테크니컬 리포트 2021 No.2
생산 현장의 과제 해결에 기여 ~ AC 서보 드라이브 Σ-X 시리즈

지금까지 서보 제어와 관련된 데이터를 직접 피드백했습니다.
Σ-X는 서보 모터를 센서로 활용하여 서보 사용 부품 및 설치 환경을 감지할 수 있습니다. 센싱한 결과를 모니터링함으로써 동작 상황을 보다 깊게 분석할 수 있게 되었습니다. 제품의 주요 부품의 수명과 유지보수 예측을 모니터링할 수 있어 유지보수 시기의 정확한 판단과 고장 방지에 도움이 됩니다.

센서 네트워크의 Σ-LINKⅡ에 의해, 엔코더 신호선에 각종 센서나 I/O 기기 등의 기계측에 설치되는 기기의 접속이 가능하게 되었습니다.
Σ-LINKⅡ의 센서 허브를 활용하면 기구부에 자주 설치되는 각종 센서의 정보를 모터의 엔코더 정보와 함께 서보팩에 수집할 수 있습니다. 모션 데이터와 센서 데이터의 시간축이 있던 데이터를 수집하는 것으로, 데이터 처리의 공수를 삭감하는 것과 동시에, 장치의 변화를 파악하는 것으로 이상 검지를 할 수 있습니다.

Σ-X는 이상 감지 기능을 통해 장비의 변화로 이상을 감지할 수 있습니다.

<이상 감지>
Σ-X는 사전에 서보팩에 저장한 정상시의 운전 데이터를 가동시의 운전 데이터와 비교하여 이상 판정을 실시하는 이상 검출 기능을 탑재하고 있습니다. 이것에 의해 기계나 장치의 열화, 고장을 검지할 수 있습니다. 이 기능은 먼저 정상 상태의 장치에서 여러 개의 추적 데이터를 검색하고 기준이 되는 샘플 데이터를 작성합니다. 동일한 동작 패턴으로 운전시켜 표본 데이터와 다르면 마하라노비스 거리가 임계값(판정 레벨)을 초과하여 이상 점수로 카운트됩니다. 장치의 “평소와 다른”을 서보로 찾을 수 있습니다.

기존 모델에 비해 Σ-X의 기본 성능이 향상되었습니다. 서보 드라이브의 중요한 평가 지표인 속도 응답 주파수는 3.5kHz(세계 최고 레벨)를 달성하여 지령에 대한 추종성이 높아져 장치가 안정적으로 가동되어 생산성이 향상됩니다. 또한 서보 모터의 최고 회전 속도가 7000min^-1이 되어 장치의 구동 속도가 향상되고 택트 타임의 단축, 생산성이 향상됩니다. 게다가 분해능이 업계 최고 레벨이 되는 26비트(6700만 펄스/회전)가 되는 엔코더를 탑재해 정지 정밀도가 향상되어 더욱 부드러운 움직임을 실현합니다.
기본 성능이 향상되고 제어 기능이 안정된 Σ-X로 대체됨으로써 장치 성능과 생산 효율이 향상되고 부가가치가 높아집니다. 개발 공정과 생산성 비용 절감도 가능합니다.

<기본 성능 비교>

서보 조정 시 적절한 기계의 특성을 파악하는 데 시간이 많이 걸리기 때문에 항상 최적의 관성 모멘트 값을 설정할 수 없기 때문에 서보 응답성을 일정하게 하기가 어렵다는 문제가 있었습니다.
Σ-X에서는 조정 기능이 진화했습니다. 허용 관성 모멘트비를 확대(30배에서 100배)하여 “안정 조정”이 파워업되었습니다. 또한, 당사의 독자적인 부하 변동 보상 제어 기능^※2의 탑재에 의해 정정 시간의 편차를 저감해, 서보 조정 시간을 대폭 삭감했습니다.

※2 부하 변동 보상 제어 기능이란
모터가 구동하는 기구의 관성 모멘트값이 동작 중에 변동하는 경우, 서보 내부에서 그 변동분을 보상하고 응답을 안정시키는 기능

Σ-X는 시간축이 갖추어진 질 높은 각종 데이터의 활용과 고정밀 모션 기술을 통해 고객의 장비와 기계의 시각화와 생산성 향상을 실현합니다.