모터와 드라이버를 일체화한 스테핑 시스템, Ezi-STEP 개발-아이씨엔매거진

지능형 로봇 및 각종 검사장비를 위한 모터 제어기 전문개발업체인 파스텍(www.fastech.co.kr)이 모터와 드라이버를 일체화한 스테핑 모터 시스템인 Ezi-STEP을 독자개발, 국내외 시장에 출시한다고 밝혔다.
최근들어 고기능 스텝 모터에 대한 시장의 요구가 급속하게 증가하고 있다. 지능형 로봇에서의 각종 정밀 위치 조정을 위한 부분으로부터, 반도체, LCD, 전자 분야의 비전 카메라를 이용한 고속 고정밀 검사장비 시스템에 이르기까지 사용이 가능한 범용적이면서도 애플리케이션 조건을 충족하는 고기능 스텝 시스템이 그것이다. 이에 일본 오리엔탈 모터 등 해외의 고기능 모터 및 제어기기 전문업체들은 보다 편리하고 복합적이면서 스텝모터의 장점만을 갖춘 스텝 시스템 개발에 적극 매달리고 있는 중이다.
각 산업 산업분야의 자동화 장비 개발자들은 기존의 스텝 모터의 장점을 최대한 살리면서도 서보 모터의 기능까지도 수행할 수 있는 소형의 경제적인 스텝 시스템을 요구하고 있다. 또한 모터와 드라이버를 별도로 구성하지 않고 일체화하는 통합형 제품을 선호한다. 이러한 엔지니어들의 요구에 맞춤형 스텝 시스템으로 개발된 제품이 파스텍의 Ezi-STEP이다.
Ezi-STEP은 스텝 시스템을 적용하고자 하는 환경에 적합한 각종 모터와 드라이버를 가장 적합하게 조합한 Unit 제품으로 구성되었다. 따라서 기존의 스텝 모터에서 실현 불가능했던 센서 없이 탈조 검출, Software Damping에 의한 전 속도구간에서 Smooth 구동, 극저속에서의 진동방지 등의 여러 가지 기능들을 시스템에 적용할 수 있다는 특징을 가진다. 특히 스텝 모터의 고속 고정도 구동을 위해 고성능 DSP를 채용하여 새로운 신기술의 제어 이론을 완벽하게 적용했다.
즉, 스텝 모터 로터(Rotor)의 위치 추정에 의해, 지금까지 스텝모터와 드라이버에서는 검출이 가능하지 않은 탈조 검출이 가능해진 것이다. 또한, Software Damping 및 필터링(Filtering)기법에 의한 스텝각의 여자 타이밍 제어(Exciting Angle Control)에 의해 기계적인 진동의 억제가 가능하여 그 동안 탈조발생으로 인해 스텝 모터의 적용이 어려웠던 고속동작이 가능하다.
고속영역에서 탈조없는 일체형 스텝 시스템
고성능 DSP에 의해 기본 분해능인 1.8。를 최대 1/250 (0.0072。)까지 분할 가능하도록 했다. 기존의 드라이버와 달리, Ezi-STEP은 PWM 제어를 매 25μsec 마다 수행하기 때문에 보다 정밀한 전류제어가 가능하여 고정도 마이크로 스텝 기능이 가능해졌다. 또한 극저속 영역에서 입력 펄스의 Software Filtering 기법에 의해 부드러운 운전도 가능하다. 마이크로 스텝 구동시 스텝모터에 가하는 전류는 정확한 정현파 형태지만, 실제로는 모터 마그네틱 플럭스의 비선형성, 고속 영역에서의 역기전력 증가에 의한 모터 전류의 감소, 모터 상간 전압의 감소 등 모두 스텝모터의 진동을 유발하는 원인이 된다. Ezi-STEP은 이 비선형성을 고성능 DSP에 의해 감지하여, 이를 보상하기 위해 모터의 자극 위치에 대한 전류의 위상을 제어 함으로써 진동 억제가 가능하다. 스텝 모터의 진동억제가 가능함에 따라, 고속 영역에서의 운전이 가능한 것이다. 또한 각종 사양에 따른 스텝 모터의 뒷면에 고기능 드라이버를 장착하여 스텝 시스템의 설치 공간을 크게 절약할 수 있고, 복잡한 배선을 매우 간소화시켰다.
파스텍 송진일 사장은 “고성능 DSP를 채용하고 소프트웨어 댐핑을 활용하여 고속에서의 탈조방지와 부드러운 구동, 그리고 극저속에서도 진동이 전혀 발생하지 않는 Ezi-STEP은 세계적으로도 혁신적인 제품으로 기존의 스텝 모터를 적용했던 모든 애플리케이션에서 기능과 성능을 한차원 업그레이드 시킬 수 있다”고 말했다.
아이씨엔 매거진 2007년 04월호