[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, 속도제어부, 전류제어부, PWM (pulse width modulation) 및 리니어 앰프와 같은 전력변환부, 엔코더 펄스 처리부로 이루어져 있다.

   볼 스크류 구동기구를 제어하는 경우, 주로 다음의 두가지의 위치제어 방식이 사용된다.

> Semi closed loop control

   서보 모터의 회전각도를 로터리 엔코더로 검출하여, 위치제어 하는 방식이다. 리니어 엔코더가 필요없어 간편하다. 구동기구의 특성이 위치제어루프에 포함되지 않아, 위치루프의 gain을 높이기에 용이하다. 반면에, 구동기구에서 발생하는 오차를 피드백 할 수 없다.

> Full closed loop control

   피구동체의 위치를 리니어 엔코더로 검출하여, 위치제어 하는 방식이다. 제어하고자하는 공구선단점 및 공작물의 가공점의 위치를 검출하는 것은 어렵기때문에, 현실적으로는 공구 혹은 공작물을 부착하고 잇는 구동 테이블의 위치를 검출하는 경우가 많다. 구동 테이블의 위치가 제어량이 되기 때문에, 고정밀의 위치결정/이송에 적합하다.

Fig. 1-13 위치결정/이송계와 축 유닛의 제어계