• 기계저널
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• 제32권6호
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• pp.554-562
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• 1992

수치제어(NC : numerical control) 기술은 공장자동화를 위한 중요 기술이다. 우리 산업현장에 공장 자동화가 확장되면서 NC 공작기계, 산업용 로봇, 삼차원 좌표측정기 등의 사용이 매우 증 가되고 있다. 이러한 수치제어용 기계에서는 자동 위치제어를 위하여 길이변위와 회전각도 감 지용 센서인 NC 엔코더가 매우 중요한 부품이다. NC 엔코더에는 선형 엔코더(NC-스케일)와 회전 엔코더가 있으며, 각각 직선운동과 회전운동을 제어하기 위해서 필요한 자동화 부품이다. 그림 1에서는 CNC 위치제어 시스템에서 정확한 위치로 이동을 목표로하여 서보 제어할 때 기 계축의 위치를 감지하는 센서가 NC 엔코더임을 보여주고 있다. 선형 엔코더는 직선운동의 변 위를 감지하며 NC-스케일 이라고도 말한다. 우리나라에서는 아직 엔코더 제작기술을 개발하지 못하여 전량수입에 의존하고 있다. 이러한 NC 엔코더의 수요는 해외 시장뿐만 아니라 국내시 장에서도 급격히 증가되고 있으며 국산화 개발이 시급하다. 이 글에서는 엔코더의 종류별 작동 원리를 설명하고 또한 NC-스케일 제조기술을 개발하기 위하여 실험하였던 결과를 정리하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.148-152
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• 1992

수치제어(NC: numerical control) 기술은 공장자동화를 위한 중요기술이다. 우리산업현장에 공장 자동화가 확장되면 서 NC 공작기계산업용 로봇, 삼차원 좌표측정기 등의 사용이 매우 증가되고있다. 이러ㅗ한 수치제어용 기계에서는 자동 위치제어를 위하여 길이변위와 회전각도감지용센서인 NC 엔코더가 매우 중요한 부품이다. NC 엔코더에는 선형 엔코더( NC-스케일)와 회전 엔코더가 있으며, 각각 직선운동과 회전운동을 제어하기위해서 필요한 자동화 부품이다. 선형 엔코 더는 직선운동의 변위를 감지하며 NC-스케일 이라고도 말한다. 우리 나라에서는 아직 엔코더 제작기술을 개발하지 못하여 전량수입에의존하고 있다. 이러한 NC 엔코더의 수요는 해외시장뿐만 아니라 국내시장에서도 급격히 증가 되고있으며 국산화 개발이 시급하다. 이 글에서는 NC-스케일 제조기술을 개발함에있어서 연구하였던 참조위치 마크(Rrference Mark)설계 기술을 정리한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.533-541
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• 2017

최근 컴퓨터 및 통신기술의 적극적인 결합에 따른 생산 시스템의 자동화 및 지능화가 급속하게 진행됨에 따라, 자동화 시스템의 핵심 요소 중 하나인 스마트 센서를 내장한 필드 장치들의 수도 급격하게 증가하고 있으며 이들을 통합 관리할 필요성도 높아지고 있다. 본 논문에서는 엔코더의 위치 데이터 센싱 기능과 CANopen 프로토콜을 결합한 스마트 엔코더 구조를 제안하고, 복수 개의 엔코더를 CAN 네트워크를 통해 동시에 관리, 모니터링할 수 있는 시스템 구조를 설계, 구현하였다. 구현한 시스템의 성능과 기능적 동작은 상용 엔코더와의 비교 실험과 CANopen 호환성 테스트를 이용하여 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.814-819
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• 2010

본 논문은 자율주행 장치(autonomous ground vehicle)를 위한 각속도의 오차 최소화에 관한 연구이다. 각속도의 오차 최소화는 자율주행 장치의 이동 거리를 측정하는 엔코더(encoder)와 관련하여 자율주행 장치의 가장 중요한 기반 기술인 위치측정(localization)과 밀접한 관련이 있다. 기존에 각속도의 오차 최소화 방법들에는 이동관성을 측정할 수 있는 가속계(accelerometer)와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로(yaw gyro), 방위각을 측정할 수 있는 자계 센서인 전자나침판(electronic compass) 센서들을 확률을 통해 상호 보완하는 형태로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 각속도 측정을 위해 사용되는 센서들은 수학적인 오차와 센서들의 자체 특성에 의해 누적 오차가 발생하게 되며, 여러 센서들을 이용하여 확률적인 오차 보정을 수행하여도 연산량과 비용이 증가되는 문제점을 가지게 된다. 따라서 본 논문에서는 자율주행 장치의 시스템 특성을 고려하여 엔코더와 자이로만을 이용한 각속도의 오차 최소화에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 직접 설계 제작한 자율주행 장치를 이용하였으며, 자율주행 장치가 제어기를 통해 주행하는 동안에 엔코더, 자이로를 통해 계산된 각각의 각속도 결과들과 엔코더와 자이로만을 이용한 제안된 각속도 측정 방법의 결과를 비교하였다. 실험 결과, 엔코더 혹은 자이로만을 이용한 각속도 측정 방법들에 비해 제안한 각속도 측정 방법의 누적 오차가 크게 줄었음을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.290-295
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• 2005

전동기 위치 또는 속도를 측정하기 위하여 많이 사용되고 있는 증분형 엔코더의 출력신호는 고주파 디지털 신호로 PWM 인버터 등 전력용반도체 회로의 스위칭에 의하여 발생되는 전자파에 많은 영향을 받으며, 이 엔코더 출력신호에 포함한 노이즈는 일반적인 저역필터로 제거하기 힘들다. 본 논문에서는 엔코더 신호에 포함된 노이즈 성분을 완전히 제거할 수 있는 엔코더 출력신호 노이즈 제거용 디지털 필터회로를 개발하였다. 노이즈의 특성 즉 노이즈 주파수에 따라 필터내의 카운터 값 및 입력 클럭의 주파수를 쉽게 변경시킬 수 있으므로 어떤 노이즈 성분도 거의 완벽하게 노이즈를 제거할 수 있다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 이 디지털 필터의 성능을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2181-2183
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• 2001

증분형 엔코더는 디지털 시스템과 인터페이스가 용이성하고 비교적 정밀한 정보를 얻을 수 있다는 장점 때문에 많이 사용되고 있다. 증분형 엔코더를 이용하여 운동 방향이 자주 변화하는 모터의 위치를 검출하는 경우 일반적인 방법으로는 계속하여 오차가 누적될 가능성이 매우 크다. 본 논문에서는 모터의 운동 방향이 아무리 많이 변하더라도 전혀 오차 없이 모터의 위치를 검출하는 방법을 제시하고 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 그 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1287-1295
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• 2015

최근 산업 자동화 분야에서는 고속 통신을 지원하면서도 여러 장치로 구성된 시스템을 통합하고 관리하는 데 유리한 필드버스 방식의 통신 기술이 널리 활되는 추세이다. 운동하는 물체의 위치를 감지할 뿐만 아니라, 외부 제어기가 통신을 통해 다수의 엔코더에 대해 동시에 설정을 변경하거나 위치와 관련된 다양한 정보를 요청하는 환경에서 동작하는 스마트 엔코더의 경우에는 필드버스 지원이 필수적인 기능으로 인식된다. 본 논문에서는 CAN 네트워크 기반의 상위 응용 계층을 정의하는 CANopen 표준 중 엔코더의 장치 프로파일인 CiA 406 표준을 지원하기 위해 오픈 소스 CANopen 프레임워크인 CanFestival 을 확장, 구현하였다. 구현된 CiA 406 모듈의 동작은 CANopen 마스터 장치와 CiA 406 모듈을 적한 가상 CANopen 엔코더와의 실험을 통해 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.249-254
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• 2013

아날로그 신호를 입력받아서 실시간으로 처리하기 위해서는 빠른 곱셈 연산회로와 고속 ADC(A/D converter) 회로가 필요하며 이를 위하여 Double-base Number System(DBNS)이 효과적인 것으로 알려져 있다. DBNS는 2와 3을 밑수로 이용하는 시스템으로서 이진 곱셈기와 비교할 때 곱셈 처리가 매우 빠르며, 칩 면적을 감소시킬 수 있으며, 저소비전력의 장점을 갖고 있다. 그러나 DBNS의 고유특성 때문에 변환오차가 발생하며, 디지털 필터의 구조로 인하여 오차가 연산결과에 누적되어 기존에 사용하던 2진수 방식에 비하여 차단 주파수의 S/N 특성이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 필터 계수에 대한 오차를 분석하여 ADC의 엔코더를 비선형으로 설계함으로써 DBNS의 누적오차를 상쇄시키는 방법을 제안하였다. 제안된 시스템은 엔코더 회로만이 수정되었으므로 DBNS의 장점은 그대로 유지된다. 제안한 ADC 엔코더가 비선형임에도 불구하고 -70dB의 차단 주파수 특성을 갖도록 설계한 FIR 필터와 비교하면, 기존의 DBNS 엔코더의 결과는 -35dB를 얻을 수 있었지만, 본 연구에서 제안된 비선형 DBNS 엔코더는 -45dB의 S/N로 -10dB의 향상을 이룰 수 있었다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1997년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.283-286
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• 1997

일반적으로 직진 경로를 주행하는 이동로봇의 오차 보정을 위해서는 PI 제어기의 계수 보정이 필요하다. 본 논문에서는 직진 경로를 주행하는 이동로봇의 양쪽 바퀴에서 얻어진 엔코더의 값으로 측정하고, 측정되어진 엔코더의 값을 이용하여 방향과 움직임의 오차를 보정해주는 알고리즘을 PI제어기와 유전알고리즘을 사용하여 최적의 파라미터를 구할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.30-35
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• 2004

스위치드 릴럭턴스 전동기(SRM)의 구동에서 회전자 위치는 필수적인 정보로서 회전자의 위치에 따라 고정자의 상여자 신호를 동기화 시키는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 고해상도의 엔코더나 레졸버가 이용되는데 이는 전동기의 생산가격 상승을 가져오게 된다. 반면 센서리스 기법을 통한 상여자신호의 동기화는 신뢰성 및 고속영역에서 스위칭각이 마이크로프로세서의 샘플링 주기에 의해 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 실용적인 방식의 저가형 아날로그 엔코더를 제안한다. 또한 간단한 디지털회로를 사용한 제어신호를 생성하기 위한 제어알고리즘을 제시한다. 실험을 통하여 제안된 아날로그 엔코더의 성능을 검증하고 이를 이용한 스위칭각 제어방법에 대해 검증하였다.