IAI가 자동화 시장에 특별한 기능을 소개한다. 본 기술은 일반적인 서보 모터에 내장되는 오토튜닝 기술과는 차별화된 동사만의 독창적인 솔루션으로, 오프보드 튜닝에 따라 IAI의 하드웨어를 보다 더 효율적이고 특별하게 설계해 생산성을 향상시킬 수 있다.
(사진. IAI)
최적화된 Gain 값 적용
오프보드란 컨트롤러 내부(Board)가 아닌 소프트웨어 상에서 구현 가능한 기능을 말한다. 일반적으로 서보 모터를 생산·공급하는 제조사들은 오토튜닝 기술을 내장해, 작업자가 업무를 보다 더 수월하게 할 수 있도록 서비스를 제공한다. 소형 제조용 로봇 분야를 선도하고 있는 IAI는 기존 업계에 유통되고 있는 기술에 한발 더 나아가 차별화 돼 있는 기술을 제공하는 데 집중한다. 동사가 제안하는 오프보드 튜닝 기술은 반송 중량에 맞춘 최적의 Gain을 산출하는 데에 초점이 맞춰져 이에 따른 생산혁신을 실현할 수 있도록 서비스를 제안한다.
IA코리아가 오프보드튜닝 기술을 공개한다(사진. IA코리아).
한편, Gain은 컨트롤러가 모터를 제어하기 위해 필요한 조정값(Parameter)을 말한다. Gain에는 여러 종류가 있으며 이들을 조정함으로써 설정값이나 반송 중량에 대한 가동부(슬라이더나 로드 등)의 움직임을 변경할 수 있다. 이를 활용하면 사이클 타임의 단축이나 진동의 억제, 동작음의 경감 등이 가능해진다. 이에 따라 현재 IAI는 다양한 종류의 워크(크기, 무게 등)에 대응할 수 있도록 출하 시 범용적인 값을 적용해 출하하고 있다.
일반적인 서보 모터의 오토튜닝은 모터에 연결된 볼스크류와 LM Guide 등을 하중에 맞춰 자동으로 조정하는 기능으로 주로 소음과 진동을 억제하기 위해 튜닝을 한다. 이에 반해 IAI의 오프보드 튜닝은 실제 사용하는 부하 및 사용 조건에 최적화된 Gain을 자동으로 셋팅을 해주는 기능을 갖췄다. 이는 단순히 소음과 진동을 억제하는 목적뿐만 아니라 성능적으로 최적의 동작을 가능케 한다.
운전 계획과 현재 속도 그래프(Gain 조정 전후 비교)
일반적으로 제품 사용 시에는 정격 사용 조건에 맞춰서 사용하기보다는 정격보다 낮거나 또는 정격을 초과해서 사용하는 경우가 대부분인데 이런 경우 오프보드 튜닝을 사용하면 사용 하중에 맞는 최적의 조건으로 제품을 사용할 수 있어 효과적이다.
반송 중량 추정으로 최적 동작 조건 구현
IAI가 제안하는 오프보드 튜닝을 적용할 경우, 다양한 효과를 보장받을 수 있는데 우선, 실제 기기로 반송 중량을 추정할 수 있다는 점을 꼽을 수 있다. 반송물의 중량을 추정하는 방법은 반송물이 적재된 액추에이터를 실제로 왕복 운전을 하고 이때 컨트롤러로부터 취득한 속도와 전류 데이터를 기반으로 반송 부하 등을 추정하는 것이 일반적이다. 그러나 IAI의 솔루션은 액추에이터에 적재된 반송물의 중량을 정확히 파악하지 않아도 중량(부하)의 추정이 가능하며 이때 반송물 이외(외부 가이드)의 부하 상태도 추측 가능하다. 이는 실제 액추에이터가 영향을 받는 하중을 추정하고 그에 맞는 가감속도를 설정하며, 최적의 동작 조건을 구현할 수 있도록 한다.
반송 중량 측정법(사진. IA코리아)
일반적으로 IAI의 액추에이터는 사용 하중이 정격하중에 비해 다소 가벼운 경우, 정격 가감속보다 높은 가감속도 설정이 가능하다. 다만, 이 경우 설정한 가감속도에 따라 소음이나 진동이 발생하는 경우가 있어 Gain 조정이 필요한 경우가 있다. 특히 사용 하중에 적정한 가감속도를 고객 측에서 정확히 설정하는 데에 다소 어려움이 있는데, 이런 경우 오프보드 튜닝으로 간단하게 최적의 가감속도를 설정할 수 있다. 극단적으로 정격보다 높은 하중을 사용하거나 최대 가감속도를 초과하는 고가감속도를 사용해야 하는 경우에도 오프보드 튜닝을 통해 Gain을 조정하면 제품에 무리 없이 최적의 조건으로 사용을 할 수 있다. 하단 그림은 액추에이터 RCS3-SA8C/SS8C(리드 20)을 활용해 150W 수평 설치한 경우이다(정격 최대 가반 질량 30㎏, 정격 가속도 0.3G, 최대 가감속도 1.0G).
중량에 맞는 가감속도 설정(사진. IA코리아)
사이클 타임 측정으로 생산 효율성 확대
IAI는 오프보드 튜닝으로 설정된 Gain에 따라 시운전을 가능케하며 이를 통해 사이클 타임, 택 타임, 누적 및 종합 사이클 타임 등의 계산을 실현할 수 있도록 기능을 제공한다. 시뮬레이션을 통해 계산된 사이클 타임은 제어계의 지연을 고려한 시간으로 실제 동작 시의 발생하는 시간에 근접한 수치이다. 뿐만 아니라 액추에이터의 응답을 예측한 그래프를 통해 정확한 가속, 감속, 등속 시간과 거리를 알 수 있다.
시운전에 따른 사이클 타임측정(사진. IA코리아)
복수 Gain 값 등록 가능
IAI가 제공하는 오프보드 튜닝은 다양한 제조 현장의 조건에 맞게 복수의 Gain을 등록해서 사용할 수 있다. 특히 총 6종류의 Gain을 조정해 최적의 동작 조건을 설정하게 되는데, 이 6종류의 Gain을 최대 4개까지 개별적으로 설정이 가능하다. 이는 이송하는 반송 중량이 달라지는 경우에 각 반송 중량에 맞게 Gain을 조정할 수 있어 최대 4가지의 Gain Set을 사전에 지정해 놓고 이동할 때마다 동작 조건에 맞게 Gain을 변경해 이동할 수 있다.
부하조건에 따른 복수의 Gain 값 측정(사진. IA코리아)
