KR102353852B1 - Performance evaluation apparatus and method for linear axis actuator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직선 축 액추에이터의 성능을 평가할 수 있는 성능 평가 장치 및 방법을 공개한다. 본 발명은 모의 부하의 재질 및 위치 등을 나타내는 부하 정보를 사용자가 입력아 직선 축 부하 모델로 변환한 후, 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터로, 성능 평가 대상인 서보 모터 및 서보 모터 구동부에 볼 스크류로 연결되어 직선 축 이동하는 이동판에 반발력을 제공하면서 위치 편차를 측정함으로써 직선 축 액추에이터의 성능 평가가 가능하다.The present invention discloses a performance evaluation apparatus and method capable of evaluating the performance of a linear shaft actuator. According to the present invention, after the user inputs load information indicating the material and position of the simulated load and converts it into a linear axial load model, a linear motor is used according to the linear axial load model, and a ball screw is applied to the servo motor and the servo motor driving unit for performance evaluation. It is possible to evaluate the performance of a linear axis actuator by measuring the position deviation while providing a repulsive force to the moving plate connected to the linear axis.

Description

직선 축 액추에이터의 성능 평가 장치 및 방법{Performance evaluation apparatus and method for linear axis actuator}Performance evaluation apparatus and method for linear axis actuator

본 발명은 액추에이터의 성능 평가에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 직선 축 액추에이터의 성능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to performance evaluation of an actuator, and more particularly, to an apparatus and method for evaluating the performance of a linear shaft actuator.

종래에는 액추에이터의 성능을 평가하기 위한 장치로서 다이나모미터 시스템이 이용되었다. 다이나모미터 시스템은, 전동기, 엔진, 롤러 등의 부하 기기와 상기 부하 기기에서 발생한 동력을 흡수하는 다이나모미터를 공통 축으로 연결함과 동시에, 인코더 또는 축토크 미터의 검출 신호를 바탕으로 다이나모미터의 속도 또는 위치를 제어하여 부하 기기에 적당한 부하를 인가하면서, 부하 기기의 출력 성능을 시험하는 시스템을 칭한다. Conventionally, a dynamometer system has been used as a device for evaluating the performance of an actuator. The dynamometer system connects load devices such as electric motors, engines, rollers, and the like and the dynamometer that absorbs the power generated by the load devices through a common shaft, and at the same time, the speed of the dynamometer based on the detection signal of the encoder or shaft torque meter Or, it refers to a system that tests the output performance of a load device while applying an appropriate load to the load device by controlling the position.

다이나모미터 시스템의 일 예가 대한민국 특허 제 10-1525421 호에 공개되어 있다.An example of a dynamometer system is disclosed in Korean Patent No. 10-1525421.

상기 대한민국 특허의 대표도를 도시한, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 기술의 다이나모미터 시스템의 속도 제어장치(6C)는, 각속도 지령값 ωref 및 다이나모미터 각속도 ωM을 바탕으로 토크 전류 지령값 T2를 산출하는 속도 제어 회로부(61A), 외란 옵저버 Tobs를 속도 제어 회로부(61A)에 의해 산출된 토크 전류 지령값 T2에서 감산하여 해당 토크 전류 지령값을 보정하는 외란 옵저버 보상부(63C), 및 축토크 검출값 Tsh에 필터 전달 함수 GBPF 및 억제 게인 K1을 곱해서 수득된 축토크 검출 보상량 Tsh_K를 토크 전류 지령값 T1에 가산하여 해당 토크 전류 지령값을 보정하는 축토크 검출 보상부(62A)를 구비하여 구성된다. 이 때, 축토크 검출 보상부(62A)의 필터 전달 함수 GBPF는 부하 기기 및 다이나모미터로 이루어지는 기계계의 공진 주파수 및 그 근방만을 통과 대역으로 하여 설정된다.1A and 1B showing representative views of the Korean patent, the speed control device 6C of the dynamometer system of the prior art is a torque current command value based on the angular velocity command value ωref and the dynamometer angular velocity ωM A speed control circuit unit 61A for calculating T2, a disturbance observer compensating unit 63C for correcting the torque current command value by subtracting the disturbance observer Tobs from the torque current command value T2 calculated by the speed control circuit unit 61A, and A shaft torque detection compensation unit 62A that corrects the corresponding torque current command value by adding the shaft torque detection compensation amount Tsh_K obtained by multiplying the shaft torque detection value Tsh by the filter transfer function GBPF and the suppression gain K1 to the torque current command value T1; It is prepared and composed. At this time, the filter transfer function GBPF of the shaft torque detection and compensating unit 62A is set using only the resonance frequency of the mechanical system including the load device and the dynamometer and its vicinity as the pass band.

최근 산업현장에서는 직선 축의 이동을 통한 물건의 이송, 정밀 위치 제어에 대한 성능을 요구하고 있다. 그러나, 다이나모미터 시스템을 이용한 종래 기술은 회전기기의 제어성능을 판단하기 위한 방법으로 회전기기의 자체 성능을 검증하기에 적합한 방식이나 리니어 모터 혹은 모터-볼스크류가 연동된 직선 축의 경우 외란에 대한 위치결정능력, 충돌에 대한 제어기 동작 성능평가가 어렵다는 단점이 있다. Recently, in industrial fields, the performance of conveying objects and precise position control through the movement of a linear axis is required. However, the prior art using the dynamometer system is a method for judging the control performance of a rotating machine, and is a method suitable for verifying the self-performance of a rotating machine. It has a disadvantage in that it is difficult to evaluate the performance of the controller for decision making and collision.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 직선 축 액추에이터의 성능을 효과적으로 평가할 수 있는 직선 축 액추에이터의 성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for evaluating the performance of a linear shaft actuator that can effectively evaluate the performance of the linear shaft actuator.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치는, 서보 모터에 연동되어 회전하는 볼 스크류; 상기 볼 스크류에 결합되어 상기 볼 스크류가 회전함에 따라서 직선 축 이동하는 이동판; 상기 이동판의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정부; 직선 이동하여 상기 이동판에 대해서 반발력을 제공하여 부하로서 작용하는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정부; 상기 리니어 모터에 설치되어 상기 리니어 모터가 상기 이동판에 인가하는 반발력을 측정하는 반발력 측정부; 상기 이동판의 위치를 입력받아 메인 콘트롤러로 출력하고, 상기 리니어 모터의 위치 및 상기 반발력을 수신하여 상기 메인 콘트롤러로부터 입력받은 직선 축 부하 모델에 적용하여 상기 리니어 모터를 구동하는 리니어 모터 구동부; 및 사용자 단말로부터 부하 정보를 입력받아 상기 직선 축 부하 모델을 생성하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하고, 상기 서보 모터의 구동에 관한 직선 축 이동 정보를 입력받아 서보 모터 구동부를 제어하며, 상기 리니어 모터 구동부로부터 입력받은 상기 이동판의 위치와 상기 직선 축 이동정보를 이용하여 상기 서보 모터 및 상기 서보 모터 구동부로 구성되는 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 상기 메인 콘트롤러를 포함한다.Linear axis actuator performance evaluation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-described problems, a ball screw rotating in conjunction with a servo motor; a moving plate coupled to the ball screw and moving linearly as the ball screw rotates; a first position measuring unit for measuring the position of the moving plate; a linear motor acting as a load by providing a repulsive force to the moving plate by moving in a straight line; a second position measuring unit for measuring a position of the linear motor; a repulsive force measuring unit installed in the linear motor to measure a repulsive force applied by the linear motor to the moving plate; a linear motor driving unit receiving the position of the moving plate and outputting it to the main controller, receiving the position and the repulsion of the linear motor, and applying the position of the linear motor to the linear axial load model inputted from the main controller to drive the linear motor; and receiving load information from a user terminal to generate the linear axis load model and outputting it to the linear motor driving unit, receiving linear axis movement information related to driving of the servo motor to control the servo motor driving unit, and the linear motor driving unit and the main controller for evaluating the performance of the linear axis actuator including the servo motor and the servo motor driving unit using the position of the moving plate and the linear axis movement information received from the .

또한, 상기 메인 콘트롤러는, 물체의 재질 및 위치를 규정하는 상기 부하 정보를 상기 리니어 모터가 각 위치에서 상기 이동판에 인가해야하는 반발력의 크기를 규정하는 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력할 수 있다.In addition, the main controller converts the load information defining the material and position of the object into the linear axial load model defining the magnitude of the repulsive force that the linear motor must apply to the moving plate at each position, and the linear motor driving unit can be output as

또한, 상기 리니어 모터 구동부는 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 위치에서 상기 반발력 측정부에서 측정된 힘의 크기가 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 반발력의 크기 이상인 경우에 위치를 이동할 수 있다.In addition, the linear motor driving unit may move the position when the magnitude of the force measured by the repulsive force measuring unit at the position specified by the linear axial load model is greater than or equal to the magnitude of the repulsive force specified by the linear axial load model.

또한, 상기 메인 콘트롤러는, 직선 축 이동정보를 사용자 단말로부터 입력받고, 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 상기 서보 모터 구동부로 출력하여 상기 서보 모터를 제어할 수 있다.In addition, the main controller may control the servo motor by receiving linear axis movement information from a user terminal, performing an interpolation algorithm, and outputting a position command for a specific sampling time to the servo motor driving unit.

또한, 상기 메인 콘트롤러는, 상기 부하 정보를 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하는 부하 모델 설정부; 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하고, 상기 보간 지령을 상기 서보 모터 구동부로 출력하여 상기 서보 모터를 제어하는 서보 모터 제어부; 및 상기 리니어 모터 구동부를 통해서 상기 이동판의 위치를 입력받아 저장하고, 상기 서보 모터 구동부로 출력된 위치 지령과의 오차를 비교하여 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 주 제어부를 포함할 수 있다.In addition, the main controller may include: a load model setting unit configured to convert the load information into the linear axial load model and output it to the linear motor driving unit; a servo motor control unit that performs an interpolation algorithm to generate an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs the interpolation command to the servo motor driving unit to control the servo motor; and a main control unit that receives and stores the position of the moving plate through the linear motor driving unit and evaluates the performance of the linear axis actuator by comparing an error with the position command output to the servo motor driving unit.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법은 (a) 메인 콘트롤러가 부하 정보 및 직선 축 액추에이터의 직선 축 이동 정보를 입력 받는 단계; (b) 상기 메인 콘트롤러가 상기 부하 정보를 직선 축 부하 모델로 변환하는 단계; (d) 상기 메인 콘트롤러가 상기 직선 축 부하 모델을 리니어 모터 구동부로 출력하여 리니어 모터를 직선 축 부하 모델에 따라서 초기화하여, 초기 위치에 배치하는 단계; (e) 상기 메인 콘트롤러가 서보 모터 구동부로 위치 지령을 출력하여 서보 모터에 결합된 볼 스크류를 따라서 이동판이 리니어 모터에 접촉하는 단계; (f) 상기 리니어 모터 구동부가 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터의 위치를 제어하고, 상기 메인 콘트롤러가 직선 축 이동 정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여 상기 서보 모터의 위치 제어를 수행하는 단계; (g) 상기 이동판의 위치를 측정하여 저장하는 단계; (h) 상기 이동판의 직선 축 이동이 종료될 때까지 상기 (f) 내지 (g) 단계를 반복적으로 수행하는 단계; 및 (i) 성능 평가가 시작된 시점부터 종료된 시점까지의 각 샘플링 시간에, 이동판의 목표 위치와, 상기 (g) 단계에서 저장된 위치간의 위치 오차에 따라서 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 단계를 포함한다.On the other hand, the linear axis actuator performance evaluation method according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-described problems comprises the steps of: (a) receiving, by a main controller, load information and linear axis movement information of the linear axis actuator; (b) converting, by the main controller, the load information into a linear axial load model; (d) the main controller outputs the linear axial load model to the linear motor driving unit, initializes the linear motor according to the linear axial load model, and arranges the linear axial load model in an initial position; (e) the main controller outputs a position command to the servo motor driving unit, and the moving plate contacts the linear motor along the ball screw coupled to the servo motor; (f) the linear motor driving unit controlling the position of the linear motor according to the linear axis load model, and the main controller performing an interpolation algorithm according to the linear axis movement information to perform position control of the servo motor; (g) measuring and storing the position of the moving plate; (h) repeatedly performing the steps (f) to (g) until the linear axis movement of the moving plate is finished; and (i) evaluating the performance of the linear axis actuator according to the position error between the target position of the moving plate and the position stored in step (g) at each sampling time from the time the performance evaluation starts to the time it ends include

또한, 상기 (f) 단계는, 상기 리니어 모터에 설치된 반발력 측정부가 이동판에 대한 리니어 모터의 반발력을 측정하고, 상기 리니어 모터 구동부가 측정된 반발력과 상기 리니어 모터의 위치를 직선 축 부하 모델에 적용하여 리니어 모터의 위치를 제어할 수 있다.In addition, in step (f), the repulsive force measuring unit installed in the linear motor measures the repulsive force of the linear motor with respect to the moving plate, and the linear motor driving unit measures the measured repulsive force and the position of the linear motor to the linear axis load model. Thus, the position of the linear motor can be controlled.

또한, 상기 (f) 단계에서, 상기 메인 콘트롤러는 직선 축 이동정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하여 제어 신호로서 서보 모터 구동부로 출력하여 서보 모터를 제어할 수 있다.In addition, in step (f), the main controller performs an interpolation algorithm according to the linear axis movement information, generates an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs it to the servo motor driving unit as a control signal to the servo motor can control

또한, 상기 (b) 단계는, 물체의 재질 및 위치를 규정하는 상기 부하 정보를 상기 리니어 모터가 각 위치에서 상기 이동판에 인가해야 하는 반발력의 크기를 규정하는 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력할 수 있다.In addition, in step (b), the load information defining the material and position of the object is converted into the linear axial load model that defines the magnitude of the repulsive force that the linear motor must apply to the moving plate at each position. It can be output to the linear motor drive unit.

또한, 상기 (f) 단계는, 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 위치에서 상기 이동판에 인가하는 힘의 크기가 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 반발력의 크기 이상인 경우에 리니어 모터의 위치를 이동할 수 있다.In addition, in step (f), the position of the linear motor can be moved when the magnitude of the force applied to the moving plate at the position specified by the linear axial load model is greater than or equal to the magnitude of the repulsive force specified by the linear axial load model. have.

또한, 상기 (b) 단계와 (d) 단계 사이에, (c) 메인 콘트롤러가 G코드 형태로 입력된 상기 부하 정보와 상기 직선 축 이동정보를 서로 비교하여 오류가 존재하는지 여부를 확인하고, 오류가 있는 경우에는 사용자로 하여금 상기 부하 정보 및 상기 직선 축 이동 정보를 수정하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, between the steps (b) and (d), (c) the main controller compares the load information input in the form of G code with the linear axis movement information to check whether an error exists, and The method may further include allowing a user to correct the load information and the linear axis movement information if there is.

본 발명은 모의 부하의 재질 및 위치 등을 나타내는 부하 정보를 사용자가 입력아 직선 축 부하 모델로 변환한 후, 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터로, 성능 평가 대상인 서보 모터 및 서보 모터 구동부에 볼 스크류로 연결되어 직선 축 이동하는 이동판에 반발력을 제공하면서 위치 편차를 측정함으로써 직선 축 액추에이터의 성능 평가가 가능하다.According to the present invention, after the user inputs load information indicating the material and position of the simulated load and converts it into a linear axial load model, a linear motor is used according to the linear axial load model, and a ball screw is applied to the servo motor and the servo motor driving unit for performance evaluation. It is possible to evaluate the performance of a linear axis actuator by measuring the position deviation while providing a repulsive force to the moving plate connected to the linear axis.

도 1a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 액추에이터 성능 평가 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치의 물리적 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치에 포함된 메인 콘트롤러의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법을 설명하는 도면이다.1A and 2B are diagrams showing the configuration of an actuator performance evaluation device according to the prior art.
2 is a diagram showing the configuration of a linear shaft actuator performance evaluation device according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the physical configuration of a linear axis actuator performance evaluation device according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing the detailed configuration of the main controller included in the linear axis actuator performance evaluation apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a method for evaluating the performance of a linear axis actuator according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치의 물리적 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a linear axis actuator performance evaluation device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the physical configuration of a linear axis actuator performance evaluation device according to a preferred embodiment of the present invention. .

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 성능 평가 대상인 직선 축 액추에이터는 서보 모터(310) 및 서보 모터(310)를 구동하는 서보 모터 구동부(300)로 구성되고, 직선 축 액추에이터 평가 장치는 볼 스크류(320), 이동판(330), 제 1 위치 측정부(331), 리니어 모터(210,220), 제 2 위치 측정부(211), 반발력 측정부(212), 리니어 모터 구동부(200), 및 메인 콘트롤러(100)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the linear axis actuator, the performance evaluation target of the present invention, is composed of a servo motor 310 and a servo motor driving unit 300 for driving the servo motor 310, and the linear axis actuator evaluation device is a ball Screw 320 , moving plate 330 , first position measuring unit 331 , linear motors 210 and 220 , second position measuring unit 211 , repulsive force measuring unit 212 , linear motor driving unit 200 , and It is configured to include a main controller (100).

먼저, 볼 스크류(320)는 커플링 수단에 의해서 서보 모터(310)와 연결되고, 서보 모터(310)에 연동되어 회전함으로써, 볼 스크류(320)에 결합된 이동판(330)을 전방 또는 후방으로 이동시킨다.First, the ball screw 320 is connected to the servo motor 310 by a coupling means, and rotates in conjunction with the servo motor 310 to move the moving plate 330 coupled to the ball screw 320 forward or backward. move to

이동판(330)은 볼 스크류(320)에 결합되어 볼 스크류(320)의 회전 방향에 따라서 전방 또는 후방으로 직선 이동한다. The moving plate 330 is coupled to the ball screw 320 and linearly moves forward or backward according to the rotation direction of the ball screw 320 .

제 1 위치 측정부(331)는 이동판(330)의 위치를 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력하는데, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 위치 측정부(331)는 리니어 스케일러로 구현되었으나, 이동판(330)의 위치 측정이 가능한 구성이라면 그 구현 방식에 제한이 없다.The first position measuring unit 331 measures the position of the moving plate 330 and outputs it to the linear motor driving unit 200. In a preferred embodiment of the present invention, the first position measuring unit 331 is implemented as a linear scaler. However, as long as it is a configuration capable of measuring the position of the moving plate 330 , there is no limitation in the implementation method.

리니어 모터 구동부(200)는 메인 콘트롤러(100)로부터 입력되는 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터(210,220)를 구동하고, 리니어 모터(210,220)는 리니어 모터 구동부(200)로부터 입력되는 전류에 의해서 직선 이동하여 이동판(330)에 대해서 부하로서 작용한다. 리니어 모터(210,220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 영구 자석이 설치된 한 쌍의 가이드 레일(220) 위를 이동하는 전자석(210)으로 구현될 수 있다.The linear motor driving unit 200 drives the linear motors 210 and 220 according to the linear axial load model input from the main controller 100 , and the linear motors 210 and 220 are linearly moved by the current input from the linear motor driving unit 200 . to act as a load on the moving plate 330 . The linear motors 210 and 220 may be implemented as an electromagnet 210 moving on a pair of guide rails 220 on which permanent magnets are installed, as shown in FIG. 2 .

제 2 위치 측정부(211)는 리니어 모터(210,220)의 위치를 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력한다. 제 2 위치 측정부(211) 역시 리니어 스케일러로 구현될 수 있고, 리니어 모터(210,220)의 위치를 측정할 수 있는 것이라면, 그 구현 방식에 제한이 없다.The second position measuring unit 211 measures the positions of the linear motors 210 and 220 and outputs them to the linear motor driving unit 200 . The second position measuring unit 211 may also be implemented as a linear scaler, and as long as it is capable of measuring the positions of the linear motors 210 and 220, there is no limitation in the implementation method.

반발력 측정부(212)는 리니어 모터(210,220)에 설치되어 리니어 모터(210,220)가 이동판(330)에 인가하는 반발력을 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 반발력 측정부(212)는 로드셀로 구현되어 리니어 모터(210,220)에 설치되되, 리니어 모터(210,220)와 이동판(330)이 접촉하는 면에 설치된다. The repulsive force measuring unit 212 is installed in the linear motors 210 and 220 to measure the repulsive force applied by the linear motors 210 and 220 to the moving plate 330 and output it to the linear motor driving unit 200 . In a preferred embodiment of the present invention, the repulsive force measuring unit 212 is implemented as a load cell and installed on the linear motors 210 and 220 , and is installed on the contact surface between the linear motors 210 and 220 and the moving plate 330 .

메인 콘트롤러(100)는 사용자 단말(400)로부터 부하 정보(410)를 입력받고, 부하 정보(410)를 직선 축 부하 모델로 변환하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력함으로써 리니어 모터(210,220)를 제어한다.The main controller 100 receives the load information 410 from the user terminal 400, converts the load information 410 into a linear axial load model, and outputs it to the linear motor driving unit 200 to control the linear motors 210 and 220 do.

또한, 메인 콘트롤러(100)는 사용자 단말(400)로부터 직선 축 이동정보(430)를 입력받고, 이를 서보 모터 구동부(300)로 출력함으로써 서보 모터(310)를 제어한다.In addition, the main controller 100 receives the linear axis movement information 430 from the user terminal 400 and outputs it to the servo motor driving unit 300 to control the servo motor 310 .

그 후, 메인 콘트롤러(100)는 리니어 모터 구동부(200)로부터 제 1 위치 측정부(331)에서 측정된 이동판(330)의 위치를 입력받아 저장하고, 각 샘플링 시간에 따른 이동판(330)의 실제 위치와 직선 축 이동정보에 의해 예정된 위치간의 위치 오차를 이용하여 서보 모터(310) 및 서보 모터 구동부(300)로 구성되는 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하고, 평가 결과를 사용자 단말(400)을 통해서 그래프로 표시한다.Thereafter, the main controller 100 receives and stores the position of the moving plate 330 measured by the first position measuring unit 331 from the linear motor driving unit 200, and the moving plate 330 according to each sampling time. Evaluates the performance of the linear axis actuator composed of the servo motor 310 and the servo motor driving unit 300 using the position error between the actual position of displayed as a graph through

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치에 포함된 메인 콘트롤러(100)의 세부 구성을 도시하는 도면이다. 도 4를 더 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치의 기능을 설명한다.4 is a view showing the detailed configuration of the main controller 100 included in the linear axis actuator performance evaluation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. With further reference to Fig. 4, the function of the linear axis actuator performance evaluation device according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

메인 콘트롤러(100)는 리니어 모터 구동부(200)와 연동되는 부하 모델 설정부(120), 서보 모터 구동부(300)와 연동되는 서보 모터 제어부(130), 및 부하 모델 설정부(120) 및 서보 모터 제어부(130)를 제어하면서 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 주 제어부(110)를 포함하여 구성된다.The main controller 100 includes a load model setting unit 120 interlocked with the linear motor driving unit 200 , a servo motor control unit 130 interworking with the servo motor driving unit 300 , and a load model setting unit 120 and a servo motor It is configured to include a main control unit 110 that evaluates the performance of the linear axis actuator while controlling the control unit 130 .

먼저, 주 제어부(110)는 성능 평가를 수행하는 사용자의 사용자 단말(400)로부터 부하 정보 및 직선 축 이동 정보를 입력받아, 부하 정보는 부하 모델 설정부(120)로 출력하고, 직선 축 이동 정보는 서보 모터 제어부(130)로 출력한다.First, the main control unit 110 receives load information and linear axis movement information from the user terminal 400 of the user performing the performance evaluation, and outputs the load information to the load model setting unit 120 , and linear axis movement information is output to the servo motor control unit 130 .

이 때, 부하 정보는 사용자가 설정하고자 하는 가상 부하의 재질 및 위치 정보를 기본적으로 포함하고, 여기에 형상 정보를 추가로 포함할 수도 있다.In this case, the load information basically includes material and location information of a virtual load that the user wants to set, and may additionally include shape information here.

직선 축 이동정보는 직선 축 액추에이터에 의해서 이동판(330)이 이동하는 정보를 나타내는 것으로서, 이동 속도 정보 또는 시간 및 위치 정보로 구성될 수 있다.The linear axis movement information represents information that the moving plate 330 moves by the linear axis actuator, and may be composed of movement speed information or time and position information.

부하 정보 및 직선 축 이동정보는 G코드 형태로 입력될 수 있고, 주 제어부(110)는 G코드 형태로 입력된 부하 정보와 직선 축 이동정보를 서로 비교하여 오류가 존재하는지 여부(예컨대, 도 2 및 도 3에서 이동판(330)이 리니어 모터(210,220)의 좌측에 위치하는 것으로 초기 설정된 경우 등)를 먼저 확인한 후, 오류가 없는 경우에 부하 정보를 부하 모델 설정부(120)로 출력하고, 직선 축 이동정보를 서보 모터 제어부(130)로 출력할 수 있다.The load information and the linear axis movement information may be input in the form of G code, and the main controller 110 compares the load information input in the G code form with the linear axis movement information to determine whether an error exists (eg, FIG. 2 ). and in FIG. 3, when the moving plate 330 is initially set to be located on the left side of the linear motors 210 and 220, etc.), and then, if there is no error, the load information is output to the load model setting unit 120, Linear axis movement information may be output to the servo motor control unit 130 .

부하 모델 설정부(120)는 내부에 저장된 기계적 물성치 정보 및 진동 부하 정보에 따라서 주 제어부(110)로부터 입력된 부하 정보(부하의 재질 및 위치 정보 등)를 직선 축 부하 모델로 변환하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력한다. The load model setting unit 120 converts the load information (material and position information of the load, etc.) inputted from the main control unit 110 into a linear axis load model according to the mechanical property information and vibration load information stored therein to convert the linear motor driving unit (200) is output.

리니어 모터 구동부(200)는 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터(210,220)가 특정 위치에서 사전에 정의된 반발력을 제공하도록 제어하고, 이동판(330)에 의해서 리니어 모터(210,220)에 인가되는 힘이 사전에 정의된 반발력 이상이 되면 위치를 이동하도록 제어한다.The linear motor driving unit 200 controls the linear motors 210 and 220 to provide a predefined repulsive force at a specific position according to the linear shaft load model, and the force applied to the linear motors 210 and 220 by the moving plate 330 is If it exceeds a predefined repulsive force, it is controlled to move the position.

서보 모터 제어부(130)는 직선 축 이동정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하여 제어 신호로서 서보 모터 구동부(300)로 출력한다. 제어 신호를 수신한 서보 모터 구동부(300)는 서보 모터(310)에 설치된 회전식 엔코더(311)를 통해서 위치를 계산하고, 위치 지령에 따라서 서보 모터(310)로 흐르는 전류를 제어하여 서보 모터(310)의 위치 제어를 수행한다. The servo motor control unit 130 performs an interpolation algorithm according to the linear axis movement information, generates an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs it to the servo motor driving unit 300 as a control signal. The servo motor driving unit 300 receiving the control signal calculates the position through the rotary encoder 311 installed in the servo motor 310, and controls the current flowing to the servo motor 310 according to the position command to control the servo motor 310. ) to perform position control.

메인 콘트롤러(100)가 성능 평가를 시작하면, 리니어 모터 구동부(200)는 리니어 모터(210,220)를 초기 위치(부하가 위치한 것으로 설정된 위치)로 이동시키고, 서버 모터 구동부가 서보 모터(310)를 구동하면 볼 스크류(320)가 회전하여 이동판(330)이 리니어 모터 방향으로 이동한다. When the main controller 100 starts the performance evaluation, the linear motor driving unit 200 moves the linear motors 210 and 220 to the initial position (the position where the load is set), and the server motor driving unit drives the servo motor 310 . When the ball screw 320 rotates, the moving plate 330 moves in the direction of the linear motor.

이동판(330)이 볼 스크류(320)를 따라서 직선 축 이동함에 따라서 이동판(330)의 위치 정보는 제 1 위치 측정부(331)에 의해서 측정되어 리니어 모터 구동부(200)로 입력되고, 리니어 모터 구동부(200)는 이를 주 제어부(110)로 출력하며, 주 제어부(110)는 데이터 저장부(112)에 샘플링 시간마다의 이동판(330)의 위치를 저장한다.As the moving plate 330 moves on a linear axis along the ball screw 320 , the position information of the moving plate 330 is measured by the first position measuring unit 331 and input to the linear motor driving unit 200 , and the linear The motor driving unit 200 outputs this to the main control unit 110 , and the main control unit 110 stores the position of the moving plate 330 for each sampling time in the data storage unit 112 .

이동판(330)이 볼 스크류(320)를 따라서 직선 축 이동하여 리니어 모터(210,220)와 접촉하게 되면, 반발력 측정부(212)는 이동판(330)과 리니어 모터(210,220) 사이에 인가되는 힘, 즉, 리니어 모터(210,220)가 이동판(330)에 인가하는 반발력을 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력하고, 리니어 모터 구동부(200)는 반발력이 해당 위치에서 부하 모델에 정의된 반발력에 이를 때까지 뒤로 밀리지 않도록 리니어 모터(210,220)를 제어한다.When the moving plate 330 moves linearly along the ball screw 320 and comes into contact with the linear motors 210 and 220 , the repulsive force measuring unit 212 is a force applied between the moving plate 330 and the linear motors 210 and 220 . That is, the linear motors 210 and 220 measure the repulsive force applied to the moving plate 330 and output it to the linear motor driving unit 200, and the linear motor driving unit 200 determines that the repulsive force is the repulsive force defined in the load model at the corresponding position. The linear motors 210 and 220 are controlled so as not to be pushed back until this time.

리니어 모터(210,220)의 반발력에 의해서 이동판(330)이 더 이상 진행하지 못하면, 서보 모터 구동부(300)는 위치 제어를 수행하여 서보 모터(310)로 인가되는 전류를 증가시키고, 이에 따라서 이동판(330)이 리니어 모터(210,220)에 인가하는 힘의 크기가 점점 증가하고, 이에 비례하여 뒤로 밀리지 않기 위하여 리니어 모터(210,220)가 이동판(330)에 인가하는 반발력의 크기도 함께 증가한다. When the moving plate 330 does not proceed further due to the repulsive force of the linear motors 210 and 220 , the servo motor driving unit 300 performs position control to increase the current applied to the servo motor 310 , and accordingly, the moving plate The magnitude of the force applied by the 330 to the linear motors 210 and 220 gradually increases, and in proportion to this, the magnitude of the repulsive force applied to the moving plate 330 by the linear motors 210 and 220 to the moving plate 330 also increases.

리니어 모터 구동부(200)는 제 2 위치 측정부(211)로부터 입력되는 리니어 모터(210,220)의 위치와 반발력 측정부(212)로부터 입력되는 반발력에 따라서 리니어 모터(210,220)가 부하 모델을 만족하도록 제어를 수행하고, 반발력이 부하 모델에 규정된 반발력에 도달하면 위치를 뒤로 이동시킨다.The linear motor driving unit 200 controls the linear motors 210 and 220 to satisfy the load model according to the positions of the linear motors 210 and 220 input from the second position measuring unit 211 and the repulsive force input from the repulsive force measuring unit 212 . and move the position back when the repulsive force reaches the repulsive force specified in the load model.

그 후, 리니어 모터 구동부(200)는 제 2 위치 측정부(211)로부터 리니어 모터(210,220)의 위치를 입력받으면서 리니어 모터(210,220)가 이동된 위치를 유지하도록 제어하고, 해당 위치에 대해서 부하 모델에 규정된 반발력이 반발력 측정부(212)를 통해서 입력되면, 다시 리니어 모터(210,220)를 뒤로 이동시키고, 이러한 과정이 성능 평가가 종료될 때까지 반복된다.After that, the linear motor driving unit 200 receives the positions of the linear motors 210 and 220 from the second position measuring unit 211 and controls the linear motors 210 and 220 to maintain the moved positions, and the load model for the position When the repulsive force defined in is input through the repulsive force measuring unit 212, the linear motors 210 and 220 are moved back again, and this process is repeated until the performance evaluation is finished.

주 제어부(110)는 성능 평가가 시작된 시점부터 종료된 시점까지 서보 모터 제어부(130)를 통해서 서보 모터(310)로 출력된 위치 제어 신호가 나타내는 이동판(330)의 목표 위치와, 리니어 모터 구동부(200)를 통해서 제 1 위치 측정부(331)로부터 수신되어 저장된 이동판(330)의 위치를 비교하여, 위치 오차에 따른 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하여 사용자 단말(400)로 출력한다. The main control unit 110 includes the target position of the moving plate 330 indicated by the position control signal output to the servo motor 310 through the servo motor control unit 130 from the time the performance evaluation is started to the time when the performance evaluation is finished, and the linear motor driving unit By comparing the position of the moving plate 330 received and stored from the first position measuring unit 331 through 200 , the performance of the linear axis actuator according to the position error is evaluated and output to the user terminal 400 .

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining a method for evaluating the performance of a linear axis actuator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 더 참조하여, 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법을 설명한다. 다만, 도 5에 도시된 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치에서 수행되는 것이므로, 전체적인 기능이 동일하다. 따라서, 이하에서는 중복되는 세부적인 기능 설명은 생략하고 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법의 전체적인 흐름에 대해서 설명한다. With further reference to FIG. 5 , a method for evaluating the performance of a linear axis actuator will be described. However, since the linear axis actuator performance evaluation method shown in FIG. 5 is performed in the linear axis actuator performance evaluation apparatus described with reference to FIGS. 2 to 4 , the overall function is the same. Therefore, in the following, a detailed description of overlapping functions will be omitted and the overall flow of the linear axis actuator performance evaluation method will be described.

먼저, 사용자 단말(400)을 통해서 부하 정보(가상 부하의 재질 및 위치 정보 등을 포함함)와, 서보 모터(310) 및 서보 모터 구동부(300)를 포함하는 직선 축 액추에이터의 직선 축 이동정보가 주 제어부(110)로 입력되고, 주 제어부(110)는 부하 정보를 부하 모델 설정부(120)로 출력하고, 직선 축 액추에이터 이동 정보를 서보 모터 제어부(130)로 출력한다(S410).First, through the user terminal 400, the load information (including the material and location information of the virtual load, etc.) and the linear axis movement information of the linear axis actuator including the servo motor 310 and the servo motor driving unit 300 is It is input to the main control unit 110 , and the main control unit 110 outputs load information to the load model setting unit 120 , and outputs linear axis actuator movement information to the servo motor control unit 130 ( S410 ).

부하 모델 설정부(120)는 내부에 저장된 기계적 물성치 정보 및 진동 부하 정보에 따라서 주 제어부(110)로부터 입력된 부하 정보(부하의 재질 및 위치 정보 등)를 직선 축 부하 모델로 변환하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력한다(S420). The load model setting unit 120 converts the load information (material and position information of the load, etc.) inputted from the main control unit 110 into a linear axis load model according to the mechanical property information and vibration load information stored therein to convert the linear motor driving unit (200) is output (S420).

그 후, 주 제어부(110)는 G코드 형태로 입력된 부하 정보와 직선 축 이동정보를 서로 비교하여 오류가 존재하는지 여부(예컨대, 도 2 및 도 3에서 이동판(330)이 리니어 모터(210,220)의 좌측에 위치하는 것으로 초기 설정된 경우 등)를 확인한 후(S432), 오류가 있는 경우에는 사용자로 하여금 부하 정보 및 직선 축 이동 정보를 수정하도록 한다(S434).Thereafter, the main control unit 110 compares the load information input in the form of G code with the linear axis movement information to determine whether an error exists (eg, the moving plate 330 in FIGS. 2 and 3 determines the linear motors 210 and 220 ). ) and the like) is checked (S432), and if there is an error, the user is prompted to correct the load information and the linear axis movement information (S434).

만약, 오류가 없다면, 부하 모델 설정부(120)는 직선 축 부하 모델을 리니어 모터 구동부(200)로 출력하여 리니어 모터(210,220)를 직선 축 부하 모델에 따라서 초기화하여, 초기 위치에 배치한다(S440).If there is no error, the load model setting unit 120 outputs the linear axial load model to the linear motor driving unit 200, initializes the linear motors 210 and 220 according to the linear axial load model, and arranges them in the initial position (S440) ).

그 후, 서보 모터 제어부(130)는 서모 모터 구동부로 위치 지령을 출력하여 서보 모터(310)를 구동하고, 서보 모터(310)가 회전함에 따라서, 이동판(330)이 볼 스크류(320)를 따라서 리니어 모터(210,220)로 진행하여 접촉하게 된다(S450).Thereafter, the servo motor control unit 130 outputs a position command to the thermomotor driving unit to drive the servo motor 310 , and as the servo motor 310 rotates, the moving plate 330 operates the ball screw 320 . Therefore, it proceeds to the linear motors 210 and 220 and comes into contact (S450).

이동판(330)이 리니어 모터(210,220)에 접촉하면, 반발력 측정부(212)는 힘을 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력하고, 제 1 위치 측정부(331) 및 제 2 위치 측정부(211)는 각각 이동판(330) 및 리니어 모터(210,220)의 위치를 측정하여 리니어 모터 구동부(200)로 출력하며, 리니어 모터 구동부(200)는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 리니어 모터의 현재 위치 및 반발력을 직선 축 부하 모델에 적용하여 리니어 모터(210,220)의 위치를 제어한다. 이와 동시에, 서보 모터 제어부(130)는 직선 축 이동정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하여 제어 신호로서 서보 모터 구동부(300)로 출력하여 서보 모터(310)를 제어한다(S460). 리니어 모터(210,220)를 제어하는 과정 및 서보 모터(310)를 제어하는 과정에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 전술하였으므로, 자세한 설명은 생략한다.When the moving plate 330 contacts the linear motors 210 and 220 , the repulsive force measuring unit 212 measures the force and outputs it to the linear motor driving unit 200 , and the first position measuring unit 331 and the second position measuring unit Reference numeral 211 measures the positions of the moving plate 330 and the linear motors 210 and 220, respectively, and outputs them to the linear motor driving unit 200, and the linear motor driving unit 200 is as previously described with reference to FIGS. 2 to 4 . Similarly, the position of the linear motors 210 and 220 is controlled by applying the current position and the repulsive force of the linear motor to the linear shaft load model. At the same time, the servo motor control unit 130 performs an interpolation algorithm according to the linear axis movement information, generates an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs it to the servo motor driving unit 300 as a control signal to the servo motor (310) is controlled (S460). Since the process of controlling the linear motors 210 and 220 and the process of controlling the servo motor 310 have been described above with reference to FIGS. 2 to 4 , a detailed description thereof will be omitted.

아울러, 제 S460 단계가 수행되는 동안, 주 제어부(110)는 리니어 모터 구동부(200)로부터 입력되는 이동판(330)의 현재 위치 정보를 저장하고(S470), 이동판(330)의 직선 축 이동이 종료되었는지 조사하여, 이동이 종료되지 않은 경우에는 제 S460 단계로 진행하여 제 S460 단계 내지 제 S470 단계를 반복적으로 수행한다(S480).In addition, while the step S460 is performed, the main control unit 110 stores the current position information of the moving plate 330 input from the linear motor driving unit 200 (S470), and moves the moving plate 330 on a linear axis. It is checked whether the movement has been completed, and if the movement is not completed, the process proceeds to step S460 to repeatedly perform steps S460 to S470 (S480).

한편, 이동판(330)의 이동이 종료된 경우에, 주 제어부(110)는 성능 평가가 시작된 시점부터 종료된 시점까지의 각 샘플링 시간에, 서보 모터 제어부(130)를 통해서 서보 모터(310)로 출력된 위치 제어 신호가 나타내는 이동판(330)의 목표 위치와, 저장된 이동판(330)의 위치를 비교하여, 위치 오차에 따른 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하여 평가 결과를 사용자 단말(400)로 출력한다(S490).On the other hand, when the movement of the moving plate 330 is terminated, the main controller 110 controls the servo motor 310 through the servo motor controller 130 at each sampling time from the start time to the end time of the performance evaluation. By comparing the target position of the moving plate 330 indicated by the output position control signal and the stored position of the moving plate 330, the performance of the linear axis actuator according to the position error is evaluated, and the evaluation result is obtained by the user terminal 400 to output (S490).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to preferred embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100 : 메인 콘트롤러 110 : 주 제어부
120 : 부하 모델 설정부 130 : 서보 모터 제어부
200 : 리니어 모터 구동부
211 : 제 2 위치 측정부(리니어 스케일러)
212 : 반발력 측정부 300 : 서보 모터 구동부
310 : 서보 모터 320 : 볼 스크류
330 : 이동판
331 : 제 1 위치 측정부(리니어 스케일러)100: main controller 110: main controller
120: load model setting unit 130: servo motor control unit
200: linear motor driving unit
211: second position measuring unit (linear scaler)
212: repulsive force measurement unit 300: servo motor driving unit
310: servo motor 320: ball screw
330: moving plate
331: first position measuring unit (linear scaler)

Claims (11)

서보 모터에 연동되어 회전하는 볼 스크류;
상기 볼 스크류에 결합되어 상기 볼 스크류가 회전함에 따라서 직선 축 이동하는 이동판;
상기 이동판의 위치를 측정하는 제 1 위치 측정부;
직선 이동하여 상기 이동판에 대해서 반발력을 제공하여 부하로서 작용하는 리니어 모터;
상기 리니어 모터의 위치를 측정하는 제 2 위치 측정부;
상기 리니어 모터에 설치되어 상기 리니어 모터가 상기 이동판에 인가하는 반발력을 측정하는 반발력 측정부;
상기 이동판의 위치를 입력받아 메인 콘트롤러로 출력하고, 상기 리니어 모터의 위치 및 상기 반발력을 수신하여 상기 메인 콘트롤러로부터 입력받은 직선 축 부하 모델에 적용하여 상기 리니어 모터를 구동하는 리니어 모터 구동부; 및
사용자 단말로부터 부하 정보를 입력받아 상기 직선 축 부하 모델을 생성하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하고, 상기 서보 모터의 구동에 관한 직선 축 이동 정보를 입력받아 서보 모터 구동부를 제어하며, 상기 리니어 모터 구동부로부터 입력받은 상기 이동판의 위치와 상기 직선 축 이동정보를 이용하여 상기 서보 모터 및 상기 서보 모터 구동부로 구성되는 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 상기 메인 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치.a ball screw that rotates in conjunction with a servo motor;
a moving plate coupled to the ball screw and moving linearly as the ball screw rotates;
a first position measuring unit for measuring the position of the moving plate;
a linear motor acting as a load by providing a repulsive force to the moving plate by moving in a straight line;
a second position measuring unit for measuring a position of the linear motor;
a repulsive force measuring unit installed in the linear motor to measure a repulsive force applied by the linear motor to the moving plate;
a linear motor driving unit that receives the position of the moving plate and outputs it to a main controller, receives the position of the linear motor and the repulsion force, and applies it to the linear axial load model input from the main controller to drive the linear motor; and
It receives load information from a user terminal, generates the linear axis load model, outputs it to the linear motor driving unit, receives linear axis movement information related to driving the servo motor to control the servo motor driving unit, and from the linear motor driving unit Linear axis actuator performance evaluation comprising the main controller for evaluating the performance of the linear axis actuator comprising the servo motor and the servo motor driving unit using the received position of the moving plate and the linear axis movement information Device. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러는
물체의 재질 및 위치를 규정하는 상기 부하 정보를 상기 리니어 모터가 각 위치에서 상기 이동판에 인가해야하는 반발력의 크기를 규정하는 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치.The method of claim 1, wherein the main controller is
The load information defining the material and location of the object is converted into the linear shaft load model that defines the magnitude of the repulsive force that the linear motor must apply to the moving plate at each position, characterized in that it is output to the linear motor driving unit Linear axis actuator performance evaluation device. 제 2 항에 있어서, 상기 리니어 모터 구동부는
상기 직선 축 부하 모델이 규정한 위치에서 상기 반발력 측정부에서 측정된 힘의 크기가 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 반발력의 크기 이상인 경우에 위치를 이동하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치.According to claim 2, wherein the linear motor driving unit
Linear axial actuator performance evaluation device, characterized in that the position is moved when the magnitude of the force measured by the repulsive force measuring unit at the position specified by the linear axial load model is greater than or equal to the magnitude of the repulsive force specified by the linear axial load model. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러는
직선 축 이동정보를 사용자 단말로부터 입력받고, 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 상기 서보 모터 구동부로 출력하여 상기 서보 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치.The method of claim 1, wherein the main controller is
Linear axis actuator performance evaluation apparatus, characterized in that by receiving linear axis movement information from a user terminal, performing an interpolation algorithm, and outputting a position command for a specific sampling time to the servo motor driving unit to control the servo motor. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러는
상기 부하 정보를 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하는 부하 모델 설정부;
보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하고, 상기 보간 지령을 상기 서보 모터 구동부로 출력하여 상기 서보 모터를 제어하는 서보 모터 제어부; 및
상기 리니어 모터 구동부를 통해서 상기 이동판의 위치를 입력받아 저장하고, 상기 서보 모터 구동부로 출력된 위치 지령과의 오차를 비교하여 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 주 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 장치.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the main controller is
a load model setting unit for converting the load information into the linear axis load model and outputting the converted information to the linear motor driving unit;
a servo motor control unit that performs an interpolation algorithm to generate an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs the interpolation command to the servo motor driving unit to control the servo motor; and
and a main control unit that receives and stores the position of the moving plate through the linear motor driving unit and compares the error with the position command output to the servo motor driving unit to evaluate the performance of the linear axis actuator. Axial actuator performance evaluation device.
 (a) 메인 콘트롤러가 부하 정보 및 직선 축 액추에이터의 직선 축 이동 정보를 입력 받는 단계;
(b) 상기 메인 콘트롤러가 상기 부하 정보를 직선 축 부하 모델로 변환하는 단계;
(d) 상기 메인 콘트롤러가 상기 직선 축 부하 모델을 리니어 모터 구동부로 출력하여 리니어 모터를 직선 축 부하 모델에 따라서 초기화하여, 초기 위치에 배치하는 단계;
(e) 상기 메인 콘트롤러가 서보 모터 구동부로 위치 지령을 출력하여 서보 모터에 결합된 볼 스크류를 따라서 이동판이 리니어 모터에 접촉하는 단계;
(f) 상기 리니어 모터 구동부가 직선 축 부하 모델에 따라서 리니어 모터의 위치를 제어하고, 상기 메인 콘트롤러가 직선 축 이동 정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여 상기 서보 모터의 위치 제어를 수행하는 단계;
(g) 상기 이동판의 위치를 측정하여 저장하는 단계;
(h) 상기 이동판의 직선 축 이동이 종료될 때까지 상기 (f) 내지 (g) 단계를 반복적으로 수행하는 단계; 및
(i) 성능 평가가 시작된 시점부터 종료된 시점까지의 각 샘플링 시간에, 이동판의 목표 위치와, 상기 (g) 단계에서 저장된 위치간의 위치 오차에 따라서 직선 축 액추에이터의 성능을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.(a) receiving, by the main controller, load information and linear axis movement information of the linear axis actuator;
(b) converting, by the main controller, the load information into a linear axial load model;
(d) the main controller outputs the linear axial load model to the linear motor driving unit, initializes the linear motor according to the linear axial load model, and arranges the linear axial load model at an initial position;
(e) the main controller outputs a position command to the servo motor driving unit, and the moving plate contacts the linear motor along the ball screw coupled to the servo motor;
(f) the linear motor driving unit controlling the position of the linear motor according to the linear axis load model, and the main controller performing an interpolation algorithm according to the linear axis movement information to perform position control of the servo motor;
(g) measuring and storing the position of the moving plate;
(h) repeatedly performing the steps (f) to (g) until the linear axis movement of the moving plate is finished; and
(i) at each sampling time from the start to the end of the performance evaluation, evaluating the performance of the linear axis actuator according to the position error between the target position of the moving plate and the position stored in step (g) Linear axis actuator performance evaluation method, characterized in that. 제 6 항에 있어서, 상기 (f) 단계는
상기 리니어 모터에 설치된 반발력 측정부가 이동판에 대한 리니어 모터의 반발력을 측정하고, 상기 리니어 모터 구동부가 측정된 반발력과 상기 리니어 모터의 위치를 직선 축 부하 모델에 적용하여 리니어 모터의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.The method of claim 6, wherein step (f) is
The repulsive force measuring unit installed in the linear motor measures the repulsive force of the linear motor with respect to the moving plate, and the repulsive force measured by the linear motor driving unit and the position of the linear motor are applied to the linear axis load model to control the position of the linear motor. Characteristics of the linear axis actuator performance evaluation method. 제 6 항에 있어서, 상기 (f) 단계에서
상기 메인 콘트롤러는 직선 축 이동정보에 따라서 보간 알고리즘을 수행하여, 특정 샘플링 시간에 대한 위치 지령을 나타내는 보간 지령을 생성하여 제어 신호로서 서보 모터 구동부로 출력하여 서보 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.7. The method of claim 6, wherein in step (f)
The main controller performs an interpolation algorithm according to the linear axis movement information, generates an interpolation command indicating a position command for a specific sampling time, and outputs it as a control signal to the servo motor driving unit to control the servo motor. Actuator performance evaluation method. 제 6 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
물체의 재질 및 위치를 규정하는 상기 부하 정보를 상기 리니어 모터가 각 위치에서 상기 이동판에 인가해야 하는 반발력의 크기를 규정하는 상기 직선 축 부하 모델로 변환하여 상기 리니어 모터 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.The method of claim 6, wherein step (b) is
The load information defining the material and position of the object is converted into the linear axis load model that defines the magnitude of the repulsive force that the linear motor must apply to the moving plate at each position, and outputting it to the linear motor driving unit Linear axis actuator performance evaluation method. 제 9 항에 있어서, 상기 (f) 단계는
상기 직선 축 부하 모델이 규정한 위치에서 상기 이동판에 인가하는 힘의 크기가 상기 직선 축 부하 모델이 규정한 반발력의 크기 이상인 경우에 리니어 모터의 위치를 이동하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.10. The method of claim 9, wherein (f) step
Linear axis actuator performance evaluation, characterized in that the position of the linear motor is moved when the magnitude of the force applied to the moving plate at the position specified by the linear axial load model is greater than or equal to the magnitude of the repulsive force specified by the linear axial load model Way. 제 6 항에 있어서, 상기 (b) 단계와 (d) 단계 사이에
(c) 메인 콘트롤러가 G코드 형태로 입력된 상기 부하 정보와 상기 직선 축 이동정보를 서로 비교하여 오류가 존재하는지 여부를 확인하고, 오류가 있는 경우에는 사용자로 하여금 상기 부하 정보 및 상기 직선 축 이동 정보를 수정하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직선 축 액추에이터 성능 평가 방법.7. The method of claim 6, wherein between steps (b) and (d)
(c) The main controller compares the load information input in the form of G code with the linear axis movement information to check whether an error exists, and if there is an error, allows the user to move the load information and the linear axis movement information Linear axis actuator performance evaluation method, further comprising the step of correcting the information.
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