포스 컨트롤 제품(Force Control)

  포스 컨트롤
  • Position control 기능 뿐만이 아니라, 다이나믹한 Force 와 Speed 컨트롤이 가능한 새로운 제품군
  • 드라이브 회로, 위치인식 센서, 모터, 기어박스 일체형
  • 12mm 직경의 coreless motor 라인업, 17mm 직경의 coreless motor 또는 BLDC motor 라인업
  •    * 17mm 직경 모터 제품은 추후 출시. 모터 직경이 크면 힘과 내구성이 좋습니다.
  •    *DC모터의 수명은 BLDC모터가 coreless 모터 대비 좋습니다.
  • 27/40/53/90mm stroke 옵션
  • 각 스트로크별로 기어비에 따라 12N~100N의  정격 부하 구현
  •    *speed는 force와 반비례하여, force가 강할수록 speed는 느려집니다.
  • RS-485 또는 TTL/PWM 통신 지원
  •    *TTL/PWM 통신 버전은 입력되는 TTL/PWM신호를 자동 인식하여 작동합니다.
  •    *PWM 통신을 사용하면 위치 명령만 가능할 뿐 feedback을 받을 수 없습니다
  • MODBUS RTU 또는 IR Open Protocol

상세페이지

  부하, Force, Goal current 제어에 대한 용어 정의

포스(Force)

  • 리니어 액츄에이터의 밀거나 당기는 힘을 뜻합니다.

스톨포스(Stall force)

  • 액츄에이터가 낼 수 있는 최대힘을 의미합니다. 액츄에이터가 밀거나 당길때 스톨포스에 상응하는 큰 부하가 액츄에이터에 가해질 경우, 움직이려는 힘과 부하의 힘이 완벽하게 일치하여, 속도가 0으로 수렴되는 상태를 Stall 상태라고 하고, 이때의 최대힘이 스톨포스입니다.
  • 부하량은 대략 스톨포스의 1/3 정도 이하로 설정해 주어야 하며(이것이 정격부하입니다), 그 이상이 될 경우 모터에 무리를 주어서 제품의 수명에 영향을 끼치게 됩니다.
  • 스톨포스는 아래 별도로 설명된 골 커런트(Goal Current)에 의해서 조종을 할 수 있으며, 골 커런트 400mA이상 즉 정격 부하 이상으로 목표전류가 설정된 경우, 모터가 Stall상태가 되면 많은 열이 발생하여 수명에 치명적인 영향을 주게 되므로, stall 상태에 놓이지 않도록 유의하여 주십시오. (당사 제품에서는 과부하 조건(Overload Error)에 따라 모터 전원을 cut off 시키는 과부하 보호기능이 작동합니다.)

목표전류에서의 스톨상태와 Overload 보호

  • 포스컨트롤 라인업 액추에이터의 경우 액추에이터는 전류의 누적 값을 계산합니다.
  • 400mA 이상의 소비 전류로 스톨 상태에 빠지게 되는 경우, 특정 시간 내 오버로드 보호 기능이 작동은 하지만 모터에 손상을 주게 되므로, 400mA 이상으로 목표전류를 설정한 경우, 스톨 상태에 빠지지 않도록 유의하여 주시기 바랍니다.
  • 400mA 이하로 목표전류를 설정해 놓은 경우에는 스톨상태에서도 모터에 치명적인 손상은 없습니다. 다만, 400mA 소비전류로 스톨상황에 빠지게 되면 30초 이내 오버로드 보호기능이 작동하게 되고 모터 전원을 cut off하게 됩니다

부하(Load)

  • 리니어 액츄에이터를 이용하여 대상체를 움직이려고 할 때, 액츄에이터에 가해지는 대상체의 무게 또는 힘입니다. 외부의 힘이 클 수록 액츄에이터의 힘(Force)도 커야 원활한 제어가 가능합니다. 액츄에이터의 힘을 높이기 위해서는 기어비가 높은 “저속, High force”의 모델을 선택하는 방법이 있지만, Force control 라인업의 경우, Goal Current를 기본 설정치보다 높임으로써 힘을 높일 수 있습니다.

Duty Rate

  • 액츄에이터에 전원이 인가되어 있는 동안, 실제 모터가 일하는 시간의 비율입니다. 정격부하 시 권장 Duty Rate는 최대 50%이며, 이것이 낮을수록 모터의 수명은 연장됩니다. (부하가 정격부하보다 높은 경우, Duty rate는 50%보다 낮아야 합니다.)

정격부하(Rated Load)

  • 정격 부하(Rated Load)란 해당 액츄에이터의 수명에 크게 영향을 주지 않고 “효율적으로 적절하게 제어할 수 있는 최대 부하량”입니다. 정격부하가 높은 제품일 수록 기어비를 높여 액츄에이터의 힘이 높지만, 속도는 느려지도록 설계가 되어 있습니다. 고객사에서 설계하는 시스템의 부하가 어느 정도인지 확인 후 액츄에이터를 선택하면 최적의 선택이 될 수 있습니다. 정격부하 시 권장하는 Duty Rate는 최대 50% 이하입니다.

최대 허용 부하(Max Applicable Load)

  • 액츄에이터에 적용할 수 있는 최대 부하로서 정격부하의 2배입니다. 보다 큰 전류가 필요하므로 Goal current는 1.6A로 재설정하고, 많은 열이 발생하기 때문에 정격 부하로 사용하는 것 보다는 기대 수명이 줄어 들며, 반드시 Duty Rate를 20% 이하로 설정해야 합니다. 또한, 중력가속도가 발생하는 Z축(수직장착 중력방향)에서 사용을 할 경우 수명에 영향을 미칠 수 있으므로 Z축에서는 최대허용부하는 물론, 정격 부하 보다 큰 부하는 적용하지 말아 주십시오.

목표전류 (Goal Current)

  • 12Lf 시리즈의 Goal Current 기본값(default)은 800mA로 설정되어 출하됩니다. 정격부하시의 소비 전류는 400mA 정도이지만, 정격부하를 걸었을 때 충분한 퍼포먼스(스피드, 가감속 등)와 안정성을 위한 전류 상한치 값이 800입니다. 800이상으로 설정이 되어야 액츄에이터 자체가 낼 수 있는 최대힘, 즉 스톨 포스가 정격부하의 약 3배가 되어, 정격부하를 무리 없이 감당할 수 있게 됩니다.
  • 정격부하의 2배인 최대허용 부하가 가해질 경우, Goal Current는 1.6A로 설정하고, Duty cycle을 20%로 낮추어 사용해야 합니다. 즉 정격 부하 이상의 부하를 제어하는 경우 이에 비례하여 Goal Current는 늘리고, Duty Rate는 낮추어야 합니다.
  • Goal Current를 하향 조정하면 최하 100mA까지 낮출 수 있으며, Goal current가 작으면 작을수록 스톨포스 또한 비례적으로 작아집니다. 100mA 이하에서는 힘이 너무 약해 모터가 동작하지 않는 구간이 나올 수도 있습니다.
  • Goal Current를 하향조정하면 액츄에이터의 힘도 줄어들지만, 스피드도 동시에 줄어들게 됩니다. 또한 부수적으로 소음 또한 저감되는 효과도 있으니 참고 바랍니다.
  Z (수직)축 사용 시 주의 사항

Z축 사용여부

  • Force control 라인업의 경우 Self-lock 기능이 지원되는 정격부하 27N 이상의 액츄에이터부터 Z축 사용이 가능합니다.(27N이하 제품은 Z축 사용불가)

정격부하까지만

  • Z축(수직) 사용은 중력가속도로 인하여 가감속시에 더 많은 부하를 액츄에이터에 전달하게 되어, 내구성에 영향을 끼칠 수 있습니다. Z축의 부하는 정격부하 이하로만 사용을 해주시기 바랍니다. 그 이상의 중량을 제어 하실 경우 수명이 급격히 나빠질 수 있습니다.