[생산자동화산업기사] 서보 기구(서보 제어)란 무엇인가

1. Point

• 서보 기구의 정의
• 제어 방식
• 서보 기구의 종류
• ex. 공작 기계의 서보 기구

 

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2. 서보 기구란? (Servo System)

• 정의
  • 물체의 기계적 변위를 제어량으로 읽어 제어하는 시스템
    • 기계적 변위 : 위치, 각도, 방위, 위치 등
  • 목표값(입력값)과 출력값(현재값)을 비교하여 피드백 제어(Feedback)를 하는 시스템
• 제어 방식
  • 개방회로 방식
    • 피드백 제어가 없는 제어
  • 반폐쇄회로 제어방식
    • 중간에서 값을 검출하여 제어
    • 리드 스크류의 회전각 등을 측정하여 제어 
    • 최종 출력값(실제 이동량 등)을 제어하는 폐쇄 회로와는 다름
  • 폐쇄회로 제어방식
    • 최종 출력값을 검출하여 피드백 제어
    • ex. 공작 기계 베드의 실제 이동량을 검출하여 피드백 제어
• 서보 기구의 종류
  • 전기식 서보기구
    • 동력원으로 모터를 사용
    • 전기를 이용하기에 신호로의 활용이 용이하며 증폭/감쇠 등에 유리
    • 유압식에 비해 작동 속도와 반응 속도가 좋음
    • 유압식에 비해 경제성 취급이 용이
    • 높은 신뢰성
    • 검출기 사용
      • 싱크로 (변압, 변압기)
      • 리졸버
      • 포텐셔미터
      • LVDT
      • 엔코더
    • 직류식 VS 교류식
      • 직류식
        • 전류 통제의 용이성이 높음
        • 속도 제어 범위가 넓음
        • 구조가 복잡하고 기동 토크가 큼
      • 교류식
        • 브러시가 없어 유지비가 들지 않음
        • 보수가 용이
  • 유압식 서보기구
    • 고출력 고성능에 적합
    • 안내밸브식, 분사관식, 전기 혼합 서보 밸브식 등
  • 공압식 서보기구 
    •  공압을 이용
    • 유압식에 비해 비용이 저렴
    • 저출력 시그널에 사용

 

Example. 공작 기계의 서보 기구

• 반폐쇄회로 제어 방식
  • 리졸버(resolver)와 엔코더를 이용하여 회전수, 각도를 검출하여 피드백 계산에 사용
• 서보 모터
  • 기계의 동작에 사용되는 모터, 급가속, 급정지에 적합
  • 피드백을 이용하여 제어
• 리졸버
  • 회전각 검출 도구
• 인코더
  • 회전축에 고정하여 회전각, 방향, 속도를 측정

 

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