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생활정보

서보 드라이브의 역할

by 산체스J ☆★☆★☆☆★☆ 2020. 7. 18.


설비 보전의 핵심 서보 드라이브

설비 보전 업무를 하는 담당자들이 자주 접하게 되는 서보 드라이브에 대한 정보를 공유하기 위해 포스팅을 준비했습니다. 부족한 내용이 있으면 댓글로 부탁 드립니다. 서보 드라이버의 정식 명칭은 서보 드라이브라고 합니다. 하지만 어째서 인지 다들 서보 드라이버라고 부르고 있네요.

 


서보 드라이버의 역할은 서보 모터의 토크, 속도, 위치를 제어하는 장치로써, 서보 모터를 움직임의 운전자 역할을 하고 있습니다. 서보 모터의 정밀한 제어를 위해 서보 드라이브에서 엔코더 케이블을 통해 엔코더 신호를 전달하여 서모 모터의 정밀한 구동이 가능하게 만들어 줍니다. 설비에 따라 많을 경우 서보 드라이브가 수십 개가 들어가는 경우도 있습니다. 설비가 동작하기 위해선 케이블 베어 테이블 동작, 로더 Z, Y, X 축 등 각자 각 각 의 서보 드라이브가 필요합니다.


서보 드라이브 -> 엔코더 케이블 -> 서보 모터



하지만 서보 드라이브와 서보 모터의 전체적인 정밀도는 구동 상태 즉 기계적인 부분이 정밀도를 좌우하게 됩니다. 즉 신호적인 부분에서는 오차가 거의 없을 정도로 정밀하게 제어 가능하지만, 구동하는 기구부쪽의 간단한 윤활 상태의 문제부터 시작해서 베어링의 협착, LM블럭의 파손으로 인해 정밀성이 떨어지게 되어, 정밀도의 문제가 발생하는 경우가 태반입니다. 서보 드라이브 자체의 고장도 있지만, 자주 발생하게 되는 서보 드라이브의 문제는 장시간 구동으로 인해 발생하는 엔코더 케이블의 파손으로 인한 서보 드라이브 알람인 경우도 많습니다.



서보 모터의 정밀 동작의 핵심인 서보 드라이브 불량이 발생하는 경우가 있습니다. 서보 드라이브는 좋은 환경에서 동작하기 보다 산업현장과 같은 열과 전기적 노이즈가 많이 발생하는 좋지 못한 환경에서 사용되는 경우가 허다합니다. 이런 악 조건에서 장시간 노출과 동작으로 인한 서보 드라이브 장애 분류는 과부하, 과열, 퓨즈 용단(단전)과 같은 다양한 경우가 있습니다. 


악 환경으로부터 드라이브나 모터를 보호하기 위해 여러 종류의 기능에 대해 알아보겠습니다.  


Overload 과부하 는 파워의 과부하가 될 경우 해당 알람 이 발생하여 구동을 멈추게 해주는 기능이라 생각하시면 됩니다.  전자 서멀 방식이 주를 이루고 있습니다. 전류가 어느 일정 값을 넘은 만큼 적분하고, 적분 값이 어느 값에 달했을 때 Overload 과부하 알람이 발생합니다. 즉, 서보 모터의 동작에 부하를 받을 경우 서보 드라이브가 자동으로 멈춘다고 생각하시면 됩니다. 볼 스크류, LM블럭의 파손이나 오염으로 인해 발생하는 경우가 자주 있습니다. 서보 모터가 과부하로 인해 파손되는 것을 막기 위한 조치라고 생각하시면 됩니다. 


Overheat 과열 의 발생 원인은 서보 드라이브의 과열을 조절하기 위해 내부에 설치된 쿨링 팬에 문제가 생겨 동작하지 않을 경우 서보 드라이브의 소손을 막기 위한 방편으로 이상 온도가 감지되면 Overheat를 알려주며 구동이 멈추게 됩니다. 


퓨즈 용단  전압으로 인한 퓨즈 용단이 발생하는 경우는 서보 드라이브의 전원 단의 퓨즈가 끊어지는 이유는 써지 전압에 의해 전원 서보 드라이브 보조 회로 불량을 유발 할 수 있어 상대적으로 내장되어 있는 상대적으로 저렴한 퓨즈를 용단하는 방법으로 과전압으로 부터 보조 회로 기판을 보호하는 역할을 수행합니다.


Overcurrent 과전류 은 모터의 절연 상태 인한 변환기의 접지 불량된 경우로 파워의 용량을 넘는 대 전류가 흐를 수 있다. 이 전류를 검지 하여 Overcurrent 과전압이라 알려주는 알람을 발생하고 서보 패키지의 동작을 멈추게 합니다. 


서보 드라이브는 서보 모터의 위치 제어가 가능하지만 모션 컨트롤러 역할은 PLC가 분담하고 있습니다. 혹은 서보 드라이브에 내장된 PLC가 역할을 대신하는 경우도 있습니다. 제어 공학에서 서보 드라이브를 다루고 있고, 모터 컨트롤러 중에서 가장 정밀한 동작성을 보여주고 있습니다. 산업용 서보 드라이브는 대부분 PMSM 모터를 사용합니다.

서보 드라이브가 어떤 역할을 수행하는 지에 대한 기본적인 정보를 알아봤습니다. 일독 감사합니다. 


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