고객은 유지 보수 및 장비 크기 감소와 더 빠른 처리량 및 기계 설정을 요구합니다. 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 장비 제조업체는 기계 구성 요소보다 서보 제어 모션을 선택하고 있습니다.

모션 제어는 기계의 기능과 한계를 정의합니다. 따라서 처리량과 유연성을 극대화하고 유지 보수를 줄이려면 해당 기계 내에서 모션이 어떻게 제어되는지를 업그레이드해야합니다. 전통적인 제어 설계 및 장치에서 서보 제어로 변환하는 대부분의 이유는 이러한 이점 중 하나 이상을 얻는 것입니다.

• 처리량을 늘리십시오. 서보 모터는 높은 가속 속도와 속도를 생성합니다.
• 정확도를 높입니다. 서보는 빠르게 움직이는 조각을 처리하는 데 필요한 높은 정확도를 제공 할 수 있습니다.
• 유연성을 높입니다. 서보는 전통적으로 기계적인 구성 요소의 전자 버전을 제공합니다. 예를 들어, 전자 캠 프로파일은 거의 즉시 변경 될 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 모션 프로파일은 다양한 제품 크기 및 구성에 적응할 수 있습니다. 전자 "기어"비율은 다른 기계 속도를 수용하기 위해 변경 될 수 있습니다. 또한 전자 기어링을 사용하면 긴 샤프트, 기어 및 벨트가 필요하지 않기 때문에 모터는 애플리케이션에 편리한 곳에 배치 할 수 있습니다.

또한 하나의 전기 "라인 샤프트"는 거의 무제한 수의 축에 연결될 수 있습니다. 여러 구성이있는 기계의 경우 추가 모션 축에는 추가 기계적 연결이 필요하지 않음을 의미합니다.

서보는 또한 사용 가능한 정보가 증가하여 유연성을 더합니다. 예를 들어, 많은 서보 컨트롤러는 문제 해결에 도움이되는 결함 및 오류 조건의 기록을 저장합니다. 대부분의 서보 시스템은 성능 분석을 위해 오실로스코프 스타일 다이어그램을 표시 할 수도 있습니다. • 유지 보수를 줄입니다. 서보는 기계의 기계 부품의 수를 줄이는 데 도움이됩니다. 전자 기어는 벨트를 교체합니다. 전자 캠은 마모의 영향을받지 않습니다. 전자 한계 스위치에는 가끔 재조정 또는 교체가 필요하지 않습니다.

서보는 일정량의 연구와 경험이 필요합니다. 서보 컨트롤을 처음 사용하는 경우 첫 번째 시스템을 선택하고 적용하는 데 시간을 보내십시오. (서보 용어에 대한 메모 : 단어 컨트롤러는 여러 용도를 찾습니다. 시스템 또는운동컨트롤러는 일반적으로 모션을 제어하는 ​​프로그램을 실행합니다. 그만큼모터컨트롤러가 하나를 제어합니다모터. 혼란을 줄이기 위해 모터 컨트롤러를 드라이브라고합니다).

응용 프로그램 크기 및 선택

모터, 드라이브, 컨트롤러 및 산업용 PC 또는 PLC의 가능성과 같은 구성 요소의 수로 인해 서보 구성 요소를 선택하고 크기를 조정하는 것이 복잡해 보일 수 있습니다. 배경이 기계적이라면 협박 할 수 있습니다. 다행히 회사 (구성 요소 공급 업체 및 제어 시스템 통합 업체)는 이러한 구성 요소를 함께 포장하고 응용 프로그램 지원을 제공합니다. 스스로를 수행하든 패키지를 구매하든 기본 프로세스는 다음과 같습니다.

먼저 모터를 선택하십시오. 모터 모양을 선택하여 모터 선택을 시작하십시오. 종횡비가 큰 모터 (직경이 작은 길이)가 가장 일반적입니다. 그들은 정사각형이거나 둥글 수 있으며 탁월한 가치와 성능을 제공합니다. 디스크 모터 (직경이 큰 짧음)는 단단한 장소에 적합하며 저명도 로터로 인해 높은 가속도를 제공합니다. 이 두 모터는 밀봉 된 버전과 비영리 버전으로 제공됩니다.

프레임이 없거나 통합 모터, 기계에 통합하기 위해 로터와 고정자를 분리하십시오. 이 모터는 컴팩트 한 설계를 가능하게하고 정확도를 높이고 진동을 줄임으로써 직접 드라이브 작동을 향상시킵니다.

표준 로터리 모터와 관련 드라이브 메커니즘을 대체하는 선형 모터는 선형 운동을 직접 생성합니다. 처리량과 정확도를 여러 번 동시에 증가시킬 수 있습니다.

모터 크기. 모터 크기는 주로 토크 : 피크 및 연속을 기반으로합니다. 사이징 모터는 도전적 일 수 있으며 개발주기 후반까지 실수를 찾을 수 없습니다. 그 시점에서 모터 크기가 증가하기가 어려울 수 있으므로 계산에 마진을 포함하는 것이 좋습니다. 프로세스를 처음 접한다면 아마도 모터 회사의 응용 프로그램 엔지니어에 의존해야 할 것입니다.

피드백을 선택하십시오. 가장 일반적인 피드백 장치는 인코더 및 리졸버입니다. 인코더는 펄스 트레인을 생산하는 광학 장치입니다. 맥박 수는 각도 이동에 비례합니다. 그들은 특히 높은 해상도에서 높은 정확도를 제공합니다. Resolvers는 모터의 하나의 혁명 내에서 절대적인 위치를 감지하고 견고성으로 알려진 전기 기계 장치입니다. 응용 프로그램에 가장 적합한 것을 선택하십시오.

피드백 센서 유형을 선택한 후에는 해상도를 선택해야합니다. 일반적으로 1,000 라인 인코더 또는 동등하게 12 비트 리졸버는 충분한 해상도를 제공합니다. 둘 다 혁명 당 약 4,000 개의 다른 위치를 생산하며, 이는 약 0.1도 분해능에 해당합니다. 그러나 응용 프로그램에 더 높은 해상도가 필요한 경우 센서를 적절하게 선택해야합니다. 한 가지주의 사항 : 해상도와 정확도를 구별합니다. 많은 서보는 리졸버 피드백을 위해 선택 가능한 해상도를 제공합니다. 그러나 정확도 (보통 10 ~ 40 아크 -Min)는 영향을받지 않을 수 있습니다.

드라이브를 선택하십시오. 전원 공급 장치 모듈 식 (별도)을 원하거나 드라이브에 통합하는지 고려하십시오. 동일한 가족의 3 개 이상의 드라이브가 근접하여 모듈 식 전원 공급 장치가 잘 작동합니다. 하나의 축으로 통합 된 전원 공급 장치는 일반적으로 더 잘 맞습니다. 두 개의 축이 있으면 두 솔루션 모두 거의 동일합니다.

드라이브를 동봉하려는 경우 드라이브 크기는 상당히 다양하며 장비의 전체 ​​크기에 영향을 줄 수 있습니다. 인클로저의 크기에 따라 다양한 냉각 옵션을 조사해야 할 수도 있습니다.

사인 정류 대 6 단계

드라이브에서 모터까지의 전력 파 형태는 브러시리스 서보 모터의 두 가지 방법 인 6 단계와 사인파를 제공하는 경향이 있습니다. 사인파에서, 드라이브에 의해 생성 된 현재 파형은 사인파에 근접한 전류를 생성합니다. 이것은 더 부드러운 토크와 가열이 적습니다. 6 단계 방법은 간단한 전자 제품을 사용하여 6 세그먼트 제곱파를 생성합니다. 비용이 낮지 만 6 단계는 저속에서 대략적인 작동을합니다.

튜닝 유연성. 피드백 루프에서 이득을 선택하는 과정 인 튜닝은 고성능과 안정적인 작동을 유지하기 위해 필요합니다. 과거에는 튜닝이 과학보다 더 예술이었습니다. 이제 Modern Servo Drives는 기계 설계자를 돕기위한 다양한 도구를 제공합니다. 드라이브가 기계 시스템을 자극하고 루프 이득 세트를 생성하는 프로세스 인 자동 조정 (또는 자체 조정)은 거의 표준입니다. 대부분의 드라이브는 디지털 이득으로 설정되어 있으므로 납땜 아이언이나 냄비 트리머 (작은 드라이버)가 필요하지 않습니다. 가끔 더 복잡한 방법이 필요할 수 있지만 사용 가능한 방법을 사용하면 더 많은 옵션이 제공됩니다.

아날로그 드라이브는 저렴할 수 있지만 전위차계 또는 수동 구성 요소를 조정하여 루프를 조정해야 할 수도 있습니다. 당신의 선택이든, 튜닝은 학습 곡선의 일부이며 약간의 연구와 실험이 필요합니다.

통신을 추진합니다. 많은 드라이브는 아날로그 신호를 사용하여 속도 및 토크 명령을 전달합니다. 그러나 디지털 커뮤니케이션은 통신 배선을 줄이고 시스템의 유연성을 높이기 때문에 인기를 얻고 있습니다. 많은 드라이브는 Devicenet, Profibus 및 Sercos라는 모션 제어를위한 새로운 네트워크와 같은 네트워크와 호환됩니다.

전압. 공장 바닥에서 110 VAC 파워가 오기가 어려울 수 있습니다. 유럽에서는 460 VAC가 인기가 있습니다. 230 VAC 드라이브를 사용하려면 해외에서 사용할 기계에 변압기가 필요할 수 있습니다. 불행히도 460 VAC 드라이브는 비쌀 수 있습니다. 타협은 전력 반도체를 사용하여 전압 레벨을 변환하는 범용 전원 공급 장치입니다. 모듈 식 전원 공급 장치가있는 시스템의 경우 하나의 범용 전원 공급 장치는 230에서 480 VAC의 전압을 사용하여 몇 개의 230 진술 축에 전력을 공급할 수 있습니다.

마지막으로 고려해야 할 사항은 기계에 소수의 드라이브 패밀리 만 사용하면 예비 부문 목록을 단순화합니다.

컨트롤러를 선택하십시오

컨트롤러를 선택할 때 단일 축 또는 다 축을 선택하십시오. 단일 축 컨트롤러는 모션 컨트롤러, 드라이브 및 종종 하나의 패키지에 통합 된 전원 공급 장치를 결합합니다. 하나 또는 두 축 시스템 에서이 컨트롤러는 비용, 크기, 배선 및 시스템 복잡성을 줄일 수 있습니다.

다축 컨트롤러는 일반적으로보다 복잡한 시스템에 더 잘 맞습니다. 첫째, 특히 축 수가 증가함에 따라 일반적으로 비용을 줄입니다. 둘째, 하나의 프로그램이 모든 움직임을 제어 할 수 있기 때문에 시스템 복잡성을 줄입니다. 이 모션 컨트롤러는 또한 일반적으로 다른 축에 대한 축 링크를 링크하기 때문에 동기화에 더 큰 유연성을 제공하며 프로그램 실행 중에 해당 링크를 수정할 수 있습니다.

컨트롤러를 선택한 후에는 "상자"또는 "보드"구성을 선택해야합니다. 박스 구성은 독립형 작동이 가능한 밀폐 된 컨트롤러입니다. 보드 컨트롤러는 산업용 컴퓨터에 연결됩니다. 컴퓨터에 이미 산업용 컴퓨터가있는 경우 호환 보드가 비용을 줄이고 제어 및 기계의 통합을 향상시킬 수 있습니다. 산업용 컴퓨터를 사용하지 않으면 상자 기반 컨트롤러가 일반적으로 추가하기가 더 쉽습니다.

기능 세트를 평가하십시오

마지막으로 컨트롤러 기능을 평가하십시오. 기어링, 캠밍, 고속 등록 및 프로그래밍 가능한 한계 스위치와 같은 지금까지 논의 된 기능을 고려하십시오. 대부분의 컨트롤러는 이러한 기능을 일부 형태로 제공하지만 세부 사항은 응용 프로그램의 요구와 비교해야합니다. 작동 중에 기어 비율을 변경해야합니까? 캠 프로필을 즉시 수정해야합니까? 어떤 등록 정확도가 필요합니까? 작동 중에 속도 또는 대상 위치 변경이 필요합니까? 컨트롤러 가이 응용 프로그램에 대해 충분한 축을 지원합니까? 미래 버전의 컴퓨터에 적합합니까?

비용 처리

서보 구성 요소의 비용은 종종 대체하는 기계 구성 요소보다 높습니다. 그러나 몇 가지 중요한 요소 가이 높은 비용을 완화시킵니다. 예를 들어, 복잡한 기계 장치를 제거하면 총 비용과 기계 크기를 줄여 시스템의 가치를 높일 수 있습니다. 서보 컨트롤러는 종종 PLC를 대체합니다. 이 경우 서보로 변환하는 전체 비용이 상쇄 될 수 있습니다. 유연성이 추가되면 기계 모델의 수 또는 기계 라인을 생산하는 데 필요한 프로세스가 줄어들어 제조 비용이 줄어 듭니다.

일반적인 고려 사항

모션 기능 외에도 다른 질문이 있습니다. 언어가 프로세스를 지원할 수 있습니까? 너무 복잡해서 배우는 데 과도한 시간을 보내야합니까? 제품이 멀티 태스킹을 지원합니까? 다른 프로세스에 대해 다른 프로그램을 작성할 수있는 기술은 복잡한 기계의 프로그래밍을 단순화합니다.

이 모든 질문은 특히 전자 모션 제어를 처음 접하는 경우 대답하기가 어려울 수 있습니다. 컨트롤러를 제공하는 대부분의 회사는 잘 지원합니다. 선택 과정에서 많은 질문을하십시오. 제품을 평가하는 데 도움이 될뿐만 아니라 지원을 평가하는 데 도움이됩니다. 마지막으로, 회사의 개발 활동의 미래를 고려하십시오. 앞으로 몇 년 동안 제품과 지원을 제공 할 수있는 공급 업체를 선택하십시오.