스테퍼 모터와 서보 모터를 동기화하는 것은 정밀한 모션 제어를 실현하는 데 필수적입니다. 모터 동기화란 여러 모터의 협조 제어를 통해 일관되고 정확한 운동을 유지하는 것을 의미합니다. 이 기능은 로봇 공학 및 CNC 공작 기계와 같은 자동화 응용 분야에서 매우 중요합니다.
아래는 모터를 동기화하는 몇 가지 일반적인 방법입니다.
1. 펄스 동기화
펄스 동기화는 동기화된 펄스 신호를 전송하여 여러 모터의 협조 운동을 제어하는 방식입니다. 이 방법은 스테퍼 모터와 서보 모터 모두에 널리 사용됩니다.
동기화 메커니즘
제어기가 여러 모터에 동시에 펄스 신호를 전송하여 각 모터가 수신하는 펄스 주파수가 동일하도록 보장함으로써 동기 운동을 실현합니다.
스테퍼 모터에 적용할 때 일반적인 두 가지 배선 구성이 있습니다:
- 하나의 드라이버로 두 개의 모터를 구동하는 방식. 예를 들어, DM456AI 드라이버는 동기화를 유지하면서 두 개의 모터를 동시에 구동할 수 있습니다.
- 하나의 제어기가 두 개의 동일한 스테퍼 드라이버에 펄스를 공급하고, 각 드라이버에 동일한 모터를 연결하는 방식. 이 방식의 단점은 더 많은 설치 공간이 필요하다는 것입니다.
특징
- 구현이 간단하며, 저속·소규모 응용 분야에 적합합니다. 펄스 동기화는 동기화 폭이 최대 1.5 m까지 효과적입니다.
- 위치 편차가 비교적 큰 경향이 있어, 일정량의 편차를 허용할 수 있는 플렉시블 갠트리 응용 분야에 더 적합합니다.
2. 분주 출력 동기화
일부 서보 모터는 동기화에 사용할 수 있는 분주 출력 기능을 제공합니다. 이 방법은 제어기가 두 개의 독립적인 펄스 출력을 제공할 수 없을 때 특히 유용합니다.
예를 들어, 하나의 A6 서보 드라이브의 CN1 인코더 분주 출력(A+, A−, B+, B−)을 다른 A6 서보 드라이브의 펄스 입력에 연결하면 두 유닛이 동기화되어 작동합니다.
특징
- 기본 원리는 펄스 동기화와 동일합니다: 구현이 간단하며, 저속·소규모 응용 분야에 적합합니다.
- 위치 편차가 비교적 큰 경향이 있어, 일정량의 편차를 허용할 수 있는 플렉시블 갠트리 응용 분야에 더 적합합니다.
3. CANopen 및 기타 필드버스 프로토콜
CAN 버스(Controller Area Network)는 널리 사용되는 통신 프로토콜로, 특히 실시간 제어 및 모니터링 응용 분야에 적합합니다. CAN 기반 필드버스를 사용하여 서보 모터를 동기화하는 것은 효율적이고 신뢰성이 높습니다.
시스템 설계
- 제어기 선택: CAN 버스 통신을 지원하는 서보 드라이브를 선택하여 동기화 명령과 피드백 데이터를 처리할 수 있도록 합니다.
- 네트워크 토폴로지: 안정적인 신호 전송을 위해 라인(버스) 또는 스타 토폴로지와 같은 적절한 네트워크 토폴로지를 설계합니다.
동기화 전략
- 기본 동기화: 마스터 제어기가 동기화 명령을 전송하고, 각 서보 모터가 명령을 수신하면 동시에 운동을 시작합니다. 이 방식은 간단한 동기화 요구 사항에 적합합니다.
- 정밀 동기화: 실시간 피드백 데이터를 활용하여 마스터 제어기가 각 모터의 작동 상태를 지속적으로 조정함으로써 부하 변동 및 동적 조건을 보상하고, 고정밀 동기 제어를 보장합니다.
4. 갠트리 동기화 기능이 내장된 고급 서보 패키지
일부 고급 서보 모터 패키지에는 갠트리 동기화 기능이 내장되어 있습니다. STEPPERONLINE은 현재 이 기능을 갖춘 제품을 제공하지 않습니다.