절대값 서보 모터의 적용

서보 시스템은 모터의 서보 제어에 적용되는 명령에 따라 작동하는 제어 장치입니다. 모터와 제어 대상 기계에 센서를 설치하고, 감지 결과를 서보 증폭기의 명령값과 비교합니다. 서보 모터는 피드백 신호로 제어되며, 이는 입력 펄스 신호에 의존하는 스테퍼 모터와 다릅니다.

서보 모터는 전압을 변환하여 속도와 위치를 매우 정밀하게 제어할 수 있습니다.

신호를 토크와 속도로 변환하여 제어 대상을 구동합니다. 서보 모터의 회전자 속도는 입력 신호에 의해 제어되며 빠르게 반응할 수 있습니다. 자동 제어 시스템에서는

액추에이터로서 작은 전기기계적 시간 상수, 높은 선형성, 시동 전압과 같은 특성을 가지고 있어 수신된 전기 신호를 모터 축의 각변위 또는 각속도 출력으로 변환할 수 있습니다.

절대값 서보 모터의 핵심 부품은 절대값 엔코더입니다. 이 엔코더는 산업 분야에서 기계적 위치 각도, 길이 및 속도 피드백을 위한 중요한 센서 역할을 하며, 모터의 정밀 제어에 중요한 역할을 합니다.

2018년부터 무대 기계에 절대값 서보 모터를 사용하면서 이 분야의 서보 모터 개발이 가속화되었습니다. 고정밀, 고신뢰성, 빠른 응답 속도를 자랑하는 서보 모터는 무대 리프팅, 슬라이딩, 회전의 정밀 제어와 같은 복잡한 공연 환경에서 무대 기계의 요구를 충족하여 공연의 부드러움과 안전성을 보장합니다.

절대값 인코더와 증분형 인코더의 차이점

• 증분형 인코더:
• 작동 원리: 출력 펄스 신호를 통해 위치 변화를 나타내며, 후속 장치에서 위치를 결정하기 위해 연속적인 계수가 필요합니다. 이는 상대적 위치 정보를 측정하는 방법입니다.
• 장점과 단점:
• 장점: 일반적으로 절대값 인코더보다 저렴하고, 낮은 해상도가 필요한 애플리케이션에 적합한 성능을 제공합니다.
• 단점: 시동 시마다 재설정 작업이 필요합니다. 그렇지 않으면 모터 축의 정확한 위치를 확인할 수 없습니다. 카운트 누락이나 누적 카운트와 같은 오류가 발생할 수 있습니다.
• 절대값 인코더:
• 작동 원리: 장치 초기화 후 기준점을 설정하고, 이후의 모든 위치 정보는 이 기준점을 기준으로 한 절대 위치를 기반으로 합니다. 현재 위치 값을 직접 읽을 수 있으므로 후속 장치에서 연속적인 계산이 필요하지 않습니다. 이는 절대 위치 정보를 측정하는 방법입니다.
• 장점과 단점:
• 장점: 모터 축의 정확한 위치를 재설정 없이 언제든지 확인할 수 있습니다. 다중 위치 제어가 필요한 어플리케이션에서 시스템 응답 속도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 카운트 누락이나 누적 카운트와 같은 오류가 발생하지 않습니다.
• 단점: 특히 고해상도가 필요한 애플리케이션의 경우 비용이 더 많이 들고, 가격도 더 높아집니다.

절대값 인코더에서 "절대" 개념의 중요성

• 독립성과 독특성: 절대값 인코더 내의 모든 위치 값은 공장 출고 시 인코더 내부에서 "절대적으로" 결정됩니다. 기준점을 초기화한 후, 각 위치는 독립적이고 고유합니다. 내부 및 외부에서 수행되는 모든 데이터 갱신 판독값은 이전 데이터 판독값에 의존하지 않습니다.
• 오류 누적 방지: 증분형 엔코더와 달리 절대값 엔코더는 정전이나 간섭으로 인한 누적 오차가 발생하지 않습니다. 각 측정값은 독립적이며 이전 측정값의 영향을 받지 않습니다.
• 응용 프로그램 시나리오:
• 고속 및 비용 효율성: 계산 없이 각 축 위치에 대한 절대 코드 값을 제공하여 고속 내부 판독 및 외부 출력을 직접 구현할 수 있습니다. 이를 통해 후속 수신 장치 컨트롤러의 연산 부담을 줄이고 추가 입력 구성 요소의 비용을 절감하여 다축 병렬 작업 및 다축 동기 제어 분야에서 작동하는 산업용 로봇에 적합합니다.
• 안전성과 신뢰성: 전원이 켜진 후 또는 정전 시 드라이브를 참조하지 않고도 현재 정확한 위치를 얻을 수 있습니다. 복잡한 산업 전기 환경에서도 간섭에 영향을 받지 않으므로 풍력 터빈 피치 시스템, 항만 기계 동기 위치 제어, 리프팅 기계, 건설 기계(타워 크레인), 엘리베이터, 엔지니어링 기계, 철강 야금, 석유화학, 수력 발전, 의료 장비, 레이더 캐논 회전 장치, 태양 추적 회전 장치, 중공업, 원자력 산업, 자동차 제조 분야의 대형 산업용 로봇 등의 분야에 적합합니다.
• 고속버스 특징: Canopen, Profibus-DP, Profinet, Ethernet 산업용 이더넷, Endat2.2, Hiperface, Biss 및 RS485를 통한 CRC 데이터 안전성을 갖춘 전용 고속 데이터 전송 프로토콜과 같은 표준 산업용 필드 버스를 지원하며, 이는 증분형 엔코더에서는 달성할 수 없습니다.
• 고비트 해상도 기능: 내부 및 외부 카운팅 없이 디지털 신호를 직접 출력하며, 고속 응답 상황에서 "펄스" 및 "누적" 판독의 한계에 영향을 받지 않습니다. 이를 통해 높은 비트 분해능을 구현하여 서보 모터 및 로봇의 고속 정밀 위치 결정 및 최소 스텝 지터에 대한 요구를 충족합니다. 가속도 및 저크와 같은 고차 위치 미분(운동 강성)의 정확한 계산은 물론, 로봇 팔 앞쪽의 최소 흔들림에 대한 정밀 위치 결정도 가능합니다.
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선택 및 사용 권장 사항

• 혼란을 피하세요:
• 혼란 1: 수신 장치의 "절대 작동 모드"와 서보 모터의 절대값 엔코더의 "절대" 특성을 구분하십시오. 수신 장치의 "절대" 작동 모드는 증분형 엔코더에 자체 계수 및 누적 장치와 배터리 메모리를 결합하여 구현할 수 있습니다. 그러나 이 방법은 계수 오류, 누적 오류, 계수 장치의 전원 공급 장치 고장, 그리고 고속 응답 불능 등의 문제를 야기할 수 있으며, 이는 진정한 절대값 엔코더와는 다른 문제입니다.
• 혼란 2: 내부 및 외부 계수 및 축적 장치가 결합된 절대형 싱글턴 인코더와 진정한 절대형 멀티턴 인코더를 구분해 보세요. 전자는 360도를 초과하면 "독립성"과 "고유성"을 잃고, 총 회전 수 내에서 싱글턴 절대 위치 정보를 계산하는 데에만 의존하기 때문에 작동 중 계수 오류 및 전원 공급 장치 고장 가능성이 있습니다. 반면, 진정한 절대형 멀티턴 인코더는 이전 데이터 축적에 의존하지 않고도 360도 이상에서 "독립적"이고 "고유한" 절대 코딩을 제공합니다.
• "절대 코딩"을 보장하세요: 절대값 인코더를 선택하고 사용할 때는 내부 구조가 진정한 "절대 코딩" 시스템인지 확인하는 것이 필수적입니다. 이를 통해 데이터의 절대적인 신뢰성과 고속 정확도가 보장되고, 모든 위치가 (내부 또는 외부, 배터리 유무에 관계없이) 계산에 의존하지 않고 독립적이고 고유함을 보장합니다.