インデックスユニットの構造について

本題から外れてるのはご容赦を。

価格やサイズは抜きにして、DDモータでどれくらいの高トルク品があるのか興味本位で探してみた。


牧野フライスD500　3,000Nm（確かFANUC製）
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20080528/152522/

IDAM RI/REシリーズ 15,000Nm(特注で 100,000Nmまで)
http://www.directdrives.de/en/download/RDDM_Catalogue_jap.pdf

MOOG HTDシリーズ 50,000Nm(特注？で 75,000Nmまで)
http://www.moog.co.jp/japanese/products/servomotors/htd-motor/

ダイレクトドライブでは
起動時・静止時に遠心力によるトルクがもろにサーボにかあるため


カム式インデックス
http://www.kumagaya.or.jp/~tarai/toppic7s.htm
はそれがない（剛性で受けてる）



フライホイールを止めるときを考えてみてください

減速機単体を、
Ａ）入力軸から廻すと非常に楽に、速く廻せます。
　　これは、非常に楽に廻せるは減速でトルクが大きくなった意味(減速率に反比例して
　　トルクが大きくなる)で、速く廻せるは慣性(GD2、廻し易さ/動かし易さ)の意味(減速率の二乗に反比例して廻し易くなる)です。
Ｂ）出力軸から廻すと困難で、速く廻すこともできない、増速機と同じ感覚です。
　　これは、Ａ）の逆の内容から起きます。
となります。

また、ダイレクトドライブ等のインデックスと、カム式インデックスでは、もう一つの特徴差が
あります。
それは、テーブルからの反力が直接的に伝わるか、間接的に伝わるか/伝わらないかです。
ダイレクトドライブ等のインデックスは、テーブルからの反力が直接的に伝わります。
カム式インデックスでは、テーブルからの反力が間接的に伝わるか/伝わらないかです。
カム式インデックスは、ウォーム減速機のように出力軸からの回転が入力軸に伝わらない
タイプも多いです。
(ねじが自分の締付トルクで緩まない内容と同じです。ホールねじはダイレクトドライブ等
のインデックスに近いと考えてください)

大きな駆動体（直径2mなどの回転テーブル）を回転させ、その上で自動化作業をする場合には、
例えば、ピンを回転テーブル軸芯と同じ方向に組込みや軽い圧入をする場合には、組込みや
圧入力の数十倍から百倍強の力が楔作用で円周方向に働き、直径2mのテーブルなら、
※ 組込みや軽い圧入力が500Nとすると、
※ 楔作用で円周方向に働く力500N×100＝50000Nとなり、
※ テーブルが直径２mなら、組込みや軽い圧入位置が半径１mでも有り得るので、
　 50000N×１m＝50000N･mのトルクが出力軸から入力軸に掛かることになり、
※ ダイレクトドライブ等のインデックスでは、モータにその力が反力として掛かることになり、
※ モータのトルクが50000N･m必要になります。

また、ダイレクトドライブ等のインデックスでは、
☆ 減速機付きでない、例えばサーボモータ使用の場合は、
　 ＊ 前述の内容で、トルク不足ではないかを確認する必要がある
　 ＊ サーボモータ用エンコーダ分解能と、それに相当するテーブル回転の分解能力確認が必要
☆ 減速付機きの例えばサーボモータ使用の場合は、
　 ＊ 前述の内容で、トルク不足ではないかを確認する必要があるが、減速付機なので
　　　あまり心配する必要はなく、確認だけすれば良い
　 ＊ サーボモータ用エンコーダ分解能と、それに相当するテーブル回転の分解能力確認が必要
　　　だが、減速付機なのであまり心配する必要はなく、確認だけすれば良い
　 ＊ バックラッシがある減速付機は、それに相当するテーブル回転のガタも確認が必要
となるので、
一般的にはカム式インデックスを使用する。(テーブルからの反力にも強いから)

＞モータのトルクでは、大きな駆動体（直径2mなどの回転テーブル）を回転させるのは困難

如何に大きかろうとも不可能ではないです。高くつくだけ。無駄に高ければ売れないから標準カタログには載らないことも。
前質問ではカム式の重量と部品点数を欠点に挙げられていたが、複数の回答にあるようにコストの優劣を勘案してます。

ダイレクトドライブでは精度もパワーも必要だからと、減速機をかませると低コストになるが、多くの長所を失ってしまう。

文章上だけで思案するより、カタログに概略価格を書き込んで眺めれば判りやすいでしょう。

＞直径2mなどの回転テーブル

位置決め精度±0.1とするならエンコーダの精度は
　　0.1／（2000×π） ＝ １／62800　rev ＝ 0.005°
大変な高精度。これだけでなく回答（１）指摘の回転軸の精度が必須。

当然カム式インデックスでも精度を落とすことは出来ないが、62800箇所ではなく分割数だけとなり遥かに作り込みやすい。

また、これだけ大きくなると、カム式インデックスを使うのも考え物。
外周部付近に（順送り）突き当りの位置決め機構を設け、その位置精度はソコソコ、ワーク積載台はその位置に個々調整して取付ける。それで機能に遜色はない。
回転軸にガタがないことだけは必要だが全体の作り込みは非常に楽になりコストが下がります。

ますますインデックスユニットとは離れてくるが、精度・パワーの仕様が現実離れしていることが他回答でも解明されているので

実例
　　電動式ターンテーブル　ルルマンオート　【チェーンドライブ式】
　　http://www.osaka-taiyu.co.jp/product/index.html
所望以上の精度とパワーが要求される芯には何も無く回転規制と駆動を外周へ移した。モーターの小ささに注目

　　インデックスベースマシン
　　http://www.time-eng.co.jp/products/auto.html
　　カム曲線を使った位置決めピン方式とゼネバホイールの精密加工
ピン方式で割出精度 ±30"（繰り返し±10"）を実現。これもモーターは小さい。

高精度・定角度割出しとなるとカービックカップリングも検討対象。
　　 http://www.ztec-izushi.co.jp/service_curve.html
特殊な形状の歯車を噛み合わせる（芯は不要）。なので位置変更は浮かして回す面倒さがあるが高精度と高耐力の長所が他には代え難く、工作機械などに普及している。

ダイレクトモータのインデックスカムとは、サーボモータの回転軸自身をイメージしてもらってはどうかと。サーボモータ自体のトルクに大きな期待をかけられても、難しいのはイメージできますでしょうか？またブレーキ力もしかり。中心から遠のくほど小さな力で止まれるてこの原理が、軸直接では難しいですよね。
カム式であれば、モーター自体は馬力の大きいモーターを用いて、ギヤも使えるし、寸法的な制約も少なく、（ＤＤモータの上に直接回転円板を載せる場合床上？ｍｍといったことが製品制約になることが多いです)カムクラッチなどつけてやれば、ドンと動いて、クラッチが離れたら、別のブレーキでドンと止められる。イメージはできるでしょうか?