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[part 2] 어떻게 자체 적용 시스템이 생산성을 향상시킬 까?

소프트웨어 기반 모션 제어 : 제어 상태 진동을 획득하기 위한 스마트한 방법

물리적인 질량 또는 트랜션트 타임 증가 대안은 재료, 부하 그리고 환경의 변화에 적응하여 진동을 정정하거나 필터링 할 수 있는 소프트웨어 기반 모션 제어를 사용하는 것이다. 진동 제어와, 모션 제어 프로그램은 두 가지 기술을 활용할 수 있다 : 회피와 댐핑.

회피 기술은 고가속 움직임에 의한 진동을 필터링 할 수 있다. 댐핑 기술은 반동 운동 에너지를 사용하기 위해 외부 피드백을 이용하며, 이를 통해 진동을 해결한다. 이런 피드백은 모터, 외부 엔코더, 또는 가속기로부터 받을 수 있다.

이런 기술들은 수학적 모델링과 서보 중심축의 제어 시스템에 적절한 가치를 적용함으로써 이루어진다. 이런 기능들은 모션 제어기내에서 고지능과 빠른 처리를 필요로 한다. 진동 댐핑과 회피 기능은 머신 내 전파된 저주파 진동 또는 기계적 구조 및 대기 조건에 의한 자체 엔드 이팩터 사용된다. 제어 루프 환경설정은 머신 설계와 작업 플로우에 따라 달라진다.

필터링에 의한 진동 회피 기능을 갖춘 오픈 루프 제어는 외부 피드백 없이 사용된다. 시스템의 공진 주파수 모드는 모델링되므로, 진동을 취소하기 위해 보내지는 위치 명령 모션 제어기를 위한 모든 것이 요구된다. 이는 단순히 모션 프로파일을 제한하는 S커브 또는 저크를 수행하는 것과는 다르다. 이 기술은 특별히 드 변경 없이 도구에 객체가 잠기는 하나의 셀 시스템과 잘 맞는다.

활성 진동 댐핑 기능을 갖춘 폐쇄 루프 제어는 위치 보간기와 센서 피드백과 함께 모션 제어기에 힘과 가속 신호를 전달하기 위해 사용되어 진다. 그러면 드라이브는 토크 위치를 발생시키거나 진동을 취소하고 추가적으로 발생되는 진동을 진압하기 위해 빠른 상쇄를 시킨다. 적응 지능을 사용하는 자가 조율, 비례 적분 미분 제어기는 머신과 로드와의 상호작용을 기반으로 드라이브를 적용한다. 결과적으로 이 기술은 머신 부하 변경 처리에 적합하다.

진동회피 및 진동댐핑, 이 두 기술은 함께 이루어질 수도 있는데, 지금까지는 렉스로스에만 있는 특허 기술이다.


렉스로스 드라이브 시스템이 갖추어진 적응 시스템 기술은 진동댐핑과 진동회피를 PLC 없이 동시에 할 수 있다.

렉스로스는 적응 시스템 장점을 커미셔닝으로부터 예지보전에 전달한다.

진동댐핑과 회피기술은 다양한 과정에 빠르게 적용하기 위한 제어 시스템이 필요하기 때문에, 렉스로스는 적응 시스템 기술을 높은 제어 단계에 적용하기 보다는 드라이브 단계에 사용하고 있다.

드라이브 단계에 모션 로직과 목표 값 처리를 제공하는 것은 이벤트 처리 속도를 높이고, 제어 시스템 순환과 업데이트 시간에 내재된 지연을 피하게 해 준다.

렉스로스 적응 시스템 모션 제어는 다른 솔루션에 비해 탁월한 폐쇄형 루프 응답 시간으로 고속 입력 및 결정적 이벤트를 처리 할 수 있다. 예를 들어, 현재 클로져는 62.5 마이크로초, 속도 루프 클로져는 125 마이크로초 그리고 위치 클로져는 250 마이크로초에 처리 할 수 있다.

드라이버 기반 파이어웨어 또한 시행에 있어 유연성을 제공한다. 렉스로스는 기초성능과 고정밀 성능을 기반으로 한 파이어웨어 옵션을 제공한다. 사용자는 그들의 어플리케이션에 맞는 옵션을 선택하고, 그들의 요구되는 성능 레벨에 상응하는 기술에 대해 돈을 지불하면 된다.

만약 이벤트 캡쳐링이나 입력, 또는 정밀 모션과 같은 다른 고속 기능이 필요할 때도 합리적으로 이를 추가 해 사용할 수 있다. 드라이브 기반 렉스로스 적응 시스템 기술은 두 배의 혜택을 제공한다.

기계에서 유도진동 또는 기생진동이 발생하면, 개방 루프 진동 회피는 드라이브의 표준으로 구현 될 수 있다. 비선형, 비반복 장애가 발생하면, 폐쇄형 루프 진동 댐핑은 쉽게 추가 될 수 있다. 이 유연한 솔루션은 최대 제어, 안정성, 그리고 비용의 합리성을 위해 추가 될 수 있다.


엔빌로프 커브 모니터링은 사용자에 의해 정의된 허용 오차에 기초한 다양한 환경 설정 신호 측정을 분석하고 진단 할 수 있다.


Rexroth의 IndraWorks 소프트웨어를 사용하여 엔빌로프 커브 모니터링이 축에 로드되면 사용자 인터페이스는 정의 된 두 공차 밴드를 시각화하고 구성하는 프로세스를 나타낸다.

인드라웍스 엔지니어링 프레임워크와 함께 렉스로스 인드라모션 MLD 드라이브에 구현되다.

렉스로스 적응 시스템 기술은 드라이브 기반 모션 로직 제어기인 인드라모션 MLD에서 구현된다. 이 플랫폼은 모든 적응 시스템 구성 기술을 완벽 지원한다. 이 솔루션은 다음을 포함하고 있다 : 렉스로스 인드라드라이브는 축 역학 상태 모니터를 하는 센서와 렉스로스 생산 에이전트 모니터링 그리고 기계적 분석 소프트웨어와 함께 구동된다.

생산 에이전트는 실시간으로 드라이브를 모니터, 분석 그리고 진동을 줄이는 지능형 센서로서 활용한다. 이는 제어 변수 조정을 만드는 알고리즘과 함께 완성된다. 그 후에 제어기에서 댐핑 또는 회피 명령으로 변환한다.

인드라웍스 환경 내에서는 특정 어플리케이션을 위한 생산 에이전트를 설정하는 것은 어려운 일이 아니다. 인드라웍스는 생산 에이전트를 드라이 내로 로드 시킨다. 매개 변수들은 인드라웍스 다이얼로그를 통해 설정되고 운영된다. 다이얼로그 기반 환경은 조정 및 시운전 튜닝 시간을 최소화한다. 예를 들어, 진동 보상 모션을 위해 기본 운동학을 배열할 필요가 없다. 사용자는 아무런 프로그래밍 없이 단순히 매개 변수 값을 넣기만 하면 된다.

게다가 댐핑과 회피 기능, 강력한 데이터 모니터링과 생산 에이전트의 공학적 분석은 예지보전 능력을 제공한다. 세밀한 어플리케이션을 위해 허용 오차 한계점과 민감한 매개 변수가 만들어 졌을 때, 생산 에이전트는 한계점이 가득 찼을 때 즉각 사용자에게 알릴 것이다. 이는 사용자에게 조기 마모 또는 머신 고장 이전에 조기에 문제에 대해 경고를 줄 수 있다.

생산성 에이전트는 전체 생산주기 동안 모든 신호를 모니터링하고 작동 범위에 대해 정의된 허용 오차 임계 값을 분석한다. 사실, 엔빌로프 커브 모니터링은 온라인으로도 접근 가능하며, 운영자가 주파수 응답 및 기계적 분석을 통해 재조정 임계 값을 기반으로 조정 및 문제 경고에 대응할 수 있도록 한다.

특정 어플리케이션의 개발은 렉스로스 오픈 코어 엔지니어링에 의해 간단해 진다. 자동 소프트웨어와 프로그래밍 플랫폼은 PLC/HMI 프로그래밍과 친숙하지 않은 사람들도 자동화 어플리케이션을 개발할 수 있게 한다. 이 개발 환경은 소프트웨어 툴, 기능 모듈, 라이브러리 그리고 지원을 함으로써, C++, 자바, 그리고 다른 고급 언어를 알고 있는 프로그래머들에게 응용 프로그램을 모션 제어를 위한 래던 논리로 변환 할 수 있게 해 준다.

오픈 코어 인터페이스는 또한 LabVIEW [그래픽 프로그래밍 플랫폼]가 별도의 PC 사용 비용을 없애기 위해 Rexroth HMI에서 데이터 수집을 제공하는 라이브러리를 제공한다.

생산 에이전트와 결합된 오픈 코어 엔지니어링 툴은 실행 시간 데이터와 예상 정보에 쉽게 접근 할 수 있도록 해주며, 기계 고장이나 생산 차질이 있기 전에 문제 발견과 수정을 할 수 있게 해 준다. 예를 들어, 이런 정보는 공장 메니져의 스마트폰으로 바로 전송이된다. 렉스로스는 프로그래머들을 돕기 위해 머신 진단 프로그램과 같은 샘플 앱을 제공한다.

생산 에이전드 소프트웨어 툴과, 오픈 코어 엔지니어링 개발 환경 등 렉스로스 적응 시스템 기술은 다양한 어플리케이션에 사용 할 수 있다 : 충진 및 봉인 기계, 멀티 패킹 기계, 픽 앤 플레이스 로봇, 고정밀 조립 작업 및 웨이퍼 처리를 포함하여 개별 단축 기계에서 전체 생산 라인까지 다양한 분야에서 이용된다.

개방형 루프와 폐쇄형 루프 진동 제어를 실시간으로 할 수 있는 유일한 드라이브 기반 적용 모션 컨트롤 솔루션으로서, 렉스로스 적응 시스템 기술은 인드라모션 MLD 모션 로직 컨트롤러와 인드라 서보 드라이브의 지능을 완벽하게 활용한다. 이 결과는 예측 가능한 유지 보수 기능을 갖춘 간편한 진동 감쇠 및 회피 솔루션으로 생산성을 현저히 높일 수 있다. 미래를 위한 더 오래가는 장비 수명으로 더 부드럽고 조용한 프로세스를 구현할 수 있다.


Open Core Interface를 사용하면 사용자는 그래픽 플랫폼 인 LabVIEW 용 라이브러리를 비롯하여 장치 플랫폼 선택, PLC 프로그래밍 및 고급 언어 통합을 위한 탁월한 유연성을 누릴 수 있다.

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원문 : Drive & Control profile Technical Article “How Adaptive Systems unlock big productivity gains” Rexroth Bosch Group.
번역 : 김수진 선임연구원
편집 : 김수진 선임연구원

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진동_제어_2_보쉬렉스로스_사례.txt · 마지막으로 수정됨: 2016/11/23 10:14 저자 wikiadmin
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