포지셔닝 컨베이어의 정밀한 움직임을 위해 모터를 제어하는 ​​3가지 방법

에릭 라이스 | 2018년 11월 15일

모터는 산업용 컨베이어용 모션 제어 시스템의 필수 구성 요소 역할을 합니다. 일반적으로 컨베이어 애플리케이션은 일정 속도 또는 가변 속도로 작동하며 주 구동 모터의 속도 제어만 필요합니다. 자동 중량 선별기에 사용되는 것과 같은 위치 지정 컨베이어에는 보다 정밀한 제어가 필요합니다. 이러한 애플리케이션에서 메인 드라이브는 중간 정도에서 높은 정밀도로 위치 지정 컨베이어를 시작하고 중지해야 합니다.

DC 및 AC 모터는 고정 또는 정속 컨베이어 애플리케이션의 속도 제어를 유지하는 데 널리 사용되는 반면, 스텝 모터와 서보 모터는 보다 정확한 정밀 이동이 필요한 컨베이어에 보다 정밀한 위치 지정 기능을 제공합니다. 스테퍼는 종종 선택되는 모터인 반면, 서보 모터는 보다 까다로운 동작에 많은 이점을 제공합니다.

스테퍼 모터는 일반적으로 개방 루프 제어로 작동하며 단순성, 우수한 위치 지정 및 경제성이라는 장점을 제공합니다. 그러나 통합 고해상도 인코더와 같은 피드백 메커니즘으로 구성되면 폐쇄 루프 스테퍼 모터는 속도 및 위치 정보를 드라이브/컨트롤러에 다시 제공합니다. 폐쇄 루프 시스템의 높은 토크와 빠른 동적 응답은 고성능 포지셔닝 컨베이어의 요구 사항을 충족합니다.

속도, 토크, 정확도 및 크기는 컨베이어 애플리케이션에 적합한 모터를 선택할 때 고려해야 할 중요한 매개변수입니다. 모터 공급업체는 귀하의 응용 분야에 적합한 설계를 선택하는 데 도움이 되는 전문 지식과 도구를 제공할 수 있습니다.

올바른 모터를 지정한 다음에는 적절한 모터 제어 방법을 선택해야 합니다. 위치 지정 컨베이어에 사용되는 스텝 모터와 서보 모터를 모두 제어하는 ​​가장 널리 사용되는 세 가지 방법은 다음과 같습니다.

1. 펄스 제어

단계 및 방향 제어라고도 알려진 디지털 펄스 제어는 모든 단계 또는 서보 모터를 제어하는 ​​일반적인 방법입니다. 디지털 펄스 제어는 기계의 기본 PLC 또는 컨트롤러에 20kHz 이상과 같은 고주파 출력이 하나 이상 포함되어 있는 경우 좋은 옵션입니다.

단계 및 방향 제어에는 20kHz의 최소 펄스 출력 주파수가 필요합니다. 많은 사용자가 100kHz 이상(많은 컨트롤러가 2~3MHz의 높은 주파수를 제공)을 사용하기를 원하지만 이러한 고주파수 출력으로 인해 시스템 비용이 추가됩니다. 마이크로스텝 에뮬레이션을 통해 스테퍼 드라이브 또는 통합 스테퍼 모터를 구현하여 더 낮은 주파수 출력을 사용하십시오. 스텝 모터 기술의 이러한 강력한 발전은 모터가 저주파 펄스 출력을 사용하는 경우에도 부드러운 마이크로스텝 작동을 가능하게 합니다.

그림 1: 이 펄스 제어 다이어그램은 주 컨트롤러가 STEP 및 DIRECTION 신호를 모터 축에 출력하는 방법을 보여줍니다.

이 제어 방식의 구성(위 그림 1 참조)에는 PLC의 펄스 출력을 모터 드라이브 또는 통합 모터의 스텝 입력에 연결하는 것이 포함됩니다. 두 번째 비펄스 출력은 방향 입력에 연결됩니다. 스텝 입력으로 전송되는 펄스의 수와 주파수는 각각 컨베이어의 이동 길이와 속도를 결정합니다. 방향 입력의 신호(높음 또는 낮음)에 따라 이동 방향(정방향 또는 역방향)이 결정됩니다. 원활한 컨베이어 시작 및 정지를 위해 PLC/컨트롤러는 펄스 주파수를 높이고 낮추어 부드러운 가속 및 감속을 생성해야 합니다. 이 기능이 없으면 컨베이어가 시작하고 멈출 때 급격하게 움직입니다.

2. 아날로그 입력을 통한 속도 제어

1개 또는 2개의 디지털 입력과 아날로그 입력이 포함된 다양한 개별 입출력(I/O) 신호를 사용하는 것은 위치 지정 컨베이어가 있는 스텝 모터와 서보 모터를 제어하는 ​​또 다른 인기 있는 방식입니다.

이 구성에서는 Run/Stop이 첫 번째 디지털 입력입니다. Run/Stop이 설정되면 모터는 자동으로 목표 속도에 도달하여 해당 속도로 작동합니다. Run/Stop 입력이 Reset 되면 모터는 감속 정지합니다. 모터 가속 및 감속은 축 시운전 중에 소프트웨어에서 구성되므로 축이 이를 자동으로 제어합니다. 두 번째 디지털 입력은 방향(정방향/역방향)을 제어할 수 있습니다.