DEVELOPMENT OF AC SERVO MOTOR CONTROLLER FOR INDUSTRIAL ROBOT AND CNC MACHINE SYSTEM

산업용 ROBOT와 공작기계를 위한 AC SERVO MOTOR 제어기 개발

AC servo motor drives, Fara DS series, proposed in this paper can be effectively used in robots, CNC machine tools, and FA system with AC servo motors as actuators. The inverter of the AC servo drive consists of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) which have high switching frequency. Noises and vibrations generated in variable speed control of AC servo motors can be greatly reduced due to their high switching frequencies. In the developed servo drive, maximum torque is always generated in the whole speed range by compensating phase shift, which results from the nonlinearies of the AC servo motor during abrupt acceleration and deceleration. Abundant protection functions are provided to prevent abnormal state of the servo motor, and furthermore diverse user options are considered provided for the effective application. The proposed AC servo motor drive is designed to minimize velocity variation with respect to external load, supply voltage, environmental temperature, and humidity, so can be widely used in the fields of factory automation including robots and CNC msachine tools.

본 논문에서 제안한 Fara DS Series의 AC SERVO (DC BRUSHLESS) MOTOR 제어기는 ROBOT, CNC, 각종 공작기계및 FA기기에서 MOTOR를 구동 원으로 사용하는데 사용되는 제품이다. AC SERVO MOTOR DRIVE의 Inverter에 IGBT(Insulated Gate Bipoler Transistor)를 사용하여 Switching 주파수를 높임으로써 Motor를 가변속 제어할때 발생하는 소음 및 진동을 극소화 하였다. 또한 일반적으로 Motor 속도제어를 급감속으로 제어할때 Servo Motor의 비선형 특성으로 인한 전류위상을 보상하여 모든 동작구간에서 최적의 상태의 제어가 되도록 개발하였다. 그리고 다양한 User Option 기능을 내장하여 User가 원하는 제어대상에 효과적으로 적용할 수 있도록 하였다. 아울러 MOTOR 제어기에 내장 된 다수의 보호기능을 통해서 Motor운전중 발생하는 이상상태에 대해 제어기를 보호할 수 있도록 하였다. 제안한 제어기는 부하변동, 전압변동, 온습도변동에 대해 속도변동율을 최소화 함으로써 ROBOT, CNC등 FA분야에서 폭넓게 이용할수 있다.