설계를 단순화하고 성능을 극대화하는 2G Motion System

Kollmorgen

최적의 모션 제어가 필요한 경우 가장 직관적인 솔루션은 동급 최고의 구성 요소를 선택하는 것이다. 하지만 엔지니어로서 직관적이라고 항상 옳은 것은 아니다. 최적의 개념은 각 동작 기능에 대해 가능한 최상의 구성 요소를 결합하여 우수한 기계 성능을 제공하는 응집력 있는 시스템을 만드는 것이다.

그에 대한 대안으로, 많은 공급 업체는 최적의 시스템 성능을 희생하면서 편리함을 제공하기 위해 패키지 선택을 제공한다. 하지만 획기적인 성능이 필요한 경우 시스템 기반 설계의 단일 소스 솔루션을 권장한다.

비 호환성이 시스템 성능 문제로 이어진다

최적의 시스템 성능을 달성하기 위해 엔지니어는 드라이브 스위칭 주파수, 모터 자기, 피드백 주파수, 정류 알고리즘 및 기타 모션 시스템 특성과 같은 중요한 설계 요소를 고려해야한다. 이러한 모든 세부 사항은 최상의 성능 수준을 달성하기 위해 완벽한 시너지 효과를 내도록 함께 작동되어야 한다.

많은 공급 업체가 제공하는 시스템으로 함께 패키지화 될 때 모터, 드라이브 및 기타 구성 요소의 실제 호환성 또는 시너지 성능을 평가하는 사람은 거의 없다. 따라서 기계 설계자가 모션 시스템을 만들기 위해 여러 공급 업체의 접근 방식으로 전환하는 것은 자연스러운 일이다.

그러나 이러한 시스템은 구성 요소 간의 비 호환성으로 인해 최선이 아닌 차선의 성능을 제공한다. 설계자는 이러한 마이크로 비 호환성을 해결할 수 있는 모션 전문 지식이 부족하다. 또한 광범위한 모션 전문 지식을 보유하고 있더라도 기계 설계자는 실행 가능한 구성 요소를 철저히 조사하고 이를 테스트하는 시간이나 예산이 없을 수 있다.

또한 여러 공급 업체에서 조립한 모션 제어 시스템이 애플리케이션에 적합한 성능을 제공하는 경우에도 시스템의 일부 측면이 예상대로 작동하지 않을 때 다중 공급 업체 통합 문제 및 공급 업체 책임성을 포함한 많은 추가 함정이 있을 수 있다.

시스템 기반 접근 방식은 기계 설계를 단순화하고 성능을 극대화한다

최적화된 설계 방식을 제공하는 단일 공급 업체는 개별 구성 요소의 통합을 기반으로 하는 솔루션보다 나은 성능 결과를 제공할 가능성이 높다. 진정한 모션 중심 시스템 설계는 각 구성 요소의 성능 특성이 전체 시스템에 미치는 영향을 이해해야 한다. 즉, 시스템은 각각의 최대 성능을 달성하기 위해 설계해야 한다.

하지만 더 중요한 것은 함께 작동하는 모든 구성 요소의 최대 결합 성능이다.
예를 들어, 모터 권선은 드라이브의 전압 및 전류 출력과 일치해야 한다. 모터의 고정자 라미네이션 구성은 드라이브 캐리어 주파수의 열 효과를 고려해야한다. 이는 최고의 전체 시스템 성능을 달성하기 위한 구성요소의 상호 작용 중 두 가지에 불과하다.

균형은 구성 요소가 개별적으로 그리고 하나의 시스템으로 효율적으로 작동함을 의미한다. 균형 잡힌 시스템에서는 모터 또는 드라이브가 최대 정격 용량을 달성하여 성능 저하가 없으며 모터나 드라이브에 과도한 스트레스를 주지 않는다.

시스템으로 함께 작동하도록 설계된 구성 요소는 다음과 같은 이점을 제공한다.

효율적인 구현

모든 인터페이스 요구 사항은 시스템에 간단하게 통합되도록 설계되었다. 예를 들어, 시스템의 전압, 전류 및 노이즈 내성 요구 사항에 맞게 설계된 케이블을 사용하면 플러그 앤 플레이 방식으로 빠르게 설치할 수 있으며 불필요한 비용을 제거할 수 있다. 시스템이 의도적으로 함께 작동하도록 설계된 경우 설정이 원활하고 문제가 발생하면 공급 업체가 문제를 해결할 수 있다.

전체 기계 설계를 단순화하는 동작 중심 기능

모션 안전, 재생 및 필터링은 모션 시스템의 필수 요소이다. 엔지니어는 필터 요구 사항, 재생성 구성 요소 및 특정 SafeMotion 요소를 결정하는 데 소요되는 시간을 줄여 중요한 기계 성능 특성에 집중할 수 있는 시간을 늘릴 수 있다.

광범위한 시스템 솔루션

모션 중심의 단일 공급 업체는 광범위한 기술 전반에 걸쳐 시스템 기반 설계를 제공할 수 있으며, 모션 요구 사항에 적합한 최적화된 시스템을 통해 상당한 이점을 제공한다.

많은 기계는 하나 이상의 모터 유형을 통합한다. 공급 업체는 시스템 기반 설계 접근 방식을 사용하여 기존 서보 모터, 회전 및 선형 구동 서보 모터, 카트리지 및 프레임리스 설계, 스테퍼 모터, 서보 및 스테퍼 드라이브 전자 장치를 제공, 애플리케이션에서 최적의 성능을 달성할 수 있다.

공동 엔지니어링을 통한 설계 유연성

복잡한 모션 애플리케이션을 다루는 경험을 바탕으로 공급 업체는 사용자가 기계 성능을 개선하는 새로운 방법을 찾는 데 도움을 줄 수 있다. 모션 공급 업체는 공동 엔지니어링 파트너십을 통해 기계적 조정, 제어 소프트웨어 수정 등을 통해 최상의 성능과 기능을 달성할 수 있는 기회를 제공한다.

가능성 고려

Kollmorgen의 차세대 2G 모션 시스템은 까다로운 모션 애플리케이션의 요구 사항을 해결하는 많은 시스템에 전반적으로 이점을 제공하는 모션 중심의 시스템 기반 접근 방식의 대표적인 예이다. AKM2G 서보 모터, AKD2G 서보 드라이브, 2G 케이블 및 지원 요소는 뛰어난 성능을 제공해왔다.

다음은 2G 모션 시스템이 엔지니어가 적은 비용으로 빨리 시장에 출시하는 데 도움이 된 방법이다.

축소된 디자인 범위

기존 모터와 비슷한 토크와 출력을 제공하지만 작은 패키지로 제공되는 AKM2G 서보 모터는 기계의 성능 목표를 달성하는 데 필요한 설치 공간을 줄인다. 단일 케이블 전원, 피드백 설계 덕분에 맞춤형 장착 및 단순화된 케이블 관리를 통해 크기를 더욱 줄일 수 있다.

필터링, 재생 및 SafeMotion 옵션이 통합된 AKD2G 이중 축 드라이브 패키지는 캐비닛 공간 및 냉각 요구 사항을 줄여준다. 또한 직접 구동 기술은 감속기 및 기타 변속기 구성품이 필요하지 않다.

향상된 동적 성능

동일한 크기의 패키지에서 증가된 토크와 출력은 빠른 이동을 통해 인덱싱 시간을 줄일 수 있다. 반대로, 로터 관성이 적은 작은 모터에서 유사한 토크와 전력은 동적 성능을 향상시켜 이동 및 정착 시간을 줄일 수 있다. 두 옵션 모두 엔지니어가 기계 생산성을 높이는 데 도움이 된다.

드라이브에 통합된 조정 기능은 기계의 기계적 문제를 극복, 동적 성능을 향상시킨다. 기계 성능을 더욱 향상시키기 위해 내장형 모터 설계 및 기타 직접 구동 솔루션과 같은 추가 모터 기술이 포함된다.

빠른 개발 및 시운전

2G Motion System을 사용하면 공급 업체들의 통합 성능을 평가할 필요가 없다. 2G 모션 시스템은 모든 시스템 구성에서 뛰어난 성능을 제공하도록 설계됐으므로 기계 엔지니어와 빌더는 더 나은 기계를 빨리 출시하는 데 집중할 수 있다.

기계 비용 절감

단일 케이블 설계, 이중 축 드라이브 및 공동 엔지니어링 옵션은 재료 및 기계 조립 비용을 줄여준다. 직접 구동 솔루션은 부품 수와 기계 비용을 더욱 줄일 수 있다. 향상된 모터 및 드라이브 효율성은 에너지 소비를 줄이고 사용자의 운영 비용을 낮춰준다.

엔지니어는 모터, 드라이브, 케이블 및 기타 구성 요소의 통합이 아닌 효율적인 기계 설계 개발에 집중해야 한다. 2G 모션 시스템은 기계를 보다 효율적이고도 비용을 줄이며 생산적으로 만드는 엔지니어링이다.

자료 제공: Kollmorgen(ww.Kollmorgen.com)