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[NC] 2.1 _ Feed-forward 제어 시스템과 Feed-back 제어 시스템 위치 결정 / 이송 제어 에서는, 목표의 성능을 만족하기 위해서 Feed-forward 제어와 Feed-back 제어의 두가지 제어방식으로 정교하게 사용하고 있다. 전자는 open loop control, 후자는 closed loop control 으로도 불린다. 두 방식의 특징에 대하여 Fig. 2.1 을 사용하여 설명한다. 먼저, 제어시스템의 입출력과 구성요소를 다음과 같이 설명한다. > 제어대상 : 축 서보 시스템에서 모터와 같은 액츄에이터를 포함하는 구동기구를 나타낸다. 제어대상은 여러가지 물리량으로 나타내는 것이 가능하다. 제어의 목적을 대표하게 되는 수치를 제어량 (controlled variable) 이라 한다. 축 서보 시스템에서는 피구동체의 속도 및 위치가 제어량이 된다. > 지령치 (c.. 2020. 6. 20.
[NC] 2장 _ 동적 시스템의 모델화 위치결정 및 이송제어 시스템의 설계와 제어를 위해서는, 제어이론에 관한 기초지식이 필요 된다. 때문에, 이번 장과 다음장에서는 최소한으로 필요되는 지식을 선별하여 해설하고자 한다. 이번 장에서는 특별히 제어 대상과 제어시스템을 어떻게 모델화 하는 것이 가능한지에 대하여 서술 한다. 제어이론에 정통하고 있는 사람은 2장과 3장은 스킵해도 좋다. 2020. 6. 20.
[NC] 1.7_위치결정 , 이송계의 설계 위치결정 및 이송계의 설계에서 검토되는 사양은 다음과 같다. > 자유도 (제어축의 수) > 작업공간의 넓이 (Stroke) > 위치결정 정도 > 운동정도 > 위치결정 시간 (Takt time, 이송 속도, 가속도) > 속도의 안정성 > 강성 다른 사양을 같은 장치에 요구되는 경우도 있으나, 실제로는 제어 장치의 구성은 똑같이 해두고, 목적에 맞게 제어 모드를 변환 해줌으로 대응이 가능하다. 서로 다른 목적의 기계라 할지라도 축 유닛의 기본적인 구성은 비슷하고, 다만 용도에 따라 중요시 되는 사양이 다르다. 실제 사례를 보면서 설명 하겠다. 사례 1 NC 공작기계 (복합가공기) NC공작기계의 기본은 3축제어의 머시닝 센터와, 2축제어의 NC 선반이 있고, 설계에 있어서는 이전에 언급한 각각의 사양을 검토해.. 2020. 6. 20.
[NC] 1.6 운동 정도 (Motion accuracy) 지령 경로에 대한 피구동체의 운동 궤적의 근사한 정도를 운동 정도 (motion accuracy) 라 한다. 운동 정도는, 그 원인에 따라 정적 정도와 동적 정도로 나누어 진다. 정적 정도는, 무부하 상태에서 저속으로 이송축을 운동시킬 때의 정확도를 말한다. 예를들어, 이송 축을 직선운동 시킬 때의 진직도 및 직각도와 같은 정적 정도가 있다. 이것들은, 기계 구성요소의 기하학적인 정확도에 의존 되기에, 기하정도 (기하오차) 라고도 불린다. 한편, 동적 정도는, 이송 축에 작용하는 힘과 속도가 변화할 때의 운동 정확도를 말한다. 운동 정도는, 피구동체 위의 어느 점에서의 운동오차로 표현된다. 운동오차의 대표적인 측정기로, Fig. 1.17 (a) 에 나타내는 DDB (Double ball bar) 측정기와.. 2020. 6. 14.
[NC] 1.5 위치 결정 분해능 / 위치 결정 정도 1.5.1 위치 결정 분해능 위치 결정 공간 내 에서, 이동체는 임의의 좌표값으로 위치 결정 된다고 할 수 없다. 위치 결정 가능한 좌표값은 이산값이 된다. 분해능은, 이러한 이산적인 좌표간격에 관련되는 수치이며, 주로 다음 세가지의 분해능이 용어로 사용되고 있다. > 지령치 혹은 액츄에이터의 분해능 : 지령치로써 입력이 가능한 최소 설정 단위 > 위치검출의 분해능 : 센서가 검출 가능한 최소 거리 > 위치결정 분해능 : 위치 결정 장치 혹은 액츄에이터에 일정 폭의 입력을 주고 그 위치 응답을 볼 때. 그 입력 폭을 줄여나갈때, 위치 응답 역시 줄어들며, 어느 한계치 이하에서는 위치응답의 폭이 인식되지 않게 된다. 출력 폭이 인식 가능한 입력 폭의 최소값이 위치 결정에서의 분해능이 된다. 1.5.2 위치.. 2020. 5. 14.
[NC] 1.4 제어계의 구성 축유닛의 제어계와 위치결정/이송계 전체의 구성을 Fig. 1-13 에 나타낸다. (1) 지령치 생성부 제어장치는, 먼저 동작프로그램을 번역해서 정보처리를 하고, 지령치를 생성하여 각 축의 서보 (servo) 에 분배하게 된다. 제어장치 중에 이러한 기능을 담당하는 부분을 지령치 생성부라 한다. 지령치 생성부에서는 축 서보 부의 전치처리 및 다양한 위치 보정을 수행하게 되는데, 이러한 처리 및 계산은 상당히 복잡하다. (2) 축 서보 부 축 서보 부에서는 지령치 생성부에서 계산된 위치지령을 입력으로하여 물리적인 모터의 동작제어를 수행하는 부분이다. 축 서보 부는 위치제어루프, 속도제어루프, 전류제어루프의 3 종의 제어루프가 캐스케이드 접속 (Cascade connetion) 되어 있어, 위치제어부, 속도제.. 2020. 5. 6.
[NC] 1.3.4 위치 검출기 (광학식 엔코더) 위치결정 및 이송 제어를 위해서는, 모터 및 피구동체의 위치 및 속도정보가 필요하다. 최근에, 제어에 필요한 속도신호는 위치신호를 미분함으로써 얻을 수 있게 된다. 따라서, 위치 검출기의 정밀도 및 응답성은 제어 시스템의 성능을 결정하는데에 중요한 요소라 할 수 있다. 위치 검출기는, 검출원리에 따라 자기식과 광학식, 검출대상의 운동에 따라 리니어 형식, 로터리 형식으로 분류된다. 정밀위치결정 및 이송에 사용 되고 있는 대표적인 위치 검출기는, 광학식 엔코더와 레이져 간섭계 이다. 여기에서는, 정밀위치결정 및 이송에 많이 사용되고 있는 광학식 엔코더에 대하여 서술 한다. (1) 검출원리 엔코더에는 회전각도를 검출하는 용도의 로터리 엔코더와 직선위치를 검출하는 용도의 리니어 엔코더가 있지만, 둘다 검출원리.. 2020. 5. 5.
[NC] 1.3.3 구동 기구 회전모터로 직동축을 제어 할 때에는 회전-직동 변환기구가 필요되고, 이송 나사 (feed screw) 가 가장 많이 사용된다. 이송 나사는, 나사와 너트 사이에 접촉 및 윤활 방식에 따라, 슬라이드 나사, 볼 나사, 정압 나사 (기름, 공기), 자기 나사로 분류된다. 이 중에, 볼 나사는 변환 효율이 높고, 많은 응용장치에 이용된다. 특히, 정밀 위치결정 및 이송에는 연삭가공 (surface grinding) 한 너트와 나사축이 사용된다. 강성과 정도를 유지하기위해서는, 볼 나사의 볼에는 예압을 가하게 된다. 볼 나사는 감속기구로써의 역할도 담당하기 때문에, 볼 나사의 리드를 변경하는 것으로 여러가지의 구동력과 이송속도에 대응이 가능하다. (이는 설계과정에서 상당히 유용한 특징이다.) 하지만, 너트의 회.. 2020. 5. 5.

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