오리엔탈모터에서는 다회전 앱솔루트 센서인 ‘ABZO’가 탑재된 Closed Loop 스테핑 모터 및 드라이버가 포함된 ‘AZ 시리즈’를 선보이고 있다. 지난 호에서는 SD 운전 기능의 프로세스와 데이터 설정 소프트웨어인 ‘MEXE02’를 통한 Teaching Remote 운전 기능을 살펴봤다. ‘AZ 시리즈’의 특징을 비롯해 펄스 입력 인터페이스를 사용하는 경우의 장점과 앱솔루트 시스템의 사용법에 대해 살펴본다.
ABZO 센서를 탑재한 AZ 시리즈 라인업
오리엔탈모터에서 선보인 전동 슬라이더 ‘EAS 시리즈’와 전동 실린더 ‘EAC 시리즈’는 앱솔루트 센서인 ABZO를 내장한 AZ 시리즈 탑재 제품이 라인업되있다. 전동 액추에이터는 저속부터 고속까지 폭넓게 대응할 수 있으며, 직결 타입 외에도 전체 길이가 짧은 병렬부착 타입도 갖추어 선택 폭이 넓어졌다. 다양한 라인업으로 폭넓게 대응할 수 있으며, 사용은 더욱 편리해졌다.
▲ 그림 1. EAS 시리즈 이미지
배터리가 필요 없는 앱솔루트 센서 탑재
AZ 시리즈는 앱솔루트 시스템에서의 위치 결정을 배터리 없이 실현 가능하다. 최신 기술의 집합체인 신개발 ‘ABZO 센서’를 탑재한 덕분이다(그림 2). 외부 센서가 필요 없고, 고속으로 원점 복귀가 가능하여 생산성 향상과 비용 절약에 큰 도움을 준다.
▲ 그림 2. ABZO 센서
• 기계식 센서 : 여러 개의 치차로 구성되는 기계식 센서를 채용했으며, 각각 치차의 각도를 확인함으로써 위치 정보를 검출한다. 덕분에 배터리가 없이도 위치 결정이 가능하다.
• 다회전 앱솔루트 센서 : 기준이 되는 원점 모터 축에서 ±900회전(1,800회전)의 절대 위치를 검출할 수 있다.
• 원점 설정법 : 드라이버 표면에 스위치를 눌러 간단히 원점을 설정할 수 있으며, ABZO 센서로 원점 위치를 보존하게 된다. 또한, Data 설정 소프트웨어인 ‘MEXE02’나 외부 입력신호에서 원점 설정도 가능하다.
1. 원점 복귀 정밀도 향상
AZ 시리즈는 앱솔루트 시스템이므로 원점 센서, 리미트 센서라는 외부 센서가 필요하지 않다(그림 3). 이로 인해 센서 비용, 배선 비용이 절약되면서 시스템 비용을 절감할 수 있게 됐다. 그뿐만 아니라, 배선이 간소화되어 자유롭게 장비 설계가 가능하다. 또한, 센서의 오작동이나 고장, 센서선의 단선에 대한 염려도 없다. 이는 원점 복귀 정밀도 향상에도 크게 기여한다. 외부 센서 사용 없이 원점 복귀가 가능하므로, 센서 감도에 신경 쓰지 않고 고속으로 원점 복귀할 수 있다(그림 4). 또, 위치결정 운전 중에 전원이 차단되도 위치 정보가 유지된다. 위치결정 기능 내장 타입의 경우, 생산 라인에서의 비상 정지 시나 정전에서 복구 시 원점 복귀를 하지 않아도 위치결정 운전을 다시 할 수 있다.
▲ 그림 3. 외부 센서가 불필요한 앱솔루트 시스템
▲ 그림 4. 고속 원점 복귀 기능
2. 배터리가 필요 없는 기계식 센서
AZ 시리즈는 배터리 교환이 필요 없으며, 유지관리의 수고나 기능을 절감할 수 있다(그림 5). 배터리 교환용 공간 확보도 불필요하므로 드라이버 설치 장소의 제약이 없으며, 제어반 등의 레이아웃 설계도 자유롭다. 통상적으로 배터리는 자체 방전되므로 해외 수송과 같이 장기간 운송에는 주의가 필요하다. 하지만 ABZO 센서는 배터리가 필요 없고, 위치 정보 유지에 기한이 없다. 또한, 배터리를 해외로 수출할 때의 각종 규제도 고려할 필요가 없다.
▲ 그림 5. ABZO 센서의 불필요한 배터리
AZ 시리즈 동작 특징-I/O 기능
AZ 시리즈의 특징 중 하나는 원점 설정법이다. 드라이버 표면에 스위치를 눌러 간단히 원점을 설정할 수 있으며, ABZO 센서로 원점 위치를 보존할 수 있다. 또한, 데이터 설정 소프트웨어인 ‘MEXE02’나 외부 입력신호에서 원점 설정도 가능하다.
1. 상위 기능에 맞춘 I/O 연결 가능
인터페이스 I/O는 내부 I/O 기능 할당 외에 상위에 연결을 맞추기 위한 기능이 있다(그림 6 참조).
▲ 그림 6. D-I/O 입력 설정 항목 기능 추가
인터페이스 I/O의 D-I/O 입력은 ON/OFF를 반전하는 반전 기능(그림 7 참조), 물리적 스위치를 사용했을 경우의 채터링 방지가 된 ON 신호 무효 시간 설정이나(그림 8 참조), 강제 1-shot(그림 9 참조) 1점의 입력으로 동시에 2점의 내부 I/O를 제어하는 복합 입력 기능(그림 10 참조) 등이 있다. D-I/O 출력에는 출력 신호, 논리 신호 반전 기능과 연결된 상위의 반응 속도가 느린 경우의 OFF 출력 지연 시간 설정(그림 11 참조) 2점의 내부 I/O 논리 합성을 출력으로 하는 복합 출력 등이 있다.
▲ 그림 7. 입력신호의 반전
▲ 그림 8. 채터링이 일어난 파형(左)과 ON신호 무효시간 10ms 설정 시의 파형
▲ 그림 9. 입력 신호의 1-shot
▲ 그림 10. 입력 신호의 복합 입력
▲ 그림 11. 출력 신호의 OFF 출력 지연 시간 30ms 설정
2. 상위에서의 절대 위치 확인 가능
(1) I/O에 의한 확인
전원 투입 상태에서 I/O 위치 출력 기능을 사용하여 통신 기능이 없어도 현재 위치를 확인할 수 있다. I/O 위치 검출 기능이란, 검출 위치나 지령 위치, 알람 등의 정보를 I/O 신호로 상위 시스템에 전달하는 기능이다. 방법으로는 MON-REQ0 또는 MON-REQ1의 입력 후, MON-CLK 입력을 제어하는 것으로 MON-OUT 출력이 동작하여 정보를 얻을 수 있다(그림 12 참조).
▲ 그림 12. I/O 위치 출력 기능 동작
(2) 펄스 카운터에 의한 확인
상위 시스템에 펄스(인코더)의 카운터 유닛이 있으면 펄스 리퀘스트 기능으로 인해 더욱 용이하게 현재 위치를 확인할 수 있다. 현재 위치 취득의 흐름은 먼저, PLSM-REQ 입력을 ON으로 하여 A/B상 위상 차 출력인 차동 출력을 상위 차 출력 방식의 현재 위치 출력으로 전환한다. 필요에 따라 상위 시스템의 카운터 클리어를 한 후, PLSM-REQ 입력을 OFF하는 것으로 차동 출력은 다시 A/B상 위상 차 출력 모드로 돌아간다(그림 13 참조).
▲ 그림 13. 펄스 리퀘스트 기능 동작
(3) SD운전과 간이 시퀀스 기능
SD운전은 미리 운전 데이터에 등록해 놓은 운전 패턴(위치, 속도, 운전 전류 등)을 I/O나 통신에서 번호를 선택하고, START 입력이나 SSTART 입력으로 기동하는 운전방법이다. 개별 운전 데이터를 결합함으로써, 간이적인 시퀀스를 짤 수 있다.
결합 위치는 자유롭게 256점의 데이터 번호를 선택할 수 있다. 운전의 결합을 보완하는 기능으로 루프 기능과 운전 I/O 기능(강약 2단계)이 있다. 루프 기능은 한 운전 데이터에서 한 운전 데이터까지를 반복할 수 있다. 또한, 적재 등의 용도로 루프 횟수에 따라 위치 지령을 고정값만큼 늦출 수도 있다. 운전 I/O 기능은 256점의 운전 데이터와 별도로 32점의 설정이 가능하다.
(4) 절대 위치 결정 운전
절대 위치 결정 운전을 사용하면 I/O 입력 1점의 제어로 그때의 위치에 따라 원점 이외로도 이동할 수 있다. 이것을 그림 14에 나타낸다. 영역 α가 있던 경우 위치 A로 운전하며, 영역 β가 있던 경우는 위치 B로 운전한다.
▲ 그림 14. 조건에 의한 이동 위치의 변경 예
사용자 편의를 생각한 모션 개발 위한 노력
AZ 시리즈는 배터리가 필요 없는 다회전 앱솔루트 센서인 ABZO 센서를 탑재한 Closed Loop 스테핑 모터 유닛의 하나이다.
또한, 기존 기능에 큰 차이를 보였던 ‘펄스열 입력 타입’과 ‘위치 결정 기능 내장 타입’의 기능 통합을 달성했다. 심지어 ‘펄스열 입력 타입’에서도 앱솔루트 시스템을 ABZO 센서에 의한 배터리가 필요 없는 형태로 운영 가능해졌다.
2계층화된 I/O 기능의 개념이나 시퀀스 기능 대응의 저장된 데이터 운전을 가진 AZ 시리즈는 고객이 직접 새로운 운전, 기능을 만들어 낼 수 있는 제품이다. 이러한 AZ 시리즈의 특징 하나하나가 고객의 라인 운용비용 절감, 시스템 전체의 부하 감소, 한층 강화된 처리의 고속화·안정화에 기여할 것으로 기대된다.
인아오리엔탈모터 기술지원센터
