an unmounted version that could be integrated in this motor ? Thank you very much
rmiron  (posted 2018-10-19 10:49:53.0)
Response from Radu at Thorlabs: Hello Simon. If your HWP has a total diameter of 1", then you cannot mount it directly. However, given our range of products, it is certainly possible to mount it with the aid of some adapters. I will contact you via email in order discuss what adapters would be necessary in your case.
a.brash  (posted 2018-10-04 16:11:21.837)
Do you have a value for the minimum incremental motion?
rmiron  (posted 2018-10-05 05:18:47.0)
Response from Radu at Thorlabs: Unfortunately, we don't have this specification at the moment. We are aware that it is an important parameter when deciding whether to purchase a rotation stage. Consequently, we are working on addressing this lack of information and the specification should be on the website shortly. I will contact you directly in order to provide more details.
thomas.mattes  (posted 2016-11-21 10:07:24.52)
is a product like this with similar high rotation speed is available for bigger optical Diameters about 30 mm? Best Regards Thomas Mattes
bwood  (posted 2016-11-22 06:59:16.0)
Response from Ben at Thorlabs: Thank you for your question. The DRR100 is a comparable rotation mount, which offers similar speeds (3Hz) with a SM1 threaded central aperture. This is the largest optic diameter, high speed mount we can offer, and it can be found on our website here: https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=8184
user  (posted 2016-06-27 04:14:53.113)
In addition to the wobble, do you have the eccentricity error in micrometer? Thanks.
tfrisch  (posted 2016-07-01 03:23:18.0)
Hello, The radial run out is 12um.

回転マウント&回転ステージのセレクションガイド

当社では手動式および電動式の回転マウントと回転ステージを豊富にご用意しております。回転マウントの内孔はØ12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)、またはØ50 mm~Ø50.8 mm(Ø2インチ) の光学素子取付け用に設計されております*。また回転ステージには、様々な部品やシステムが取り付けられるようにタップ穴が配置されております。電動式は、DCサーボモータ、2相ステッピングモータ、あるいはElliptec™共振ピエゾモータにより駆動されます。いずれも360°の連続回転が可能です。 

*下表のマウントは、Ø12.7 mm、Ø25.4 mm、Ø50.8 mmの光学素子に対して最適設計されています。Ø12.0 mm、Ø25.0 mm、Ø50.0 mmなどの少し小さい光学素子に対してもご使用いただけますが、光学素子の偏心が重要ではない用途でのご使用をお勧めします。

手動回転マウント

Rotation Mounts for Ø1/2" Optics
Item #MRM05(/M)RSP05(/M)CRM05PRM05(/M)aSRM05KS05RSCT104
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FeaturesMini SeriesStandardExternal SM1
(1.035"-40) Threads
Micrometer16 mm Cage-Compatible±4° Kinematic Tip/Tilt Adjustment Plus RotationCompatible with 30 mm Cage Translation Stages and 1/4" Translation Stagesb
Additional Details
  • こちらのマウントはPRM05GL5/M(回転マウントPRM05/Mと偏光プリズムマウントSM05PM5のセット)に含まれております。
  • CT104は当社のアダプタープレートMS103/Mを用いることで、移動量6.4 mm(1/4インチ)の移動ステージに取り付けられます。
  • CT104は30 mmケージシステム用移動ステージCT1A/M に対応します。

Rotation Mounts for Ø1" Optics
Item #RSP1(/M)LRM1RSP1D(/M)DLM1(/M)CLR1(/M)RSP1X15(/M)RSP1X225(/M)PRM1(/M)a
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LRM1
FeaturesStandardExternal SM1
(1.035"-40) Threads
Adjustable ZeroTwo Independently Rotating CarriagesRotates Optic Within
Fixed Lens Tube System
Continuous 360° Rotation
or 15° Increments
Continuous 360° Rotation
or 22.5° Increments
Micrometer
Additional Details
  • こちらのマウントはPRM1GL10/M(回転マウントPRM1/Mと偏光プリズムマウントSM1PM10のセット)に含まれております。 

Rotation Mounts for Ø1" Optics
Item #LM1-A &
LM1-B(/M)
CRM1T(/M)CRM1LT(/M)CRM1PT(/M)KS1RSK6XS
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FeaturesOptic Carriage Rotates Within Mounting Ring30 mm Cage-Compatiblea30 mm Cage-Compatible
for Thick Opticsa
30 mm Cage-Compatible
with Micrometera
±4° Kinematic Tip/Tilt Adjustment Plus RotationSix-Axis
Kinematic Mounta
Additional Details
  • こちらのマウントには回転ダイヤルにM3穴が4つ付いており、プリズム取付け用プラットフォームK6A1/Mを取り付けられます。

Rotation Mounts for Ø2" Optics
Item #RSP2(/M)RSP2D(/M)PRM2(/M)LM2-A &
LM2-B(/M)
LCRM2(/M)KS2RSK6X2
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FeaturesStandardAdjustable
Zero
MicrometerOptic Carriage Rotates Within Mounting Ring60 mm Cage-Compatible±4° Kinematic Tip/Tilt Adjustment Plus RotationSix-Axis Kinematic Mount
Additional Details

手動回転ステージ

Manual Rotation Stages
Item #RP005(/M)PR005(/M)MSRP01(/M)RP01(/M)RP03(/M)QRP02(/M)
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Continuous Rotation Mount
FeaturesStandardTwo Hard Stops
Additional Details

Manual Rotation Stages
Item #XRNR1(/M)XRR1(/M)PR01(/M)CR1(/M)XYR1(/M)OCT-XYR1(/M)
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FeaturesFine Rotation Adjuster and
2" Wide Dovetail Quick Connect
Fine Rotation Adjuster and
3" Wide Dovetail Quick Connect
Fine Rotation Adjuster and
SM1-Threaded Central Aperture
Fine Pitch Worm GearRotation and 1/2" Linear XY Translation
Additional Details
  • ステージをネジスロットで取り付けた場合、75.7 mmアリ溝を使用して他のステージまたはアクセサリに重ねて取り付けた場合よりも高くなります。
  • ステージOCT-XYR1/MにはプレートXYR1Aが付いています。このプレートを取り外すとステージXYR1/Mと同様の取付け機能となります。

電動回転マウント&ステージ

Motorized Rotation Mounts and Stages with Central Clear Apertures
Item #DDR25(/M)PDR1C(/M)PDR1(/M)PDR1V(/M)PDXR1(/M)
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DDR25PDR1CPDR1PDR1VPDXR1
FeaturesCompatible with
SM05 Lens Tubes,
16 mm Cage System, &
30 mm Cage System
Compatible with
16 mm Cage System
Compatible with
SM05 Lens Tubes &
30 mm Cage System
Vacuum-Compatible;
Also Compatible with
SM05 Lens Tubes &
30 mm Cage System
Compatible with
SM05 Lens Tubes &
30 mm Cage System
Additional Details

Motorized Rotation Mounts and Stages with Central Clear Apertures
Item #K10CR1(/M)PRM1Z8(/M)aDDR100(/M)ELL14HDR50(/M)
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ELL14
FeaturesCompatible with SM1 Lens Tubes & 30 mm Cage SystemCompatible with
SM1 Lens Tubes,
16 mm Cage System,
30 mm Cage System
Compatible with
SM1 Lens Tubes,
Open Frame Design for
OEM Applications
Compatible with
SM2 Lens Tubes
Additional Details
  • こちらのステージはKPRMTE/M(電動回転ステージPRMTZ8/MとK-Cube DCサーボモーターコントローラ KDC101)に含まれております。
Motorized Rotation Mounts and Stages with Tapped Platforms
Item #PRMTZ8(/M)aELL18(/M)b
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FeaturesTapped Mounting Platform for Mounting Prisms or Other OpticsTapped Mounting Platform, Open Frame Design for OEM Applications
Additional Details
  • こちらのステージはKPRM1E/M(電動回転ステージPRMT1Z8/MとK-Cube DCサーボモーターコントローラ KDC101などのセット)に含まれております。
  • こちらのステージはELL18K/M(インターフェイスボード、取付け用ブラケットならびにPC制御用コントローラがセット)に含まれております。
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小型ダイレクトドライブ回転マウント


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回転マウントDDR25(/M)の寸法ならびにケージロッド用タップ穴の配置図

DDR25/Mは、高速回転と高い位置確度が特長で、ケージなどのシステム内の部品を高速で回転させる必要のある用途に適しています。ステージを駆動するブラシレスDCコントローラKBD101(別売り、下記参照)は、安定した閉ループのPID制御システムにより高精度位置決めを行います。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
DDR25 Support Documentation
DDR25小型ダイレクトドライブ回転マウント、SM05内ネジ付き、#8-32取付け穴(インチ規格)
¥287,837
7-10 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
DDR25/M Support Documentation
DDR25/M小型ダイレクトドライブ回転マウント、SM05内ネジ付き、M4取付け穴(ミリ規格)
¥287,837
Today
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K-Cube™ブラシレスDCサーボモーターコントローラ

photo of power supply adapters
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K-CubeならびにT-Cube™モジュールを取り付けたUSBコントローラーハブKCH601(別売り)。(T-CubeはアダプタKAP101に取付けられています。)
  • 前面パネルに電動ステージやアクチュエータ制御用の速度ホイールとデジタル表示画面
  • 2つの双方向SMCトリガーポート(外部機器からの信号読み取りや外部機器の制御用)
  • 付属のUSBケーブルでPCに接続
  • Kinesis®ならびにAPT™ソフトウェアに完全対応
  • コンパクトな設置面積:60 mm x 60 mm x 49.2 mm
  • 電源は付属しません(下記参照)

当社のK-Cube™ブラシレスDCモーターコントローラKBD101は、1台のモータの回転軸を手動またはPCで制御します。上面のコントロールパネルには速度ホイールがあり、位置のプリセットに加えて、順方向ならびに逆方向のジョグ動作と双方向の4段階速度制御が可能です。上面パネルのデジタル表示にはバックライトが付いており、メニュー選択により暗くしたり消灯したりすることが可能です。ユニット前面には双方向のSMCトリガーポートが2つあり、5 Vの外部ロジック信号を読み取ることや、5 Vロジック信号を出力して外部機器を制御することができます。それぞれのポートの機能は独立に設定することができます。

このユニットは当社の新しいKinesisソフトウェアパッケージならびに従来のAPTコントロールソフトウェアに対応します。

このコントローラには電源が付属しませんのでご注意ください。対応可能な電源は下記のとおりです。詳細はブラシレスDCサーボモーターコントローラKBD101の製品紹介ページでご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
KBD101 Support Documentation
KBD101K-CubeブラシレスDCサーボモーターコントローラ(電源は付属しません)
¥123,610
Today
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電源

photo of power supply options
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電源ユニットKPS201(日本国内向けアダプタと共に発送します)
  • 電源(単体)
    • KPS201: K-Cubes™ 、T-Cubes™ 用、3.5 mmジャック付き
  • 電源供給と通信機能を備えたUSBコントローラハブ
    • KCH301: 3台までのK-CubeまたはT-Cube用
    • KCH601: 6台までのK-CubeまたはT-Cube用

電源KPS201の出力電圧は+15 VDC、最大電流は2.66 Aで、3.5 mmジャックで1台のK-CubeまたはT-Cubeに電力を供給します。標準的な壁コンセントに接続して使用します。

USBコントローラーハブKCH301およびKCH601は次の2つの機能を有しています。1つはハブ機能で、最大3台(KCH301)または6台(KCH601)までのK-CubeまたはT-Cubeをサポートします。もう1つは電源機能で、標準的な壁コンセントに接続するだけで必要な電力の供給を行います。ただし、ハブが供給できる最大電流は10 Aです。お使いになる全Cubeの必要電流が合計で10 A以上にはならないことをお確かめください。 また、このハブに取り付けられたすべてのT-CubeやK-Cubeに対して、1本のUSBケーブルで接続することができます。

USBコントローラハブの詳細は、製品ページをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
KPS201 Support Documentation
KPS201K-Cube&T-Cube単体用電源、15 V、2.66 A、3.5 mmジャック付き
¥5,525
Today
KCH301 Support Documentation
KCH301USBコントローラーハブ&電源、K-CubeまたはT-Cube 3台用
¥82,012
Today
KCH601 Support Documentation
KCH601USBコントローラーハブ&電源、K-CubeまたはT-Cube 6台用
¥99,259
Today