서어보기구와 서어보회로에서 위치 검출법 3가지

서어보기구와 서어보회로에서 위치 검출법 3가지

 

 

 

1 개요

 

일반적으로 공작 기계에는 이송 핸들이 설치되어 있어서 핸들을 회전 시키므로써 공구대 등을 이송 시킬 수가 있다. 테이블의 이송은 핸들의 회전에 대응 하여 규칙적으로 이동한다. 예를 들면 핸들을 1회전 시키면 이송 스크류의 피치만큼 이동하기 때문에 소요 이송량을 주려면 얼마만큼 회전해야 하는가를 계산하여 그만큼 핸들을 회전하면 돤다. 핸들 대신에 구동 모터를 장치하여 이 모터의 기동 중지 및 회전 속도를 제어하고 임의의 위치에서 소요되는 속도로써 테이블을 이송하는데 서어보(serbo) 기구가 사용된다.

 

 

 

 

2. Serbo Mechnism 이란?

 

  1) NC Serbo mechanism 이란 사람으로 말하면 손과 발에 해당하는 것으로 사람의 머리에 비유되는

     정보처리 회로로 부터 보내진 명령에 의해 공작기계의 테이블 공구 등을 움직이게 하는 기구를 말한다.

 

  2) 서어보 기구의 구성은 아래와 같다.

     정보입력⇒ 정보처리회로 ⇒ 비교회로 ⇒ 모터 ⇒ 공작기계 테이블 등 ⇒ 감지기

 

 

 

 

3. 위치 검출법의 종류

 

  1) 개방회로 방식(Open Loop System)

 

      개방회로 제어 장치의 동력 공급량은 필요한 속도가 입력에 의해서 지시되는 정도에 따라 조정된다.

      만일 기계의 미끄럼 운동에서 부하가 변화하면 서보모터의 속도 역시 영향을 받게 되나

      속도의 변동은 각쳐내의 feed back 장치가 없어서 자동적으로 감응 될 수 없다.

 

  2) 반폐쇄 회로 방식(Semi Closed System)

 

     이방식은 위치 검출을 모니터축에서 하기도 하고 볼스크류의 회전각도를 검출 하기도 하는 방법이다.

     이와 같이 DC 서  보 모타를 사용하는 서보기구에서는 위치 검출을 어떻게 하는냐에 따라

     제어 방식에 대한 호칭이 다르게 되는 것이다.

     반폐쇄 회로 방식에서는 높은 정밀도를 얻기 위하여 피치 오차 보정 방식이나 백래시 보정 방법을 사용하지만

     엄밀히 말하면 백래시량은 테이블에 설치된 공작물의 무게와 설치 위치에 따라 달라지게된다.

     또한 볼스크류의 누적오차는 온도에 따라 변하게되고 이것을 제작할 수 있는 최대 길이를 초과하는 대형기계에서는

     래크 핀니언에 의한 구동을 해야 하므로 래크의 정밀도가 문제가 된다.

 

  3) 폐쇄회로 방식(Closed System)

 

     반폐쇄 회로 방식의 문제점을 보완하기 위하여 고안한 것이 폐쇄회로 방식이며 이 폐쇄회로 방식은

     기계의 폐쇄회로 방식은 기계의 테이블에 직접 검출기를 설치 위치를 검출하여 Feed Back시키는 방식으로

     반폐쇄회로 방식과의 검출기의 위치만 다른 것이다.

 

  4) 혼합방식(Hydrid Serbo Type)

 

     ① 대형기계 등에서 운동부분의 중량이 증가한 것에 비례하므로 강성을 높이는 것이 설계상 곤란하다든가 하여

         폐쇄회로 방식에서는 게인(증감Gain) 을 극히 낮추지 않으면 제어가 불가능 한 경우가 있다.

         게인(Gain)을 너무 낮추면 위치 결정 시간이나 정밀도 면에서 불합리한 점이 있다.

         이점을 개선한 것이 Hydrid Serbo type이다.

     ② 이 방식은 리졸비(Resolver:분석하다. 해체하다.)에 의한 반폐쇄회로계로써 기계가 제어계에 들어 있지 않아

         높은 Gain으로 제어 할 수 있다.

     ③ 또 하나는 직선 스케일에 의한 폐쇄회로계로써 반폐쇄 회로는 제어가 되지 않는 기계의 오차를 보정 하여

         정밀도를 향상 시킨다. 이계는 오차만 보정 하면 되므로 낮은 Gain으로도 충분히 기능을 발휘할 수 있다.