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정밀 가공을 위한 빠르고 정확한 위치 선정
 
하이덴하인의 개방형 앱솔루트 리니어 엔코더 LIC 4100
 
송해영기자 | 2016.07.04 | 2016년 7월호
 
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엔코더는 회전 각도나 이동량 등의 아날로그 값을 전기 신호로 변환해주는 장치로, 소형 모터에서부터 자동차의 크랭크축까지 다양한 장비에 활용된다. 특히 정밀도 높은 금속 가공을 위해서는 빠르고 정확하게 위치를 측정할 수 있는 엔코더가 필수적이다. 새로 출시된 하이덴하인의 앱솔루트 리니어 엔코더 LIC 4100은 시운전이 필요 없고 거친 환경에서도 성능을 십분 발휘해 가공 효율을 높일 수 있다.
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엘리베이터에서부터 자동차의 크랭크축, 로봇과 공작기계까지, 이동 량을 제어해야 하는 기계마다 빠짐 없이 등장하는 ‘감초’가 있다. 바로 엔코더다. 엔코더는 회전 운동의 기계적 변위량을 검출하는 로터리 엔코더와 직선 운동의 기계적 변위량을 검출하는 리니어 엔코더로 나눌수 있다. 따라서 모터의 회전수를 측정하려면 로터리 엔코더를, 가공 기의 직선 축 움직임을 제어하려면 리니어 엔코더를 갖춰야 한다. 가공 정밀도를 높이기 위해서는 리니어 엔코더의 성능 역시 뛰어나야 한다는 사실은 두말할 필요 없을 것이다. 그렇다면 좋은 엔코더가 가져야 할 요소에는 어떤 것들이 있을까.
시운전이 필요 없는 앱솔루트 엔코더
하이덴하인의 개방형 앱솔루트 리니어 엔코더 LIC 4100은 기계를 켜는 즉시 앱솔루트 시그널로 스케일을 스캔해 현재 위치를 제공하므로 시운전이 필요 없다.
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 엔코더는 인크리멘탈(incremental) 엔코더와 앱솔루트(absolute) 엔코더로도 나눌 수 있다. 인크리멘탈 엔코더는 구조가 간단해 가격이 저렴한 대신, 이동량을 기점에 대한 상대값으로 출력해 절대 위치를 측정할 수 없다. 또한 엔코더의 전원을 껐다 켰을 때 현재 위치를 측정 하기 위해서는 시운전이 필요하다.
 반면 하이덴하인의 리니어 엔코더 LIC 4100은 앱솔루트 타입의 엔코 더로서 이동량이 절대값으로 출력되어 다이렉트 드라이브의 강점을 살릴 수 있다. 또 기계의 스위치를 켜면 시운전 없이도 현재 위치를 바로 제공받을 수 있고, 현재 위치와 함께 통신 오프셋이 전송되어 곧바로 모터를 구동할 수 있다. 여러 개의 축을 초기화할 때 축끼리 충돌이 일어나지 않고 전기적인 노이즈에 강하다는 장점도 있다.
거친 환경에서도 안정적인 측정을
엔코더가 위치하는 제조현장은 측정실과 달리 오염과 급격한 온도 변화에 노출되기 마련이다. 따라서 거친 환경에서도 정확한 측정 및 제어가 가능한지 여부가 관건이다. LIC 4100의 스캐닝 헤드는 IP67 등급을 만족하는 하우징 내부에 위치해 있어 습기와 먼지에 강하다. 또16mm2의 스캐닝 필드를 채택해 오염에 강하고 최대 1nm의 높은 분해능을 자랑한다.
 측정 규격(measuring standard)은 글라스 세라믹이나 스틸 스케일 테이프와 같은 재질을 사용한 METALLUR 앱솔루트 트랙인데, 스케일 표면이 평면 구조로 이뤄져 있어 이물질이 묻더라도 금방 제거할수 있다. 성능이 뛰어난 모터라도 기계 내부에서 발열을 일으킬 수 있으므로 엔코더는 열에도 강해야 한다. LIC 4100은 낮게는 -10 ℃에서 부터 높게는 70℃의 온도에서도 구동할 수 있다. 또 스케일 테이프를 활용할 경우 최대 28m까지 측정 가능해 소형 기기는 물론 대형 장비 까지 위치 정보를 정확히 측정할 수 있다.
다양한 기능의 인터페이스
엔코더는 측정한 위치 데이터를 기계 제어 시스템으로 빠르게 전송해야 한다. 따라서 하이덴하인의 LIC 4100은 EnDat 2.2, 화낙, 미쓰비 시, 파나소닉 등의 다양한 인터페이스를 제공한다. 특히 EnDat 2.2 인터페이스는 LIC 4100의 상태 내용을 영구적으로 제공하므로 저장된 데이터를 활용해 엔코더의 신호 품질 결과를 손쉽게 파악할 수 있다.
 EnDat 2.2 인터페이스는 설치 공차가 넉넉해 설치하기 편리하다는 이점도 있다. 또 LIC 4100은 개방형 인크리멘탈 리니어 엔코더인 LIDA 400 시리즈와 크기가 같기 때문에 인크리멘탈 엔코더(LIDA 400)를앱솔루트 엔코더(LIC 4100)로 손쉽게 교체할 수 있다.
 EnDat 2.2 인터페이스를 포함한 LIC 4100 개방형 앱솔루트 리니어 엔코더를 효과적으로 활용하는 사례로는 인쇄회로 기판의 천공 작업을 들 수 있다. 일반적으로 위치 선정 정확도가 ±3μm일 때 분당 최대 1,000개의 구멍을 낼 수 있다. 해당 작업을 완수하려면 빠르고 정확하게 축 위치를 측정 및 제어할 수 있는 리니어 엔코더가 필수적이다.
 
 
 
 도움 주신 분
 하이덴하인코리아㈜ 황지원 대리
 jwhwang@heidenhain.co.kr

 
TAG :  엔코더  하이덴하인
 
 
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