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한층 더 진보한 서보 드라이브 기술, 파카코리아 PSD와 PAC을 이용한 새로운 서보 솔루션 개발 | 파카코리아

 산업 현장에서 기계 제조 업체에 대한 요구사항은 계속 늘어나고 있습니다. 다양한 생산 공정에 맞추어 기계를 유연하게 운영할 수 있어야 하며, 공정을 멈추지 않고도 설비의 설정 변경 및 조정이 가능해야 합니다. 또한 생산성 향상을 위한 사이클 타임(cycle time)은 단축 되어야 합니다.

 더불어 기계 및 시스템 장비의 자동화 단계가 높아지면서 서보 드라이브의 역할은 더욱 커지게 됩니다. 높아진 가동 성능과 동기화 기능, 정확한 위치 제어 능력이 장비의 핵심 요소로 요구됩니다.

 이와 같이 꾸준히 증가하는 복합적인 시장 요구 상황에 대응하여, 파카는 서보 드라이브 PSD와 모션 컨트롤러인 PAC을 이용한 새로운 서보 솔루션을 개발했습니다.

 

파카코리아 소형 서보 드라이브, PSD

파카코리아 초소형 서보 드라이브 PSD PSD 서보 드라이브 시리즈는 PSD-S와 PSD-M 두 가지 버전이 있습니다. PSD-S는 폭 50mm의 단독으로 쓰이는 소형 드라이브로 최대 정격 출력 전류는 5A이며 상대적으로 작은 설비나 장비 혹은 보조 드라이브 솔루션에 적합합니다.

 PSD-M은 400VAC메인 전원 기반으로 확장이 가능한 모듈 타입인 다축 서보 시스템입니다. 이 축 모듈들은 쉽게 접근이 가능한 DC 링크를 통해 메인 모듈과 연결되어 있어서 퓨즈, 필터, 각 드라이브를 위한 제동 저항기(braking resistor) 등의 보조 부품을 추가 구비할 필요가 없으며, 중앙 메인 모듈에서 한 번씩만 연결되면 됩니다.  

 또한, 전체 드라이브를 위한 DC버스 커넥션(Common DS bus connection)이 관성 모터의 에너지를 구동모터 드라이브에 공급할 수 있도록 에너지를 효율적으로 운영하기 때문에 주 전원에서의 에너지 공급은 따로 필요 없습니다. 이 모듈은 최대 정격 전압 30A까지 이용 가능합니다.


 

 

초소형의 다축 서보 드라이브

 다축 서보 시스템PSD-M의 특별한 기능 중 하나는 각각의 확장형 축 모듈이 서보 모터를 최대 3대까지 제어할 수 있다는 점입니다. 게다가 메인 모듈을 포함하는 각 모듈의 폭은 50mm에 불과하여, 전체 폭이 250 mm인 경우 서보 모터를 12대까지 구동할 수 있습니다.  파카가 가지고 있는 드라이브 솔루션 중 가장 컴팩트한 제품이며 최소한의 장비 공간으로 다양한 제어시스템 구현이 가능합니다.

 통신 인터페이스 측면에서 보면, PSD는 Industry 4.0에서 기본으로 요구되는 개방형 이더넷 (Ethernet) 표준을 엄격하게 지향합니다. TCI/IP 이더넷 외에도, 모든 드라이브에는 실시간 동기화를 위한 이더넷 인터페이스가 장착되어 있습니다 (EtherCAT, Profinet 및 Ethernet/IP 사용가능)

 파카의 엔지니어들은 간편한 디바이스의 교환 및 결선, 쉽게 구동할 수 있는 제품을 개발하는데 중점을 두었습니다. 컨트롤러는 간단하게 Parker SME 서보 모터의 단일 케이블 기술을 지원합니다. 

파카코리아 서보모터 SME
 

 SME 모터는 완벽하게 통합된 전원 케이블과, 오작동 걱정 없는 디지털 절대 위치 엔코더가 포함되어 있으며, 드라이브와 모터 사이에 별도의 엔코더 피드백(encoder feedback)이 필요 없기 때문에 새로운 기계 장비의 설치 비용을 절감시킬 수 있습니다.

 이러한 특징은 다수의 드라이브가 분산되어 있거나, 케이블이 따라다니는 이동 축에 설치되는 대형 시스템의 경우 특히 유용합니다. 그리고 모든 모터에는 전자 명판이 탑재 되어 있기 때문에, 쉽고 빠르게 파라미터를 설정하는 Plug & Play가 가능합니다.

 

  • 파카 SME 서보 모터 : 위 제품은 파카의 단일 케이블 기술이 적용된 SME 서보 모터입니다. 피드백 신호를 모터 케이블에 통합하여 다른 플러그나 별도의 케이블이 필요 없고, 배선 시간과 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 이동형 SD카드가 있어 장비의 교체가 아이들 놀이만큼이나 쉬워졌습니다. 메모리 카드는 완벽한 파라미터 설정과 기기 소프트웨어 저장 기능을 갖추고 있으며 기기를 교체해야 하는 경우, 새로운 드라이브에 SD카드를 옮겨 넣으면 일 분만에 기기를 교체할 수 있습니다. 

 

 

PAC, 파카 오토메이션 컨트롤러(Parker Automation Controller)

파카코리아 오토메이션 컨트롤러 PAC

 PSD 서보 드라이브는 새로운 제어 플랫폼 PAC(Parker Automation Controller)과 함께 사용하여 효율성을 극대화 할 수 있습니다. PAC은 PLC 로직(PLC logic), 모션 컨트롤(Motion Control) 및 비쥬얼라이제이션 (Visualization)을 하나의 제품에 통합한 제어 플랫폼입니다.

 팬이 없음에도 고속 연산 처리가 가능하고 부속품이 별도로 없는 설계로 견고함을 자랑합니다. PSD와 마찬가지로 이동형SD카드를 통한 온보드 SD프로그램 저장이 가능하며, 코드시스(CoDeSys) 개발 환경을 바탕으로 한 IEC61131-3 프로그래밍 언어를 사용하고 있습니다. 펑션 블록(Function Blocks)과 래더 다이어그램(Ladder Diagrams)을 통해 시스템 요구사항에 맞는 프로그래밍이 가능한 점 또한 장점으로 부각됩니다.

 시스템 통신으로는 이더캣(EtherCAT)이 기본 사양으로 적용되었습니다. PSD 드라이브와의 빠르고 정확한 동기화는 이더넷(Ethernat) 통신 표준을 통해 이루어지며, 제어 축의 수에 따라 1000분의 1초 이하의 사이클 타임에 도달할 수 있습니다.

 확장 가능한 I/O 모듈을 위한 후면 패널 통신 역시 이더캣에 기반하고 있으며, 전용 후면 패널 통신과 시스템 통신 사이에 전환 과정이 없기 때문에 그만큼 반응 시간이 빨라집니다. 견고한 초소형 I/O 모듈은 각각 최대 32 개의 I/O 신호의 처리가 가능하며, 착탈식 케이지 클램 터미널(cage-clamp terminal) 방식으로 설계 되어 있어 설치가 쉽고, 잠재적 오류의 원인들을 예방할 수 있습니다.

 또한, 두 개의 독립적인 표준 이더넷 인터페이스는 TCP/IP를 통해 접근할 수 있습니다. 예를 들어, 기존 장비의 레시피 파일(recipe file)은 OPC 나 FTP 프로토콜을 통해 마스터 컴퓨터와 교환이 가능합니다. 상위 레벨 제어 네트워크에 연결하기 위해서, Profibus, Profinet 및 Ethernet/IP같은 통신 인터페이스 중에서 선택하는 것도 가능합니다.

 

산업표준 적용으로 설치, 운영 용이

 PLCopen표준의 기능 블록(Function Blocks)을 통해 모든 축의 Point-to-point 위치 이동이나 전자 캠 디스크 기능을 사용할 수 있습니다. 또한 그래픽형 경로 계획(Path Planning) 및 G-코드 프로그래밍을 사용하면 이동 경로를 보간(Interpolating)할 수 있으며, 직렬/병렬 로봇의 모션 제어도 이를 통해 이루어집니다.

 이처럼 중요한 산업 표준 사양을 서보 드라이브 프로그래밍 작업에 적용할 경우, 기계 엔지니어는 더 빠르고 쉽게 시스템에 능숙해 질 수 있으며, 생성된 프로그램의 장기간 재사용을 보장해 주는 효과가 있습니다.

 PAC은 비쥬얼라이제이션 기능을 내부적으로 포함하고 있어 사용자 인터페이스를 쉽게 생성할 수 있습니다. 또한 추가 구성을 하지 않고도 시각화 기능 내에서 모든 프로그램 제어 변수들에 쉽게 접근할 수 있습니다. 예를 들어 웹 서버를 통해 원격 진단을 간단히 진행할 수 있으며, 스마트폰이나 태블릿PC로 서버에 접속하여 개별 기계의 작동 및 진단도 가능합니다. 

 

서보 드라이브 PSD 보러가기 : 새로운 PSD 서보 드라이브는 정교한 컨셉과 초소형 디자인이 인상적인 제품입니다. 

모션 컨트롤러 PAC 보러가기 : 향후의 산업 시장 요구를 충족시킬 작고, 빠르고, 안전한 장비 제작을 위한 솔루션입니다.

 

파카하니핀 아시아퍼시픽 오토메이션 Business Development Manager

이번 블로그 기사는 김유식 부장(Business Development Manager, 아시아퍼시픽 오토메이션)과 FA저널사가 함께 기고한 글입니다.

파카코리아 제품 보기 : http://ph.parker.com/kr/ko/products

파카코리아 문의처 : parkerkr@parker.com

 

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