오늘날 자동화 공장에서는산업용 서보 드라이브고속, 고정밀 모션을 가능하게 하는 중요한 요소입니다. CNC 가공 및 로봇 조립부터 포장 라인 및 섬유 기계에 이르기까지 이 컴팩트한 강력한 장치는 복잡한 컨트롤러 명령을 완벽한 모터 움직임으로 변환합니다. 산업 자동화에 깊은 뿌리를 둔 회사인 SEA MOTION은 원시 토크 기능과 고급 실시간 제어를 결합한 서보 드라이브 제품군을 설계했습니다.
SEA MOTION은 열악한 산업 환경에 맞게 모션 제어 하드웨어를 개선하는 데 20년을 보냈습니다. 산업용 서보 드라이브 포트폴리오는 세 가지 핵심 약속을 중심으로 구축되었습니다.
산업용 서보 드라이브는 상위 레벨 모션 컨트롤러 또는 PLC로부터 참조 명령을 수신하고 서보 모터의 위치, 속도 또는 토크를 정밀하게 조절하는 전자 컨트롤러입니다. 이는 명령된 값을 모터나 부하에 장착된 센서의 실제 피드백과 지속적으로 비교하여 작동합니다. 오류라고 하는 차이는 계단식 비례 적분(PI) 또는 비례 적분 파생(PID) 구조에 의해 처리됩니다. 가장 안쪽의 전류 루프는 수십 킬로헤르츠에서 작동하여 모터의 자속을 즉시 정렬되도록 유지합니다. 몇 킬로헤르츠에서 실행되는 속도 루프는 진동을 감쇠시키고 부하 변화 시 속도를 유지합니다. 가장 바깥쪽 위치 루프는 모션 버스의 업데이트 속도로 실행되며 축이 오버슈트를 최소화하면서 목표 지점에 도달하도록 보장합니다. SEA MOTION의 드라이브와 같은 최신 드라이브에는 속도 및 가속도에 대한 피드포워드 항, 진동 억제 노치 필터 및 외란 관찰 기능이 통합되어 있어 모두 동적 강성을 획기적으로 향상시킵니다.
일반적으로 하나의 산업용 서보 드라이브가 하나의 모터를 제어합니다. 왜냐하면 폐쇄 루프 피드백은 정밀도를 유지하기 위해 장치별로 달라야 하기 때문입니다. 그러나 SEA MOTION은 SD‑A 시리즈의 이중 축 변형을 제공합니다. 여기서 두 개의 독립적인 드라이브 채널이 단일 섀시에 수용되어 DC 버스와 24V 제어 공급 장치를 공유합니다. 각 채널에는 자체 전류 감지, 피드백 인터페이스 및 로직 프로세서가 있으므로 축이 독립적으로 작동합니다. 이 접근 방식은 캐비닛 공간을 절약하고 픽 앤 플레이스 스테이션과 같은 소형 다축 기계의 배선 복잡성을 줄여줍니다. 순수하게 토크 제어되는 슬레이브 축의 경우 단일 드라이브는 기계적으로 연결되고 하나의 피드백 장치만 사용되는 한 두 개의 동일한 모터를 병렬로 실행할 수도 있습니다. 그러나 이러한 사용 사례는 드물며 SEA MOTION 애플리케이션 엔지니어의 세심한 분석이 필요합니다.
자동 튜닝은 낮은 진폭 테스트 신호로 기계 시스템을 자극하고, 주파수 응답을 측정하고, 속도 및 위치 루프의 게인 매개변수를 자동으로 설정하는 적응형 알고리즘입니다. SEA MOTION 구현은 두 단계로 작동합니다. 첫째, 관성 식별 루틴은 신중하게 형성된 프로파일을 따라 모터를 가속 및 감속하고 반영된 총 관성과 점성 마찰을 계산합니다. 둘째, 서보 루프 대역폭 평가는 의사 무작위 바이너리 시퀀스를 주입하고 공진 지점을 분석합니다. 이를 기반으로 펌웨어는 PI/PID 게인, 가속 피드포워드 및 기계적 공진을 억제하는 최대 4개의 노치 필터를 구성합니다. 사용자는 하드 결합 부하에 대한 "강성" 튜닝 모드와 벨트와 같은 순응 부하에 대한 "부드러운" 모드 중에서 선택할 수 있습니다. 전체 프로세스는 60초 미만이 소요되며 전면 패널이나 SELink PC 도구를 통해 실행할 수 있습니다. 튜닝 결과는 비휘발성 메모리에 영구적으로 저장되며 실시간 주파수 응답 디스플레이를 통해 수동으로 미세 조정할 수 있습니다.
