Actuator로 디자인된 세계 최초 3상 리니어 모터

과거 리니어 모터에 기초한 액추에이터는 고정밀 애플리케이션에 한정되어 사용되면서도 작업환경에 의한 제약을 받을뿐만 아니라, 외부 엔코더이 필요성으로 인해 광범위한 사용상의 제약을 야기했다. 이러한 단점을 극복한 ServoTube는 공압보다 나은 제어성과 볼스크류보다 빠른 스피드, 벨트 드라이브 보다 우수한 신뢰성을 통해 광범위한 애플리케이션 방안을 제공하게 되었다. [편집자 주]

Actuator로 디자인된 세계 최초의 3상 리니어 모터는 기존의 공압, 볼스크류, 전통적인 U-채널 또는 Flat bed 리니어 모터 기술과 관련된 모든 문제들을 극복해냈다. 또한 유저들은 조합된 기술을 가진 한 공급자로부터 제공받음으로써 비용과 서비스면에서 이익을 얻을 수 있다. 즉, 빠르고, 간단하고, 견고하며, 저렴한 솔루션인 ServoTube는 엄밀히 말해 Actuator로 디자인된 최초 3상 리니어 모터이다.

Easy Configuration & Easy Installation

Windows  Base  응용프로그램으로 개발된 Copley Motion Explorer2(CME2) 소프트웨어로 ServoTube는 구성 또한 쉽다. ServoTube는 CME2를 사용해 속도, 포지션, Shutdown 과정 등의 요소들을 최적화시킬 수 있다. CME2는 유저 맘대로 모션 프로파일을 포함하는 모션 명령을 기입할 수 있다. 그러면 PLC 또는 일련의 Input 스위치를 통해서 미리 프로그램된 모션 프로그램들을 실행하는데 사용될 수 있다. CME2는 다른 Vendor들의 로터리 또는 리니어 모터들을 Setup하는 과정이 필요하지만 ServoTube는 설치해서 바로 사용할 수 있도록 미리 구성된 모션 프로파일과 자동 튜닝 값이 제공된다.
모션 프로파일들은 Xenus 인덱서를 통해 생성할 수 있으며, Motion step을 Define 시킬 수 있고, 관련 Parameter를 바꿀 수 있으며, 외부 I/O를 처리하거나 모션 프로파일과 모션 프로그램들을 만들 수 있다. 모든 Parameter는 마스터 컨트롤러로부터 Hoof 조정을 허용하는 레지스터에 지정될 수 있다. 그리고 오토페이징은 방향이 역전된 엔코더 신호나 잘못 배선된 Hall 센서, 모터 Phase을 자동으로 보상하는 기능을 제공하며, 내부 상태 진단 시스템과 고성능의 오실로스코프 툴은 시스템 동작을 쉽고 단순하게 만들어준다.
Xenus 인덱서들은 개별적인 DC 파워 서플라이의 비용 없이 120 또는 240 VAC의 단상 혹은 3상 전원을 공급 받을 수 있다. ServoTube의 Continuous force 범위는 51N부터 104N(11.2LB~23LB)까지이고 Peak force는 662N(146LB)이다. Actuator는 최대 527㎨가속도와 6㎧ 속도, 12microns까지의 분해능에 도달한다.
Xenus 인덱서와 같이 사용한다면, Servotube Actuator는 Stacking, Cutting, Pressing, Coating, Filling, Pick & Place 용도의 완전한 포지셔닝 하위시스템을 저렴한 비용으로 만들 수 있다. 공압이나 유압라인이 필요 없고, 최대한 단순화 시킬 수 있으며, 외부 멀티-포지션 Thumbwheel 스위치가 Xenus의 저장된 모션 프로파일을 불러올 수 있다. Xenus 인덱서와 ServoTube Actuator의 조합은 최고의 성능을 이끌어 낼 수 있고 CAN bus를 통해 상위 Controller 기능을 추가 비용 없이 PC를 통해 구현 할 수 있다.

Multi-axis 구동 환경

간단한 2개의 케이블로 구성된 CAN 인터페이스는 산업용 애플리케이션용으로는 높은 신뢰성을 가지며 비용 효율 또한 높다. CANOpen은 드라이브내에 높은 수준의 프로토콜 통신, 노드(Node)들간의 통신으로 Process Data Objects(PDO)와 Service Data Objects(SDO)를 사용한다.
PDO는 분배된 컨트롤 구조 안에 드라이브들간 통신에 사용된다. 자체 정보처리 능력을 갖춘 Copley Controls 드라이브는 축들을 타이트하게 동기화(Synchronize)하면서 모든 컨트롤 루프들을 형성한다. 만약 더 많은 축이 필요하면 추가 컨트롤러나 Breakout box의 필요 없이 단지 다른 하나의 드라이브가 CANOpen bus에 추가된다. SDO는 네트워크로부터 동작중인 드라이브 Parameter 변경 및 구성하는데 사용될 수 있다.
두개의 드라이브 모드는 애플리케이션에 따라 모션 컨트롤에 사용이 가능하다. 첫번째는 Profile Mode로 공압 타입의 포지셔닝 애플리케이션에 이상적이다. 프로파일 모드에서 CPU는  점에서 점으로의 이동을 컨트롤하기 위해 이송거리, 속도, 가속도 등의 커맨드를 네트워크로 보낸다. 커맨드가 CANOpen 네트워크에 있는 모든 노드에 보내지기 때문에 다-축들이 동시에 컨트롤될 수 있다.
물론 리니어 모터들은 두 번째 PVT 모드를 사용해 훨씬 복잡한 역학이 가능하고 다-축 윤곽 그리기가 가능하다. 윤곽을 그릴 때 CPU는 포지션, 속도, 시간(P,V,T)에 의해 define된 일련의 점들을 내보낸다. 그러면 각 드라이브들은 가장 잘 맞는 커브를 만들기 위해 3차항식보간을 사용하고 가장 복잡한 조정에서 부드러운 리니어 동작을 일으킨다.
Copley는 Visual Basic, Labview 또는 .Net 애플리케이션에서 사용될 수 있는 모션 객체의 프로그래밍을 단순화시키기 위한 C++용 강력한 모션 라이브러리를 제공한다. 이러한 라이브러리는 다-축 모션 어플리케이션용으로 제작되었기 때문에 강력하다. 예를 들어, 코디네이트 되어야 하는 축들은 하나의 프로그래밍 객체에서 축들을 같이 묶음으로서 컨트롤 될 수 있다. 그러면 그 객체는 x,y,z 코디네이트로 이동하도록 커맨드 되어질 수 있고, PVT 데이터가 자동으로 세 축 모두를 컨트롤 하기위해 생성되어질 것이다. 이것이 OEM용 모션 프로그래밍을 대단히 단순화시킨다.

간단한 설치

ServoTube Actuator로 재설계된 리니어 모터는 엔코더를 버렸을 뿐만 아니라 최대길이의 산업용 베어링을 저가의 비용으로 동작한다. 정밀 엔코더를 조정할 필요가 없는 ServoTube Actuator들은 공압 Actuator 만큼 쉽게 설치할 수 있고, 공압 Actuator 부품들과 호환으로 애플리케이션의 다양성이 증가된다. 이러한 제품의 복잡성을 제거하고, 정밀 리니어 모터 베어링을 간단한 베어링으로 대체함으로 ServoTube가 성능뿐만 아니라 가격적인 면에서도 경쟁이 가능하도록 했다.
또한 ServoTube의 일체화된 베어링은 각각의 동작으로 Thrust rod를 깨끗하게 닦아내고, 더 나아가 강성을 증가시켜 작업 수명을 연장시킨다. Actuator 속에 묻혀있는 Hall 포지션 센서는 녹이 슬거나 얼룩이 지거나 물리적인 접촉에 의한 손상으로부터의 품질 하락의 가능성을 제거함으로써 고장 없는 작업 편의를 제공한다(열악한 작업 환경에 실질적인 고려).
ServoTube 모터의 비용과 성능의 우수성은 제품 사양이 다양한 요즘의 Point to Point  제작환경에서 가장 두드러진다. ServoTube의 프로그램된 포지션 컨트롤은 공압 Actuator가 고정거리 이송에 비해 거리 Setup이 간단하게 이루어질 수 있으며 이것이 생산성 효율의 열쇠가 된다.
결과적으로 ServoTube Actuator는 요즘의 고속의 반복 작업과 가변적인 duty cycle, 열악한 작업 환경에 필요한 속도와 프로그램, 정밀도를 제공한다. 간단한 구조에 신뢰성 있는 컨트롤 기술이 더해져 기존의 공압이나 lead screw 그리고 벨트 드라이브 매커니즘에 비해 뚜렷이 구별되는 장점을 제공한다. Stacking, Cutting, Pressing, Coating, Filling, Pick & Place 등의 용도에서 그 능력을 극대화 할 것으로 예상된다.

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