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DD모터란?

모션케이 간단 기계 용어 설명.(알쓸신잡)

DD모터 구조도
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1. DD 모터   :   

다이렉트 드라이버 모터(Direct Drive Motor)의 약자로 회전체와 모터를 직접 연결한 모터를 뜻한다. 서보모터의 계열. 반복 정지 정밀도(±1~5초이내)와 내구성은 최고.

기존 서보모터들은 토크는 약하고 회전속도(약 3000rpm)는 매우 빠른 형태의 제품으로 중간에 감속기를 설치하여 사용하였음.

모터 제어의 기술 발달로 토크(1000Nm)는 강하고 속도는 낮게(약 100~500rpm) 개발이 됨. 

즉, 직결로 사용 가능한 기술로 진화 됨. 전자인덱스라고도 불리움. CKD 압소덱스(엡솔루트 인덱스)

* 장점 - 모터와 회전체를 직접 연결하는 장점으로 회전정밀도와 정지정밀도를 높일수 있음.

* 단점 - 장비별 티칭 및 셋팅을 해야 함.

2. 서보 모터 :

Servo라는 용어는 '추종' '지시'라는 의미로 회전속도와 위치를 제어에서 판단.

원하는 위치와 속도를 지정하여 움직이거나 정지할 수 있는 모터로 폐루프 방식의 정밀제어시에 사용.

현재 모터의 각도 위치를 읽어서 상위제어에 보내, 지시받은 위치로 이동. 매우 정밀제어 가능.

* 장점 - 제어에서 원하는 속도와 위치로의 회전이 가능.

* 단점 - 고토크시에는 추가로 감속기구를 달아서 감속하여 토크를 올림. 제어 방식이 복잡.

3. 스텝 모터 :

Step별로 회전하는 모터로 1회전당 200개(1.8도)의 위치를 지정하여 회전.

가격경쟁력이 있고 제어가 쉬워서 프린터나 CD플레이어등등 기타 작은 제품에 많이 적용.

기존에는 오픈 루프 방식으로 저렴(서보모터보다 상대적으로)하게 사용. 저속 안정성이 높음

* 장점 - 가격 저렴.쉬운 제어.

* 단점 - 탈조로 인한 위치제어시 어려움으로 정해진 사양보다 안전율을 높게 잡음.

4. 탈        조  :

스텝모터 오픈루프에서 발생하는 증상.

모터 회전시 외력이나, 모터가 돌지 못하는 상황 발생시 모터가 덜컥거리며 원하는 위치로 돌아가지 못함.

오픈루프의 한계상 스텝모터에 대한 안 좋은 이미지가 각인됨.

​최근에는 폐루프 제어방식의 발전으로 탈조는 거의 사라지고 있음.

5. 스텝 서보  : .

서보모터와 스텝모터의 장점을 결합한 방식. 스텝모터에 엔코더등을 결합하여 서보모터와 같은 성능을 냄. 스텝모터에 서보모터의 폐루프를 결합한 방식으로 서보모터와 같이 탈조가 없음.

최근 제어기술의 발달로, 서보모터에 근접한 제품들이 많이 있음. 

저속시 토크가 안정적임. 서보모터 보다 공진이 적다.

* 장점 - 서보모터보다 가격 저렴. 저속 회전시 안정감 높음.

* 단점 - 고속 회전(약 600RPM이상)시 토크가 낮아짐.

6. 리         드 :

직교로봇에서 사용하는 용어. 모터축 1회전당 몇mm를 움직이느냐에 따름.

모터입력축 1회전시 5mm를 움직이면 리드5. 

10mm를 움직이면 리드10. 

20mm를 움직이면 리드20 으로 표현 함.

7. 감  속  비  :

회전형에서 사용하는 용어로. 모터입력축 몇 출력축의 회전 비율.

모터입력축 10회전시 출력축 1회전 - 1/10감속비.

모터입력축 20회전시 출력축 1회전 - 1/20감속비. 

8. RPM         :

분당 회전 수.(Revolutions Per Minute)

1분에 100회전을 하면, 100rpm.   1분에 500회전을 하면 500rpm.  1분에 2,000회전을 하면 2,000rpm.

9. N.m           :

회전 축에서 1m의 거리에서 버티는 힘.

10N.m이면, 회전축에서 1m의 거리에서 10N의 힘을 발휘.

(=0.5m의 거리에서는 약 20N.  =0.1m에서는 100N)

100N.m이면, 회전축에서 1m의 거리에서 100N(약 10Kg)의 힘을 발휘.

10.기계인덱스 :

정해진 각도로 정지 및 회전. 1회전 이상을 회전. 기존에는 웜감속기로 정해진 각도를 구현함.

웜기어 방식의 경우 입력축에서만 회전이 가능하며, 출력축에서는 회전이 불가하여 추가로 기구를

설치하여 기구고장을 방지. 정해진 등분할수로 움직이기에 등분할수의 수정이 불가능함.

하지만 최근에는 모터의 기술 발달로 일반 중공감속기에 서보모터를 많이 사용.  

11. 전자인덱스 :

DD모터를 적용하기도 하며, 최근에는 가성비로 중공감속기에 서보모터를 부착하여 사용.

서보모터의 특징과 제어방식을 이해하여야 구성이 됨. 제어 실수시 자칫 공진으로 인해 장비가 진동하므로 모터 셋팅이 중요함. 기계인덱스를 대체하여 많이 사용.

12. 오실레이터 :

1회전내에 원하는 위치로 이동시에 쓰이는 용어.

산업 현장에서는 매우 빠르게 워크를 이송시키기 위해 사용.

                    

13. 엡솔루트    :

절대 원점 방식으로 메인전원이 차단되어도 현재 자신의 회전 위치를 알고 있는 방식.

일반적인 모터는 1회전당 정해진 특정위치(Z상)에서부터 카운팅하여 상대위치로 현재위치를 알게 되나,

엡솔루트방식은 전원 투입시 자신의 위치를 알아서 다음 지령 위치로 즉시 이동할수 있는 장점이 있음.

배터리로 현재위치를 저장하는 방식과 전원투입시 위치를 읽는 방식이 있음.

 

14. 인크루멘탈 :

상대원점 방식으로 1회전당 정해진 특정위치(Z상)에서 카운팅하여 현재 위치를 추측 함.

전원 재투입시 항상 Z상을 찾아서 회전 한 후에 지시받은 위치를 카운팅하여 이동. 상대좌표방식.

외부의 노이즈나 누적오차 발생시 리셋 또는 보정을 하여야 함. 

15. 반복위치정밀도 :

시계방향(CW) 회전과 시계반대방향(CCW) 회전시 지정된 위치로 여러번 반복 회전하여,

도착하는 위치에 대한 정밀도를 측정.

360도에 1도는 60분. 1분은 60초로 계산 (1도=3600초. 360도=1,296,000초)

16. 폐루프       :

Closed Loop System. 모터의 현재 위치를 읽어서 지정된 위치로 이동하도록 제어하는 제어방식. 

서보모터 또는 스텝서보 제어 방식.

17. 오픈 루프  : 

Open Loop System. 모터의 위치에 상관 없이 지정된 명령을 보냄. 현재 위치에 피드백이 없음.

18. 캠곡선      :

캠(Cam)곡선이란 캠에 의해서 구동되는 종절(출력) 의 운동곡선을 지칭.

기계인덱스에서 많이 쓰이는 개념으로 기계 가공으로 곡선을 만들어서 회전 운동을 회전 또는 직선운동으로 구현하는 곡선으로 모터에서는 캠곡선을 수치화 하여 제어.

19. 공압실린더 :

압축된 공기를 이용하여 기구를 이동하는 장치.

일반 주사기와 구조 동일.

일반적으로 끝에서 끝으로만 움직이며, 중간 위치에 정지가 안됨.

20. 중공감속기 : 감속기의 회전하는 축에 구멍이 있는 구조.

감속기 구조이나 가운데 축에 구멍이 있어서 회전시 중앙축으로 각종 배선이나 배관을 할수 있음.

21. 직교  로봇 :

모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 기구.

기존에는 공압 로드레스실린더가 대표적이나, 한계(정지 위치가 2곳)가 많아서

현재는 모터를 이용한 직교로봇을 많이 사용(다양한 위치에서 정지가능)한다.  

볼베어링 타입형의 경우 모터 1회전당 각각 5~30mm의 이송량으로 구분되며, 정밀도는 0.01~0.05mm

밸트형의 경우 빠른 이송이 가능하나, 정지시 위치 정밀도는 약간 떨어진다.

                  

​22. 중공  로봇 :

대략 1/1~1/50 감속비의 감속기, 회전축 가운데에 중공이 있는 구조로 주로 인덱스형에 적용이 되며,

워크의 무게와 회전속도에 따라 다양한 모델이 선정된다.

즉 회전 관성모멘트와 모터의 특성에 따라 사양선정이 많이 다르며, 가감속 속도에 따라 사양이 바뀐다

사양선정시 필히 전문가의 검토가 필요하다.

                  

23. 다관절로봇 :

2축이상의 모터를 사용하여 기존 직교와 회전로봇을 대체하는 로봇으로 현재는 6축 로봇을 많이 사용.

로봇에 대한 전문성이 있는 전문가와 반드시 협의하여 모델 선정해야 함.

최대 워크를 움직일수 있는 무게는 산업용 5~1000Kg으로 그 이상의 무게도 버틸수 있다.

설치시 로봇 주위에 안전용 펜스가 필수임.

24. 협동  로봇  :

사람과 협업이 가능한 6축(6개의 모터) 이상의 제품이 있으며, 사람과의 협업은 자칫 안전사고의 우려가

있으므로, 최대 토크가 150N.m(법적 제한 토크)를 넘지 않아야 한다.

워크의 무게는 3~15Kg정도를 버틸수 있다. 안전 펜스가 필요 없다.

조작법도 쉬워서 커피나 치킨을 만드는, 사람과 같은 공간에서 작업을 할 수 있다.                 

25. 모터  셋팅  :

서보 계열 모터는 기본적으로 회전체의 무게와 관성모멘트에 맞추어 셋팅을 하여야 한다.

최근에는 오토튜닝등 자동으로 맞추어주는 프로그램도 있으나,

각 장비의 특성에 맞추어야만 최적의 성능을 낼 수 있다.

특히 DD모터류는 회전수가 많지 않으므로 더 정밀하게 셋팅을 하여야 원하는 동작을 할수 있다. 

26. 리니어모터 :

서보모터의 구조가 펼쳐져서 편평하게 만들어진 구조로 보면 된다.

아주 정밀한 제어가 가능하며, 1~2마이크론내 정지 정밀도, 반복정밀도가 가능하다.

전체 길이의 제한이 거의 없으며, 스트로크 수m의 거리를 단 1~2초내 이송이 가능하다.

단, 매우 빠르게 이송이 가능한 만큼 워크의 무게는 최대 0.5~5Kg정도만 가능하다.(속도에 따름)

27.회전관성모멘트 :

회전하는 모터가 회전을 빠르게 하려면, 회전축의 무게가 가볍거나 회전축에 가까워야 한다.

우산을 접은채로 손잡이를 돌리면, 쉽게 돌아가지만 우산을 펼친채로 손잡이를 돌리면 힘들다.

이는 관성모멘트가 무게는 동일하나, 무게 중심이 변하면 관성모멘트가 달라짐을 알수 있다.

 피겨스케이팅의 회전 동작에서 팔을 벌리면 느리게 돌다가 팔을 접으면 빠른회전을 보이는 것과 같다.

단위는 N.m 또는 N.cm

28. 굽힘모멘트 : 

모터에서의 굽힘 모멘트는 회전테이블의 편향축에 힘이 가하여져서 회전축에 스트레스를 받을수 있기에

모델선정시 기구의 특성에 맞게 계산하여야 한다.

                     

29. FMS 시리즈 :

기존에 복잡한 배선과 프로그램 및 셋팅, PC, 전용케이블등이 필요없이 모터 자체에 디스플레이와 조작부가 일체형으로 간단하게 필요위치에 맞게 DATA를 저장 할수 있는 모터

FMS(Field Motor System). 즉 현장에서 각 위치나 각도를 작업자가 직접 조절 및 저장할수 있음.

30. 볼스크류형  :

주로 직교로봇에서 사용되며, 마찰계수가 적어서 직교로봇에는 90%이상이 적용된다.

31. 직교로봇 밸트형:

고속 장거리 이송장비에 주로 적용 된다. 밸트가 소모성으로 정기적으로 확인하여야 한다.

원하는 ​위치에 정지시 정밀도가 낮은편임.

              

32. 스트로크      :

직교에서 사용되는 단위로 한끝에서 다른끝까지의 거리를 뜻한다.

33. 무접점릴레이 : 

반도체 릴레이는 전기기계 릴레이와 다르게 움직이는 부품을 포함하지 않는 전자 스위치.

SSR(Solid State Relay). 무접점 릴레이라고도 한다.

반도체 릴레이의 종류는 빛에 반응하는 반도체 릴레이, 전압에 반응하는 반도체 릴레이와 두가지 모두

반응하는 반도체 릴레이가 있다.

                     

34. 원점  센서  :

직교 또는 회전형등 기타의 모터들이 회전시 기준이 되는 센서로, 원점센서를 활용하여 기준점을 잡음.

​말굽과 생김새가 비슷하여 말굽센서라고도 함.

35. 토크            :

돌림힘, 회전력(torque)은 물체를 회전시키는 힘을 나타내는 물리량. 

단위는 뉴턴 미터(N·m) 또는 라디안 당 줄(J/rad).

36. OFFSET     :

기준점에서의 보정용으로 사용.

센서로 위치신호를 검출 후 검출위치에서 어느정도 간격을 띄워 이동시 사용. 변위 보정값  

37. LOADER    :

모터나 로봇 등 각종 장비들을 PC에 연결하지 않고 사용할 수 있는 전용콘트롤러등을 뜻함.

메이커별로 종류가 다양하며, 조작법을 익히는데 많은 시간이 소요 됨.

  

                 FMS 시리즈

◆ 공압 실린더 대체 가능 (기존 I/O 완벽 대체)
◆ 공압 회전실린더 대체 가능 (각도 조정 가능)
◆ 현재 위치를 각도 또는 mm로 디스플레이
◆ 간단한 배선과 쉬운 조작법
◆ 모터, 디스플레이, 드라이버, 콘트롤러, 일체형
◆ 캠곡선 회전, 가감속 수정 가능
◆ PC 또는 Loder 필요 없음
◆ 폐루프 제어방식 (Closed Loop System)

◆ 원점 센서 추적 기능 (Origin Tracking)

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