업데이트:2017년 2월
1.
모션 컨트롤이란 무엇입니까?
동작 제어는 "동작을 제어"합니다. 하나의 뚜렷한 예는 다양한 모터에 의한 위치 제어입니다.
전자 에너지를 모터에 공급함으로써 모터가 작동하여 이를 운동 에너지로 변환합니다.
이 기술은 가공 공구, 로봇 제어, 반도체 제조 장비, 사출 성형 기계 및 디지털 가전 검사 기계에서 핵심적인 역할을합니다.
이 분야에 대한 설비 투자는 크게 증가하고 있습니다.
| 컨베이어
회전 제어 다축 로봇의 축 제어 |
회전 테이블의 위치 제어 |
XY 테이블의 위치 제어 |
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2.
모션 컨트롤 보드란 무엇입니까?
모션 제어 보드는 지정된 펄스 수 또는 주파수로 펄스열을 출력하는 기능을 탑재합니다.
목표 위치, 속도, 가속도, 감속도 등의 모션 파라메타에 따라 자동으로 제어 펄스를 출력 할 수 있습니다.
위치 제어를위한 다양한 한계 입력 기능이 있습니다. 모터 드라이버는 모터 자체를 제어합니다.
모션 컨트롤 보드는 모터 드라이버 유닛에 펄스 신호를 출력하고 모터를 제어합니다. 펄스 입력 형 스테핑 모터 또는 서보 모터와
연결됩니다.
3.
모터 드라이버 유닛이란 무엇입니까?
모터 드라이버 유닛은 스테핑 모터 및 또는 서보 모터를 구동하기위한 제어 유닛입니다.
이 드라이버 유닛에 대한 제어 신호를 설정 획득하면 모터 제어가 가능합니다.
4.
스테핑 모터란 무엇입니까?
스테핑 모터는 고정밀 위치 지정이 가능합니다.
입력 펄스에 동기하여 단계적으로 특정 각도만큼 회전합니다. 스테핑 모터는 입력 펄스까지 정확하게 회전하기 때문에 회전량 검출이
필요없는
고정밀 위치 결정이 가능합니다. 일반 분해능은 1 단계 (1 펄스) = 1.8 °, 0.72 ° 및 0.36 °입니다.
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특징
. 오픈 루프로 고정밀 위치 지정이 가능합니다.
. 기동(시작)과 정지(멈춤)에 대한 응답성이 우수합니다.
. 정지시의 각도 오차는 누적되지 않습니다. (표준 스테핑 모터의 경우 ± 0.05 °의 고정밀도를 갖는 고정밀도)
. 정지 상태에서도 높은 자기 유지력을 얻을 수 있습니다.
. 저속에서 높은 토크가 얻어집니다.
. 모터의 구조가 간단하기 때문에 유지 보수가 용이합니다.
스텝각
스텝 각은 스테핑 모터로 모터 드라이버에 1 펄스가 입력되면 모터가 회전하는 각도입니다.
1 스텝 (1 펄스) = 1.8 °, 0.72 ° 및 0.36 °는 일반적인 각도입니다.
펄스 번호는 회전 양을 지정하고 펄스 주파수는 회전 속도를 지정합니다.
예) 스테핑 각이 0.72 ° 일 때 캐리어를 50mm 이동시키는 데 필요한 펄스 수는 얼마입니까?
1. 모터가 90 °회전에 필요한 펄스 수 : 90 ÷ 0.72 = 125
2. 펄스 모터 회전 (360 °)에 필요한 펄스 수 : 125 × 4 = 500 펄스
3. 1 회전에서 캐리어가 10mm 이동한다고 가정하면 : 50 mm ÷ 10 mm = 5 회전
4.필요한 이동 펄스 수 : 500 펄스 × 5 회전 = 2500 펄스
회전 속도
스테핑 모터의 회전 속도는 정확히 펄스 신호 속도에 비례합니다. 회전 속도와 펄스 신호의 관계는 다음 공식에 의해 설정됩니다.
펄스 번호는 회전 양을 지정하고 펄스 주파수는 회전 속도를 지정합니다.
모터 회전 속도 (r / min) = 스텝 각 (°) / 360 ° × 펄스 속도 (주파수 : Hz) × 60
예) 스텝 각 = 0.72 °, 펄스 속도 = 1000Hz 인 경우의 모터 속도
모터 회전 속도 (r / min) = 0.72 / 360 × 1000 × 60 = 120 (r / min)
손실 단계
손실 단계는 속도 (가속 및 감속)의 급격한 변화 또는 과도한 부하로 인해 스테핑 모터가 펄스와 동기화되어 회전 할 수없는 경우
정지 또는
오프셋 위치 지정을 초래하는 경우를 말합니다.
최근의 스테핑 모터는 손실 단계를 발생시키지 않는 구조를 가지고 있습니다.
5.
서버 모터란 무엇입니까?
서보 모터에는 두 가지 유형이 있습니다.
AC 서보 모터 및 DC 서보 모터. 서보 모터는 제조 공장의 가공 공구 및 산업용 로봇에 널리 사용됩니다.
서보 모터에는 회전 각을 검출하는 엔코더가 내장되어 있어 폐쇄 루프상에서 고정밀도의 위치 결정이 가능합니다.
당사의 모션 제어 보드는 펄스 입력 유형 서보 모터에 적용 할 수 있습니다.
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특징
. 큰 가속 및 감속 토크를 발생시킬 수 있기 때문에 과부하 또는 급격한 펄스 속도 변화에서도 단계를 잃지 않고 고속 응답이
기대됩니다.
. 저속에서 고속으로 부드러운 회전을 생성 할 수 있으며 저소음에서 작동합니다.
. 작고 가벼운 크기에서 높은 출력이 기대됩니다.
6.
엔코더 입력이란 무엇입니까?
모션 컨트롤 보드는 피드백 제어를위한 카운터 기능을 탑재하고 있습니다.
인크 리 멘탈 엔코더 (UP / DOWN 모션)에 연결하면 고정밀 피드백 제어가 가능합니다.
피드백 제어 자체에는 프로그래밍이 필요합니다.
입력 회로는 2 상 (A / B 상) 및 단상 (UP / DOWN)과 호환됩니다.
차동 출력, TTL 레벨 출력 및 오픈 콜렉터 출력과 호환되는 인코더와 함께 사용할 수 있습니다.
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주요 용도
. 서보 모터의 펄스 출력 ->
위치 정보 관리 / 제어
. 스테핑 모터에서 단계 감지 제거
7.
펄스 출력 신호 / 방법
당사의 모션 제어 보드는 펄스 트레인 입력 유형 모터 드라이버와 호환되는 다음과 같은 출력 유형을 갖추고 있습니다.
2펄스 타입 (독립 펄스 출력)
2 개의 독립적 인 펄스 신호를 방출함으로써 제어 유형은 순방향 (CW) 및 역방향 (CCW)을 나타냅니다.
CW (시계 방향)는 오른쪽으로 회전하고 CCW (반 시계 방향)는 왼쪽으로 회전을 나타냅니다.
공통 펄스 방식 (방향 신호 출력 : OUT (펄스 출력), DIR (방향
출력))
이동 거리와 속도를 제어하는 ??하나의 펄스 신호와 회전 방향을 결정하는 신호로 제어합니다.
OUT (순방향 펄스 출력) 신호 및 DIR (지연 펄스 출력) 신호 유형
OUT (순방향 펄스 출력) 신호 및 DIR (지연 펄스 출력) 신호를
출력합니다.
DIR과 OUT의 위상이 + 90 ° 차이가 나는 경우 DIR과 OUT의 위상이 서로 다른 경우 (시계 방향으로) 앞으로 이동
(회전)합니다.
DIR과 OUT의 위상이 -90 ° 차이가 나는 경우 역방향 (시계 반대 방향)으로 이동 (회전)합니다.
8.
다축 동기화, 보드간 다축 동기화
당사의 모션 제어 보드는 다축 간 동기화 시작 / 정지 제어를 동기화 할 수 있습니다.
지정된 동기 제어 케이블에 연결하여 최대 16 프레임 (128 축)을 동기화 제어 할 수 있습니다. 8 축 보드의 경우 4 축별
그룹핑이 가능합니다.
9.
리미트 입력
모터 (캐리어)의 정지, 감속 점, 원점을 검출하는 기능. 고정밀 위치 제어가 가능합니다.
+ LIM / -LIM (방향 제한) : +는 시계 방향, -는 시계 반대
방향
한계 위치를 검출하기위한 입력 신호. + LIM 모터 회전 방향이 CW (시계 방향)이고 -LIM 모터 회전 방향이 CCW (반
시계 방향) 인 경우 동작 제한
위치에 놓습니다. 캐리어가 지점에 도달하면 모터는 어떤 조건에서도 즉시 멈 춥니 다.
이동 지시 (명령)가 같은 방향으로 주어지는 한,이 제한 위치보다 멀리 움직이지 않습니다.
반대 방향으로의 이동 지시가있을 때만 모션 (회전)을 다시 시작합니다.
+ SD / SD (방향 감속) : +는 시계 방향, -는 시계 반대 방향
SD는 고속 회전 동작 (가속 및 감속 동작)에서 감속 시작점을 검출하기위한 한계 입력입니다.
고속 이동 (이송)중인 캐리어는이 위치에서 감속을 시작하고 최종적으로 시작 속도에 도달 한 후 정지합니다.
ORG (원점 한도)
다양한 동작의 표준에 대한 원점을 감지하는 스위치 입력. 논리 방향 설정은 소프트웨어로 가능합니다. 설정으로 신호 입력시 정지합니다.
10. 알람 코드
드라이버 유닛은 알람 신호 발생과 동시에 알람 코드를 전송할 수 있습니다.
알람 코드는 알람 발생 원인을 나타냅니다. 응용 프로그램에서 알람 코드를 수신하면 화면의 각 알람 코드에 따라 (비상) 작동
절차를 출력 할 수
있습니다. 운영자는 지정된 (비상) 작업을 신속하게 수행 할 수 있습니다.
11. 알람 클리어 신호
서보 모터와 스테핑 모터의 드라이버 유닛은 과부하, 과전압 및 과열로부터 스스로를 보호하기 위해 모터를 정지시켜야합니다.
이 경우, 드라이버 유닛은 보드 (어플리케이션)에 알람 신호를 전송합니다.
알람 신호를 수신하면 동기 설정시 축 이동을 중지합니다.
응용 프로그램이 경보 신호를 수신하면 처리를 위해 시스템을 분리해야하며 경보 신호를 취소해야합니다.
이 경우 알람 클리어 신호를 전송합니다.
12. 홀드 오프
홀드 오프 신호를 이용하여 스테핑 모터의 위치 결정시 홀드 상태를 유지하십시오.
(자동) 모터가 움직이는 동안 보드 내부에서 홀드를 OFF (홀드 오프)로 돌리고 모터가 멈 추면 홀드를 ON (홀드 온)하십시오.
13. 편차 카운터 클리어 신호
서보 모터는 드라이버 유닛 내부에 편차 카운터가 있으며, 입력 펄스와 피드백 펄스의 편차를 카운트하는 기능을합니다.
드라이버에 펄스가 입력되면 카운터에 펄스가 누적됩니다 (누적 된 오차 펄스).
모터가 회전하면 누적 된 오차 펄스가 위치 제어를위한 피드백 신호에 의해 감소되어 누적 된 오차 펄스가 0으로 끝납니다.
원점 복귀 동작의 경우 원점 검출시 즉시 정지하고 카운터에 편차가 누적되어 오차 펄스가 누적됩니다 남아있을 수 있습니다.
편차 카운터 클리어 신호를 드라이버 유닛에 설정하면 원점 복귀가 완료됩니다.
14. PTP 모션
PTP 동작이란 한 지점에서 다른 지점으로의 이동 (지점 간 지점)을 의미합니다.
간단한 위치 제어에 사용됩니다. 모션 제어 보드는 모션 중에도 원하는 타이밍에 정지 위치를 변경할 수 있습니다.
아래 그림은 가속 / 등속 운동 중에 목표 위치를 더 변경 한 경우를 나타냅니다.
예를 들어, 시작점에서 3000 펄스 점으로 이동하는 동안 정지하지 않고 점을 5000 펄스 점으로 변경할 수 있습니다.
15. JOG 동작
JOG 모션은 이동 거리 지정이없는 전송 모션입니다.
수동 모터 위치 지정에 사용됩니다. ± LIM 신호 입력 또는 정지 명령이 주어질 때까지 모터는 계속 작동합니다.
속도 및 가속 및 감속 시간은 작동 중 원하는 타이밍에서 변경할 수 있습니다.
16. ORG 모션
ORG (원점 복귀) 동작은 모터를 원점으로 이동시키는 동작입니다. 우리는 다음과 같이 고유 한 원점 복귀 동작이 가능합니다.
원점 복귀 모션 설정에 따라 ORG 모션이 모션 유형으로 설정되고 이동이 시작되면 드라이버는 원점 복귀가 완료 될 때까지 자동으로
제어합니다.
따라서 원점 복귀 로직을 작성하지 않고 원점 복귀 모션을 쉽게 수행 할 수 있습니다.
원점 복귀 종료 방향 지정 가능
원점 센서는 고정밀 센서 일 필요는 없습니다. 따라서, 포지티브 측과 마이너스 측으로부터 리미트 검출의 경우에 위치 마진 에러가
발생할 수있다.
이 문제를 해결하기 위해 한 쪽에서 만 한도를 감지합니다.
NORG 필요 없음
원점 복귀에 가감 속 동작을 사용하는 경우, 원점 리미트 센서가 원점 리밋에서 절대 정지하기 위해 원점 리미트 근처에 원점 리미트가
필요했습니다.
원점 센서 만 원점 근처에서 작동 할 수 있습니다.
17. 정속 / 직선 가감 속 / S자 가감속
정속 동작
일정한 속도 (주파수)로 펄스를 출력합니다. 장비가 일정한 속도로 움직입니다. 갑작스러운 속도 변화는 시동 및 정지시 발생합니다.
직선 가감 속 동작
시동시 충격을 흡수하고 시동 및 정지시 일정한 속도로 가속 / 감속하여 움직이는 운동. 사다리꼴 속도 제어라고도합니다.
S자 가감 속도 동작
속도 제어 방법은 선형 가속 및 감속 운동에서 갑작스런 충격을 줄입니다.
가속 및 감속 시동 및 정지시 가속 율을 감소시킴으로써 이동 시작 및 정지시의 충격이 감소됩니다.
18. 보간 제어
2 개 이상의 축을 제어 할 때 시작점에서 목표점으로 이동하는 3 개의 다축 제어 유형.
PTP 제어 (지점 간)
먼저 X 축을 점 (Xt)으로 이동 한 다음 Y 축을 점 (Yt)으로 이동합니다.
직선 보간법
X 축과 Y 축 모두의 제어를 조정하고, 궤도가 선형 프로파일을 따르도록 점 (Xt, Yt)을 이동합니다.
원호 보간법
원형 위에 원형 및 목표점의 중심 좌표를 지정하십시오.
X 축과 Y 축의 제어를 동기화하면서 점을 (Xt, Yt)로 이동하면 궤도가 프로그래밍 된대로 프로파일을 따라갑니다.
19. 프레임 (뱅크) 메모리 연속 이동 기능
당사의 모션 제어 보드는 이동 거리, 이동 속도, 가속 및 감속 비율과 같은 모터 동작 매개 변수 그룹을 하나의 프레임으로 처리하고
연속적인
여러 프레임을 온보드 메모리로 다운로드 한 다음 실행합니다.
이것은 이전에는 존재하지 않았던 커다란 이점입니다.
고정 패턴 모션 제어는 복잡한 제어 하에서도 PC의 CPU에 부하가없는 고속 제어가 가능합니다.
각 프레임의 연속적인 스위칭이 하드웨어에서 동작하기 때문에 다음 모션으로 전환하는 유휴 시간은 1μsec 이내입니다.
따라서, 매우 효율적인 시스템이 구축 될 수있다. 다양한 보간 제어 기능을 조합하여 연속 다축 보간 제어가 가능합니다.
정상적인 움직임
뱅크 운동
20. 일반 (제어 신호) I / O
당사의 모션 제어 보드는 축당 7 개의 일반 입력 (제어 신호 입력) 및 3 개의 일반
출력 (제어 신호 출력)을 탑재합니다.
ALM (입력)
모터 드라이버 유닛으로부터의 경보 신호를 검출하기위한 신호.
INP (입력)
서보 드라이버로부터 위치 결정 완료 신호를 검출하는 신호. 편차 카운터가 0 일 때 출력합니다.
INP가 할당 된 경우 보드는 INP가 켜질 때까지 이동 완료를 인식하지 못합니다.
SD (입력)
점을 감지하여 감속을 시작하기위한 신호.
LTC (입력)
다양한 카운터 값을 래치하는 신호.
PCS (입력)
위치 제어 시작을 입력하고 목표 위치를 오버라이드하라는 신호.
CLR (입력)
다양한 카운터 값을 지우는 신호.
ALMCLR 알람 클리어 신호 (출력)
드라이버 유닛 작동을 승인하고 오류가 발생할 때 리셋하십시오.
ERC 편차 카운터 클리어 신호 (출력)
누적 된 오류 펄스를 지 웁니다.
다양한 이벤트 행사 (산출물)
출력 펄스 값과 엔코더 입력 값이 프로그램 된 카운터 값 (CP1, CP2)과 일치 할 때 사용됩니다.
다양한 I / O 신호 IN1-IN6, OUT1-OUT3을 통해 보드 측에서
자동 제어합니다.
[실시 예 1]
IN1이 ALM 신호로 설정된 경우, 펄스 출력 중 신호에 IN1이 입력되면 보드는 자동으로 펄스 출력을 중지합니다. IN1이
ALM 신호로 설정되어 있지 않으면 IN1에 신호가 입력 되어도 펄스 출력이 멈추지 않습니다.
[실시 예 2]
OUT1을 ERC 신호로 설정하면 OUT1은 펄스 출력이 끝나고 일정 시간이 경과하면 자동으로 1 단 펄스 또는 레벨 신호를
출력합니다.