2023년 4월 17일
2021년 3월 당사는 '진화를 가속화하는 모션 x 디지털 데이터 솔루션'을 컨셉으로 AC 서보 드라이브 Σ-X 시리즈를 상품화했습니다 높은 기능성과 성능 외에도 Σ-X 시리즈는 센싱 데이터를 활용하여 솔루션 컨셉 "i3-메카트로닉스(I-Cube Mechatronics)''는 이를 실천에 옮기는 제품으로 많은 고객들에게 호평을 받고 있습니다
IoT 기술의 발전으로 공장 내 기기로부터 다양한 데이터를 수집하는 것이 가능해졌습니다 이러한 데이터를 활용한 설비의 예방 보전, 생산 품질 향상 등 멈추지 않는 공장의 진화를 위한 노력이 가속화되고 있습니다 장비의 예방적 유지보수와 생산 품질 향상을 위해서는 장비와 제품의 상태를 보여주는 의미 있는 데이터 수집이 필요합니다
이러한 요구를 충족시키기 위해 고객의 장비 및 용도에 따라 표준 서보 팩에 최적의 기능을 추가하여 'FT 사양' 라인업을 만들었습니다 이 중 하나가 센싱 데이터 맞춤 기능을 갖춘 Σ-X 시리즈 Σ-XS FT55/FT56(이하 Σ-XS FT55/56)으로 2023년 1월에 상품화되었습니다 이러한 모델을 사용하면 ∑-XS 표준 모델에 비해 보다 유연하고 진보된 데이터 활용을 달성할 수 있습니다
장비로부터 다양한 데이터를 수집하는 것은 장비의 예방적 유지보수와 생산 품질 향상을 위해 중요합니다 일반적으로 장비 가동 상태, 생산 품질 상태 등의 데이터는 호스트 컨트롤러나 시스템에서 수집된다(그림 1)
그림 1 데이터 수집 흐름
반면, 서보팩은 서보 모터의 위치, 속도, 토크, 작동 상태 등을 실시간으로 모니터링하면서 고속, 고정밀도로 서보 모터를 제어합니다 서보팩이 취급하는 이 데이터(센싱 데이터)에는 장비의 동작 상태나 생산 품질의 상태를 나타내는 데이터가 포함되어 있지만, 데이터의 양이 방대하기 때문에 그 중 일부만 컨트롤러에 전송됩니다
이 개발의 개념은 서보 팩에 저장된 이 엄청난 양의 데이터를 사용자 애플리케이션을 통해 최대한 활용하고 각 장치에 대한 최상의 솔루션을 서보 팩으로 제공하는 것입니다
이 개념을 실현함으로써 기존 컨트롤러를 사용한 전체 셀의 최적 제어 외에도 서보 팩이 데이터를 기반으로 자율적으로 작동할 수 있어 각 장치의 최적화가 가능해지며 결과적으로 전체 셀의 진화가 가능해집니다
Σ-XS FT55/FT56은 컨트롤러 엔지니어링 툴 MPE720을 이용하여 서보팩 내에서 애플리케이션(프로그램)을 사용자가 작성할 수 있는 사용자 커스터마이즈 기능을 갖춘 제품입니다 사용자 커스터마이제이션 기능을 이용하면 서보팩 내 센싱 데이터 수집, 1차 분석, 모션제어 피드백 제공이 가능합니다 이 기능은 컨트롤러의 처리 부하를 줄일 뿐만 아니라, 호스트 컨트롤러의 처리 주기나 네트워크 지연에 의존하지 않는 데이터 처리의 분산 최적화를 가능하게 하여 장비의 기능성과 성능을 기존보다 향상시키는 데 기여합니다
Σ-XS FT55/FT56은 표준 서보팩에 다음의 3가지 기능을 추가한 것이 특징입니다
센싱 데이터 맞춤화 기능은 서보팩의 센싱 데이터를 수집하고 서보팩 내에서 실행되는 사용자 애플리케이션을 이용하여 1차 분석을 수행하는 기능입니다
그림 2 센싱 데이터 맞춤 기능 설명 다이어그램
Σ-XSFT55/FT56은 최대 125μs의 센싱 데이터(위치/속도/토크 관련 데이터, 서보 모터 및 서보 팩의 작동 상태 데이터 등)와 센서 네트워크 Σ-LINKII를 수집할 수 있습니다※1에 연결된 외부 센서의 데이터 서보팩의 제어 주기에 따라 사용자 애플리케이션에 의해 수집될 수도 있습니다(그림 2)
이러한 감지 데이터를 사용하여 매우 정확한 분석(최대값 및 최소값 감지, 이벤트 수 계산, 조건 모니터링)을 수행하고 데이터를 장비에 대한 최적의 데이터로 사용자 정의하고 호스트 컨트롤러에 다시 피드백함으로써 장비의 예방 유지 보수 및 생산 품질 향상에 기여할 수 있습니다
그림 3 기기 간 데이터 공유 기능 설명도
SERVOPACK 간의 기기간 데이터 공유 기능은 동일한 MECHATROLINK-4 네트워크에 연결된 다른 SERVOPACK(Σ-XS FT55/FT56)의 센싱 데이터를 전송 주기마다 주기적으로 공유하는 기능입니다 최대 5개 축은 축당 32[바이트]의 데이터를 공유할 수 있습니다(그림 3)
서보팩간 데이터 공유 기능을 이용하면 다른 서보팩의 위치정보 및 작동상태를 파악할 수 있습니다 이를 통해 자신의 축뿐만 아니라 다른 축까지 포함하는 보다 고도화된 센싱 데이터 분석이 가능해집니다
카스탐모션機能は、서보팩스의 유자어프리케이션으로부터 直接모타を제조로 키루機能하세요콘트로라MP3000시리즈의 카스탐동작모션코맨드가 指令 れていりてり 、 서보 팩크가 独自に모션제御（位置決め、정정速送り、補休置御、速島御、truck Manufacturing御）を実行御とがががまし。
그림 4 맞춤형 모션 기능 설명 다이어그램
서보팩은 자율적으로 작동하여 호스트 컨트롤러의 처리 부하를 줄이고, 호스트 컨트롤러의 처리 주기나 네트워크 지연에 의존하지 않는 고속 모션 제어를 가능하게 합니다 또한, 센서 네트워크 Σ-LINKII에 접속된 외부 센서와 서보팩 간의 기기간 데이터 공유 기능을 이용하여 다축 연계 모션 제어를 실현할 수 있습니다(그림 4)
이 기능은 더 빠르고 정확한 모션 제어를 가능하게 하여 생산 품질, 장비 성능 및 부가가치를 향상시키는 장비 애플리케이션에 기여합니다
※1 Σ-LINKII란 무엇입니까서보와 다양한 센서로부터 정보를 통합하고 수집하는 네트워크입니다 고정밀 모션 제어 실현에 필수적인 고신뢰성 엔코더의 고속 통신 기술을 활용한 센서 네트워크입니다 모션 데이터와 센서 데이터를 동시에 수집할 수 있습니다
Σ-XS FT55/FT56의 사용자 애플리케이션 엔지니어링은 기존 MP 시리즈와 동일한 MPE720 Ver7을 사용하여 수행됩니다 MP3000 시리즈와 Σ-XS FT55/FT56을 결합한 시스템을 통해 원활한 엔지니어링이 가능합니다 이 사용자 애플리케이션을 사용하면 보다 상세한 데이터 분석을 수행하고 장비의 예방적 유지 관리 및 생산 품질 향상에 사용할 수 있습니다(그림 5)
그림 5 엔지니어링 도구 MPE720 Ver7 프로그래밍 예
업계에서 Σ-XS FT55/56과 같이 서보 팩을 맞춤 설정할 수 있는 기능을 갖춘 모델은 거의 없으며 Σ-XS FT55/56을 사용하면 데이터 사용을 더욱 최적화할 수 있습니다
사용 예로서 검사 장치 내 공작물 형상의 레이저 길이 측정 예를 설명합니다(그림 6)
그림 6 검사 장비의 공작물 형상에 대한 레이저 길이 측정의 예
일반적으로 외부 센서의 데이터는 컨트롤러로 가져와 컨트롤러의 제어 주기에서 처리됩니다 한편, Σ-XS FT55/56은 Σ-LINK II를 사용하여 외부 센서에 연결하고, 외부 센서의 데이터를 서보팩으로 가져와서 서보팩의 제어 주기에 동기하여 처리합니다
그림 7은 레이저 길이 측정 장비의 데이터 처리 비교를 보여줍니다 ∑-XS FT55/56은 일반 컨트롤러에 비해 컨트롤러의 제어주기보다 짧은 서보팩의 제어주기에서 데이터를 수집하여 보다 세밀한 측정과 매우 정확한 데이터 분석이 가능합니다 또한, 1차 해석(최대값과 최소값 계산, 형상 확인 등)을 서보팩으로 분산 처리하여 컨트롤러의 처리 부하를 줄일 수 있습니다
이러한 방식으로 XS FT55/56은 외부 센서와 서보팩 제어 간의 동기화를 유지하면서 시스템이 보유한 정보의 품질을 향상시킬 수 있습니다
그림 7 데이터 처리 비교
이번 Σ-X 시리즈 라인업에 서보 팩으로 센싱 데이터를 커스터마이즈할 수 있는 모델(Σ-XS FT55/FT56)을 추가했습니다 이러한 모델을 활용하면 데이터를 활용한 장비의 예방적 유지보수, 생산 품질 개선, 생산 현장에서 발생하는 변화에 대응하면서 부가가치 증가로 이어지는 사용자 애플리케이션이 가능해 효율적인 생산, 고품질, 안정적인 생산이 가능한 멈출 수 없는 공장 실현에 기여합니다
미래에 우리는 서보팩을 더욱 지능적으로 만들고 고급 데이터의 사용을 가속화할 것입니다 우리는 앞으로도 고객의 문제 해결에 기여하고 기술 향상을 더욱 목표로 삼겠습니다
