[카테고리:] PLC/Automation

PLC/자동제어 카테고리는 산업 자동화 현장에서 사용하는 PLC 제어, 전장 설계, 산업용 통신, 서보·모션, 제어반 제작과 관련된 실무 내용과 자동화 산업 현장 인사이트를 정리합니다. 현장 시운전과 유지보수 과정에서 자주 발생하는 문제, 전시회와 설비 트렌드에서 확인한 내용을 기준으로 작성합니다.

  • [실무] 서보 속도를 올리면 떨림이 심해지는 이유와 튜닝 확인 순서

    서보 축은 저속에서는 안정적으로 동작하지만 속도를 올리면 떨림과 소음이 커질 수 있습니다. 이 증상은 단순히 게인 설정 문제로만 판단하기 어렵습니다. 이동 거리, 가감속 시간, 부하 관성, 기구부 강성, 브레이크 해제 타이밍, 원점 반복성까지 함께 확인해야 합니다. 특히 짧은 거리에서 빠르게 왕복하는 축은 가속과 감속 구간의 영향이 커서 튜닝 상태를 판단하기 어렵습니다.

    속도 상승 시 떨림이 커지는 기본 원인

    서보 축에서 속도를 올렸을 때 떨림이 커지는 경우에는 제어 응답성과 기구부 조건이 서로 맞지 않을 가능성이 있습니다.

    서보는 지령 위치를 빠르게 따라가려 하지만, 기구부가 그 응답을 충분히 받아내지 못하면 진동이나 소음으로 나타날 수 있습니다. 이때 게인만 조정하면 일시적으로 소음은 줄어들 수 있으나, 위치 추종성이나 응답성이 떨어질 수 있습니다.

    주요 원인은 다음과 같이 구분할 수 있습니다.

    원인설명
    가감속 시간 부족기동과 정지 시 충격이 커짐
    게인 과다축이 예민하게 반응해 진동 발생
    게인 부족응답이 둔해지고 위치 추종성이 떨어짐
    기구부 강성 부족서보 응답을 기구물이 따라가지 못함
    부하 관성 불일치모터와 부하 조건이 맞지 않음
    브레이크 해제 지연기동 순간 걸림이나 충격 발생
    짧은 이동 거리정속 구간 없이 가감속만 반복됨

    속도 상승 시 발생하는 떨림은 제어값과 기계 조건을 함께 봐야 정확하게 판단할 수 있습니다.

    짧은 왕복 동작은 튜닝 판단을 어렵게 한다

    서보 튜닝을 확인할 때 이동 거리가 너무 짧으면 판단이 어려워집니다.

    예를 들어 20mm 정도의 짧은 거리에서 왕복 동작을 반복하면 축이 충분히 안정되기 전에 다시 반대 방향으로 이동합니다. 이 경우 전체 동작 대부분이 가속과 감속으로 구성될 수 있습니다.

    반면 100mm처럼 일정 거리 이상을 이동하면 가속, 정속, 감속 구간이 구분되어 보이므로 진동이 어느 구간에서 발생하는지 판단하기 쉽습니다.

    이동 조건특징
    짧은 거리 왕복가감속 영향이 크고 충격성 동작이 많음
    긴 거리 이동가속, 정속, 감속 구간 구분 가능
    반복 왕복위치 반복성과 잔류 진동 확인 가능
    단발 이동기본 동작 가능 여부 확인에 적합

    다만 이동 거리를 늘려 테스트할 때는 실제 스트로크, 지그 간섭, 케이블베어, 센서 브라켓, 리미트 위치를 먼저 확인해야 합니다. 테스트 거리 확대는 반드시 안전 범위 안에서 진행해야 합니다.

    속도만 보지 말고 가감속 시간을 함께 확인한다

    속도를 올렸을 때 떨림이 커지는 경우 최고 속도만 조정하면 원인 파악이 어렵습니다. 특히 짧은 거리에서는 최고 속도보다 가속 시간과 감속 시간이 더 큰 영향을 줄 수 있습니다.

    가감속 시간이 짧으면 축이 급하게 출발하고 급하게 멈춥니다. 이때 기구부에는 충격이 반복적으로 전달됩니다. 지그가 길게 돌출되어 있거나 브라켓 강성이 낮은 구조라면 진동이 더 크게 나타날 수 있습니다.

    가감속 확인 기준은 다음과 같습니다.

    확인 항목판단 기준
    가속 시간기동 시 충격과 소음 발생 여부 확인
    감속 시간정지 직전 흔들림과 잔류 진동 확인
    속도 단계속도를 단계적으로 올리며 변화 확인
    이동 거리실제 운전 조건과 유사한 거리에서 확인
    반복 운전반복 후 위치 오차와 진동 누적 확인

    속도를 낮추면 증상이 줄어들고 가감속 시간을 늘려도 진동이 줄어든다면, 기구부 충격과 제어 조건의 영향이 큰 것으로 판단할 수 있습니다.

    게인을 낮추면 조용해지지만 응답은 둔해진다

    현장에서 떨림이 발생하면 게인을 낮추는 방식으로 먼저 대응하는 경우가 많습니다. 게인을 낮추면 서보가 덜 민감하게 반응하므로 소음과 떨림이 줄어들 수 있습니다.

    그러나 게인이 낮아지면 위치 추종성이 떨어지고 기동 반응이 둔해질 수 있습니다. 반대로 게인을 높이면 응답은 빨라지지만, 기구부가 따라가지 못하면 진동과 소음이 커질 수 있습니다.

    게인 조정 방향장점주의점
    게인 낮춤소음과 진동 감소 가능응답성 저하, 위치 추종성 저하
    게인 높임응답성 향상 가능기구부 진동, 소음 증가 가능
    급격한 변경빠른 변화 확인 가능원인 추적 어려움
    단계적 변경변화 경향 확인 가능시간이 더 필요

    서보 튜닝은 소음을 없애는 작업만이 아닙니다. 응답성, 진동, 위치 정밀도, 기구부 안정성 사이의 균형을 찾는 작업입니다.

    브레이크 해제 타이밍을 확인한다

    수직축이나 브레이크가 적용된 축에서는 브레이크 해제 타이밍도 확인해야 합니다.

    브레이크가 완전히 해제되기 전에 서보가 이동하려고 하면 기동 순간 걸림, 버벅임, 충격, 소음이 발생할 수 있습니다. 반대로 브레이크 해제가 너무 늦거나 불안정하면 저속에서는 크게 보이지 않던 문제가 속도 상승 시 더 크게 나타날 수 있습니다.

    확인할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    브레이크 해제 출력이동 명령 전 정상 출력 여부 확인
    해제 지연 시간브레이크가 풀릴 시간 확보 여부 확인
    기동 시 소음출발 순간 충격음 또는 걸림 여부 확인
    정지 후 브레이크 투입정지 완료 후 투입 타이밍 확인
    수직축 처짐브레이크 해제 시 축 처짐 여부 확인

    기동 순간에만 버벅이거나 충격이 발생한다면 튜닝값보다 브레이크 해제 타이밍을 먼저 확인하는 것이 좋습니다.

    기구부 상태도 함께 확인해야 한다

    속도를 올릴 때만 떨림이 심해지고, 가감속 시간을 늘려도 진동이 크게 줄지 않는다면 기구부 조건을 함께 확인해야 합니다.

    기구부에서 확인할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    커플링 체결풀림, 편심, 체결 불량 확인
    벨트 장력과도한 장력 또는 느슨함 확인
    볼스크류 유격백래시와 지지부 상태 확인
    LM 가이드이물, 윤활, 걸림 여부 확인
    지그 흔들림돌출 구조와 고정 상태 확인
    브라켓 강성얇거나 긴 구조에서 진동 발생 가능
    부하 관성모터 용량과 부하 조건 적합성 확인
    케이블베어이동 중 끌림이나 간섭 여부 확인

    기구물이 가볍고 길게 돌출된 구조이거나 고정 강성이 낮은 경우, 서보 응답을 높이는 것이 오히려 진동을 키울 수 있습니다.

    튜닝 전에 먼저 확인할 조건

    튜닝값을 변경하기 전에 실제 운전 조건을 먼저 정리해야 합니다. 운전 조건이 정리되지 않은 상태에서 게인을 조정하면 소음은 줄었지만 위치가 밀리거나, 위치는 맞지만 장비가 흔들리는 상태가 될 수 있습니다.

    튜닝 전 확인할 조건은 다음과 같습니다.

    항목확인 내용
    실제 이동 거리설비에서 사용하는 이동 거리인지 확인
    실제 운전 속도생산 조건에서 필요한 속도인지 확인
    가감속 시간급격한 가감속 조건인지 확인
    부하 상태실제 지그와 소재가 장착된 조건인지 확인
    원점 반복성원점복귀 후 기준 위치가 일정한지 확인
    기동 구간출발 순간에만 진동이 있는지 확인
    정속 구간일정 속도 유지 중 진동이 있는지 확인
    감속 구간정지 직전에 흔들림이 있는지 확인

    튜닝은 실제 장비가 사용할 조건에서 확인해야 합니다. 무부하 상태에서 안정적이어도 실제 지그와 소재가 장착되면 결과가 달라질 수 있습니다.

    단계적으로 확인하는 순서

    서보 떨림을 확인할 때는 한 번에 여러 값을 바꾸지 않는 것이 중요합니다. 속도, 가감속, 게인, 기구 조건을 동시에 변경하면 어떤 요소가 영향을 주었는지 판단하기 어렵습니다.

    확인 순서는 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

    순서확인 내용
    1저속에서 기본 동작 확인
    2실제 이동 가능 거리와 간섭 여부 확인
    3속도를 단계적으로 증가
    4떨림 발생 속도 구간 기록
    5가속 시간과 감속 시간을 늘려 변화 확인
    6기동, 정속, 감속 중 어느 구간에서 발생하는지 확인
    7게인을 소폭 변경해 소음과 응답 변화 확인
    8반복 운전 후 위치 오차 확인
    9브레이크 해제 타이밍 확인
    10기구부 유격과 강성 확인

    이 순서로 확인하면 제어 조건 문제인지, 기구부 영향이 큰지, 브레이크나 부하 조건이 문제인지 구분하기 쉽습니다.

    짧은 거리에서는 최고 속도보다 가감속을 먼저 본다

    20mm 정도의 짧은 이동 거리에서 속도를 높이면 정속 구간 없이 가속과 감속만 반복될 수 있습니다. 이 경우 최고 속도보다 가감속 조건이 진동에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다.

    짧은 거리 왕복 축에서는 다음 항목을 우선 확인합니다.

    확인 항목설명
    이동 거리실제 운전 거리와 테스트 거리 일치 여부
    가속 시간출발 충격이 과도하지 않은지 확인
    감속 시간정지 충격과 잔류 진동 확인
    반복 주기반전 주기가 너무 짧지 않은지 확인
    위치 정착 시간정지 후 안정될 시간이 있는지 확인
    지그 흔들림반전 순간 기구물이 흔들리는지 확인

    짧은 거리에서 발생하는 떨림은 튜닝값만의 문제가 아니라 동작 패턴 자체의 영향일 수 있습니다.

    이상 조건을 전달할 때는 확인값을 함께 정리한다

    기구부 확인이 필요한 상황에서는 단순히 기구 문제로 추정하기보다 확인한 조건을 정리해서 전달하는 것이 좋습니다.

    예를 들어 다음 항목을 함께 정리하면 원인 판단이 쉬워집니다.

    전달 항목예시
    정상 속도 구간저속에서는 떨림이 거의 없음
    이상 발생 속도특정 속도 이상에서 진동 증가
    가감속 변경 결과가감속 시간을 늘렸을 때 변화 여부
    게인 변경 결과게인 하향 시 소음 감소 여부
    위치 오차반복 후 위치가 밀리는지 여부
    발생 구간기동, 정속, 감속 중 어느 구간인지
    기구 조건지그, 브라켓, 부하 장착 상태

    확인값을 함께 전달하면 제어 담당자와 기구 담당자가 같은 기준으로 문제를 볼 수 있습니다.

    서보 떨림 점검 체크리스트

    속도를 올렸을 때 떨림이 커지는 경우 다음 항목을 점검합니다.

    순서점검 항목확인 내용
    1저속 동작저속에서는 안정적인지 확인
    2이상 발생 속도어느 속도부터 떨림이 커지는지 확인
    3이동 거리테스트 거리가 너무 짧지 않은지 확인
    4가감속 시간가속·감속이 과도하게 급하지 않은지 확인
    5발생 구간기동, 정속, 감속 중 어느 구간인지 확인
    6게인 변화게인 변경 시 소음과 응답 변화 확인
    7브레이크해제 타이밍과 기동 충격 확인
    8반복 위치반복 운전 후 위치 오차 확인
    9기구부커플링, 벨트, 볼스크류, LM, 지그 확인
    10부하 조건실제 운전 부하와 테스트 조건 일치 여부 확인

    이 체크리스트를 기준으로 보면 게인 조정 전에 확인해야 할 조건을 빠뜨리지 않을 수 있습니다.

    서보 속도 상승 시 떨림 문제 정리

    서보 축이 저속에서는 안정적이지만 속도를 올리면 떨림이 커지는 경우, 게인 설정만 원인으로 단정하기 어렵습니다. 이동 거리, 가감속 시간, 기구부 강성, 부하 관성, 브레이크 해제 타이밍, 반복 위치 오차를 함께 확인해야 합니다.

    짧은 거리에서 빠르게 왕복하는 축은 정속 구간이 거의 없고 가속과 감속만 반복될 수 있습니다. 이 경우 최고 속도보다 가감속 시간이 진동에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 짧은 거리 조건에서는 속도만 조정하지 말고 가감속 시간과 위치 정착 상태를 함께 확인해야 합니다.

    게인을 낮추면 소음과 떨림이 줄어들 수 있지만 응답성과 위치 추종성이 떨어질 수 있습니다. 반대로 게인을 높이면 응답은 빨라질 수 있으나 기구부가 따라가지 못하면 진동이 커질 수 있습니다. 튜닝은 소음을 줄이는 작업만이 아니라 장비가 실제 사용할 거리, 속도, 부하 조건에서 안정적으로 움직이도록 균형점을 찾는 작업입니다.

    속도 상승 시 떨림이 발생하면 저속 동작, 이상 발생 속도, 가감속 조건, 발생 구간, 게인 변경 결과, 브레이크 해제 타이밍, 기구부 상태를 순서대로 확인해야 합니다. 서보 튜닝은 숫자를 조정하는 작업이 아니라 기구물이 견딜 수 있는 움직임을 찾는 작업으로 접근해야 합니다.

  • [실무] QD77MS16 서보 시운전 I/O 체크를 줄이는 상태값 정리법

    QD77MS16 서보 시운전에서는 축을 움직이기 전에 모듈 READY, PLC READY, BUSY, FLS, RLS, DOG, Error 같은 기본 상태를 먼저 확인해야 합니다. 축 수가 늘어나면 매번 GX Works2 모니터와 Simple Motion 모니터를 오가며 주소를 찾는 시간이 증가합니다. 따라서 공통 상태와 축별 상태값을 M 영역으로 정리하고 HMI에 표시해 두면 시운전 중 확인 시간을 줄일 수 있습니다.

    서보 시운전은 상태 확인부터 시작한다

    서보 배선이 완료되면 조그 운전이나 원점복귀부터 확인하려는 경우가 많습니다. 그러나 실제 시운전에서는 축 구동 명령보다 구동 전 조건 확인이 먼저입니다.

    축이 움직이지 않을 때는 스타트 명령 자체보다 모듈과 축 상태가 정상인지 먼저 확인해야 합니다.

    QD77MS16 시운전에서 자주 확인하는 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목의미
    Module READY모듈이 정상 동작 준비 상태인지 확인
    PLC READYPLC가 모션 모듈에 운전 준비 조건을 전달했는지 확인
    BUSY해당 축이 동작 중인지 확인
    FLS정방향 리미트 상태 확인
    RLS역방향 리미트 상태 확인
    DOG원점 도그 센서 상태 확인
    Error축 에러 또는 모듈 에러 상태 확인

    이 항목들은 축을 움직이기 전에 확인해야 하는 기본 조건입니다. 상태값이 맞지 않으면 스타트 명령을 넣어도 정상 구동으로 이어지지 않습니다.

    Start XY 주소에 따라 X/Y 번호가 달라진다

    QD77MS16 매뉴얼에서는 기본 신호를 X0, Y0 같은 기준으로 설명하는 경우가 많습니다. 그러나 실제 프로젝트에서는 모듈의 Start XY 주소에 따라 PLC에서 보이는 X/Y 번호가 달라집니다.

    예를 들어 모션 모듈의 Start XY가 0040H로 설정되어 있다면, 매뉴얼상의 X0 신호는 프로젝트에서 X40 기준으로 확인해야 할 수 있습니다. Start XY가 0060H라면 X60/Y60 기준으로 확인해야 합니다.

    구분설명
    매뉴얼 기준 X/Y모듈 내부 기준 신호 번호
    프로젝트 기준 X/YStart XY가 반영된 실제 PLC 주소
    Start XY 0040HX40/Y40 기준으로 신호 확인
    Start XY 0060HX60/Y60 기준으로 신호 확인

    Start XY 기준을 잘못 이해하면 READY 신호가 들어오지 않는 것으로 판단할 수 있습니다. 실제로는 주소 기준이 다른 경우가 많으므로, 모듈이 등록된 Start XY를 먼저 확인해야 합니다.

    상태값은 축별 M 영역으로 정리한다

    시운전 시간을 줄이려면 자주 확인하는 상태값을 별도 M 영역으로 정리하는 것이 효과적입니다.

    예를 들어 공통 상태는 M10000번대, 1축 상태는 M10100번대, 2축 상태는 M10200번대처럼 구간을 나누어 관리할 수 있습니다.

    아래 주소는 예시이며, 실제 프로젝트에서는 기존 로직과 겹치지 않는 영역을 사용해야 합니다.

    구분확인 항목정리 예시
    공통Module READYM10000
    공통PLC READY 조건M10001
    1축BUSYM10100
    1축FLSM10101
    1축RLSM10102
    1축DOGM10103
    1축ErrorM10104
    2축BUSYM10200
    2축FLSM10201
    2축RLSM10202
    2축DOGM10203
    2축ErrorM10204

    이 방식은 주소를 외우기 위한 구조가 아니라 시운전 중 확인 기준을 통일하기 위한 구조입니다. 축별 상태 주소가 일정한 규칙을 가지면 HMI 화면 구성과 현장 점검이 쉬워집니다.

    BUSY는 축 동작 판단의 기본 신호다

    BUSY는 해당 축이 현재 동작 중인지 확인하는 핵심 상태값입니다.

    축이 이동 명령을 받았는지, 원점복귀 중인지, 위치결정 동작이 완료되었는지 판단할 때 BUSY 상태를 함께 확인해야 합니다. BUSY가 계속 유지되면 명령이 끝나지 않은 상태이고, BUSY가 전혀 들어오지 않으면 명령 조건이나 모듈 상태를 다시 확인해야 합니다.

    BUSY 상태판단 기준
    명령 후 BUSY ON축이 동작 명령을 수행 중
    동작 완료 후 BUSY OFF축 동작 완료 가능
    명령 후 BUSY 미동작스타트 조건, READY, 에러 상태 확인 필요
    BUSY 지속동작 완료 조건, 축 에러, 인터락 확인 필요

    BUSY는 단순한 참고 신호가 아니라 시퀀스 진행 조건과 완료 판정에 사용하는 기본 상태값입니다.

    HMI에 상태 램프를 구성하면 확인 시간이 줄어든다

    시운전용 HMI 화면은 복잡할 필요가 없습니다. 축 번호별로 BUSY, FLS, RLS, DOG, Error 정도만 표시해도 현장 확인 시간이 크게 줄어듭니다.

    권장 구성은 다음과 같습니다.

    BUSYFLSRLSDOGError
    1축M10100M10101M10102M10103M10104
    2축M10200M10201M10202M10203M10204
    3축M10300M10301M10302M10303M10304
    4축M10400M10401M10402M10403M10404

    이런 방식으로 화면을 만들면 작업자와 같은 기준으로 상태를 확인할 수 있습니다. 노트북에서 모듈 모니터를 계속 열지 않아도 현장 HMI에서 기본 상태를 확인할 수 있습니다.

    다만 HMI에 표시되는 M 영역은 확인용이므로, 실제 모듈 입력 상태와 같은 방향으로 변하는지 반드시 검증해야 합니다.

    리미트와 DOG는 PLC 입력만 보면 부족하다

    FLS, RLS, DOG 신호는 단순 PLC 입력 상태만 확인해서는 부족합니다. 중요한 것은 모션 모듈이 해당 신호를 어떻게 인식하고 있는지입니다.

    센서 입력이 PLC 쪽에서는 정상으로 보이더라도 모듈 파라미터의 입력 논리 설정이 다르면 모션 모듈에서는 반대로 인식할 수 있습니다.

    신호확인 기준
    FLS정방향 리미트가 모듈 기준으로 정상/감지 상태인지 확인
    RLS역방향 리미트가 모듈 기준으로 정상/감지 상태인지 확인
    DOG원점복귀용 도그 입력이 모듈 기준으로 정상 인식되는지 확인
    입력 논리배선 접점 방식과 파라미터 논리 일치 여부 확인
    모니터 상태PLC 입력과 모션 모듈 인식 상태를 비교

    리미트가 이미 감지 상태로 인식되면 해당 방향 구동이 차단될 수 있습니다. 스타트 조건이 정상인데 축이 움직이지 않는다면 FLS/RLS가 모듈 기준으로 어떻게 잡히는지 확인해야 합니다.

    입력 논리 설정을 함께 확인한다

    리미트와 DOG 신호는 배선 상태와 파라미터 논리가 함께 맞아야 합니다.

    예를 들어 NC 접점으로 배선된 리미트 센서는 평상시 ON, 감지 또는 단선 시 OFF가 됩니다. 그러나 모듈 입력 논리 설정이 이와 반대로 되어 있으면 정상 상태를 리미트 감지로 판단하거나, 리미트 감지 상태를 정상으로 판단할 수 있습니다.

    점검 항목은 다음과 같습니다.

    점검 항목확인 내용
    센서 접점 방식NO인지 NC인지 확인
    평상시 입력 상태센서 미감지 시 ON/OFF 상태 확인
    감지 시 입력 상태센서 감지 시 상태 변화 확인
    단선 시 입력 상태커넥터 분리 시 정지 조건 인식 여부 확인
    Pr.22 등 입력 논리실제 배선과 논리 설정 일치 여부 확인
    모션 모니터모듈 기준 FLS/RLS/DOG 상태 확인

    축이 움직이지 않는 원인을 찾을 때 PLC 입력 모니터만 보면 판단이 틀릴 수 있습니다. 반드시 모듈 기준 상태와 함께 확인해야 합니다.

    상태값 정리 시 주의할 점

    상태값을 M 영역으로 정리할 때는 기존 로직과의 중복을 피해야 합니다. 또한 단순히 M 비트를 만드는 것으로 끝나지 않고, 실제 모듈 상태와 정확히 일치하는지 확인해야 합니다.

    주의할 항목은 다음과 같습니다.

    항목설명
    M 영역 중복기존 자동 로직, 알람 로직과 주소 충돌 방지
    축 번호 규칙1축, 2축, 3축 주소 체계 일관성 유지
    신호 방향실제 모듈 상태와 HMI 램프 표시 방향 일치
    에러 상태축 에러와 모듈 에러를 구분 표시
    주석 관리M 주소에 상태명과 축 번호를 명확히 작성
    시운전용 구분확인용 비트와 제어용 비트를 구분

    확인용 상태 M과 실제 제어용 M을 혼용하면 나중에 유지보수 시 혼동이 발생할 수 있습니다. 가능하면 상태 표시용 영역을 별도로 지정하는 것이 좋습니다.

    축별 상태값을 표준화한다

    여러 축을 사용하는 설비에서는 축별 상태값 주소를 일정한 규칙으로 표준화하는 것이 좋습니다.

    예를 들어 축마다 100점 단위로 상태 영역을 나누면 확장과 유지보수가 쉬워집니다.

    영역용도 예시
    M10000~M10099공통 모션 상태
    M10100~M101991축 상태
    M10200~M102992축 상태
    M10300~M103993축 상태
    M10400~M104994축 상태

    이렇게 구성하면 1축 화면을 만든 뒤 2축, 3축 화면으로 복사할 때 주소만 규칙적으로 변경할 수 있습니다. 또한 알람, 인터락, 수동 조작 조건을 정리할 때도 축별 구조가 명확해집니다.

    시운전용 상태 화면에 넣을 항목

    QD77MS16 시운전용 HMI 화면에는 최소한 다음 항목을 표시하는 것이 좋습니다.

    항목표시 목적
    Module READY모듈 준비 상태 확인
    PLC READYPLC 운전 준비 출력 확인
    Axis READY축별 준비 상태 확인
    BUSY축 동작 중 여부 확인
    FLS정방향 리미트 상태 확인
    RLS역방향 리미트 상태 확인
    DOG원점 도그 입력 상태 확인
    Error축별 에러 상태 확인
    Error Code가능하면 에러 코드 표시
    HPR Complete원점복귀 완료 여부 확인

    초기 시운전 화면은 디자인보다 정보 확인성이 중요합니다. 축별 상태가 한 줄에 정리되어 있으면 작업자와 엔지니어가 같은 기준으로 문제를 판단할 수 있습니다.

    상태값 정리 체크리스트

    QD77MS16 시운전 전에는 다음 항목을 확인합니다.

    순서점검 항목확인 내용
    1Start XY모션 모듈 시작 주소 확인
    2READY매뉴얼 기준 X/Y와 실제 주소 대응 확인
    3PLC READY모듈 운전 준비 출력 조건 확인
    4BUSY축별 동작 중 상태 확인
    5FLS/RLS모듈 기준 리미트 인식 상태 확인
    6DOG원점 도그 입력 상태 확인
    7Error축 에러와 모듈 에러 구분
    8M 매핑공통 상태와 축별 상태 영역 구분
    9HMI 표시상태 램프가 실제 모듈 상태와 일치하는지 확인
    10주석각 M 주소에 축 번호와 상태명 작성

    이 체크리스트를 기준으로 준비하면 축 구동 전 상태 확인 시간을 줄일 수 있습니다.

    QD77MS16 상태값 정리 방식 요약

    QD77MS16 서보 시운전에서는 축을 먼저 움직이기보다 모듈과 축 상태값을 먼저 정리하는 것이 효율적입니다. Start XY 주소에 따라 매뉴얼의 X/Y 신호가 실제 프로젝트에서 다른 번호로 보일 수 있으므로, 모듈 시작 주소를 기준으로 READY, BUSY, FLS, RLS, DOG, Error 상태를 확인해야 합니다.

    축 수가 늘어나면 상태 주소를 매번 찾는 시간이 증가합니다. 공통 상태는 M10000번대, 1축은 M10100번대, 2축은 M10200번대처럼 축별 영역을 나누어 정리하면 HMI 화면 구성과 현장 점검이 쉬워집니다.

    리미트와 DOG 신호는 PLC 입력 상태만으로 판단하지 않아야 합니다. 배선 접점 방식과 입력 논리 설정이 맞지 않으면 모션 모듈이 실제 신호를 반대로 인식할 수 있습니다. 따라서 HMI에 표시한 상태값이 모듈 모니터와 같은 방향으로 변하는지 반드시 확인해야 합니다.

    시운전 전에 상태값 확인 화면을 준비해 두면 축별 리미트, DOG, BUSY, 에러 상태를 현장에서 빠르게 확인할 수 있습니다. 상태값이 맞지 않으면 스타트 명령은 정상 동작으로 이어지기 어렵기 때문에, 서보 구동 전 상태 확인 구조를 먼저 갖추는 것이 중요합니다.

  • [실무] 서보 원점이 매번 틀어진다면? HPR 방식과 Z상의 중요성

    서보 원점복귀는 단순히 원점복귀 명령을 실행하는 작업이 아닙니다. 원점 방식, 원점 방향, 도그 센서 위치, Z상 검출 조건, Retry 설정이 실제 기구 구조와 맞아야 반복 위치가 안정됩니다. 원점 센서가 감지되더라도 어떤 기준으로 원점을 확정하는지에 따라 장비의 기준 위치가 매번 달라질 수 있으므로, 원점복귀 설정은 시운전 초기에 반드시 확인해야 합니다.

    원점복귀에서 중요한 것은 기준 위치다

    서보 원점복귀는 축의 기준 위치를 정하는 과정입니다. 이 기준 위치가 흔들리면 이후 모든 위치결정 데이터가 영향을 받습니다.

    예를 들어 원점이 매번 0.5mm씩 다르게 잡히면, 위치결정 좌표가 모두 같은 만큼 밀리게 됩니다. 프로그램상 목표 위치가 같아도 실제 기계 위치는 달라질 수 있습니다.

    원점복귀에서 확인해야 할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    원점 방식도그 방식, 리미트 방식, 데이터 세트 방식 등
    원점 방향+ 방향 또는 – 방향 중 어느 방향으로 찾는지
    도그 센서원점 감지를 위한 물리 센서 위치
    Z상엔코더 1회전당 1회 발생하는 기준 신호
    Retry원점 센서를 찾지 못했을 때 재탐색 동작
    최종 원점 기준센서 ON인지, 센서 OFF 후 Z상인지 확인

    원점복귀는 센서를 찾는 동작이 아니라, 반복 가능한 기준점을 확정하는 동작으로 봐야 합니다.

    도그 센서 방식이 많이 사용되는 이유

    현장에서는 원점복귀 방식으로 도그 센서를 사용하는 경우가 많습니다.

    도그 센서는 축이 특정 위치 구간에 들어왔음을 알려주는 물리적인 기준입니다. 다만 센서 자체는 감지 범위를 가지고 있기 때문에, 센서 ON 순간만으로 정밀한 원점 기준을 잡기에는 한계가 있습니다.

    도그 센서 방식의 장점은 다음과 같습니다.

    항목설명
    위치 기준 확보기계적으로 원점 근처를 찾기 쉬움
    방향 판단 용이축이 어느 방향에서 접근하는지 관리 가능
    반복성 확보Z상과 조합하면 안정적인 원점 설정 가능
    이상 감지센서를 찾지 못하는 경우 원점복귀 이상 판단 가능

    도그 센서는 원점 근처를 찾기 위한 기준으로 사용하고, 최종 원점은 Z상 등 더 정밀한 기준으로 확정하는 방식이 안정적입니다.

    센서 ON 기준 원점의 한계

    원점 센서가 ON 되는 순간을 그대로 원점으로 설정하면 반복 위치가 흔들릴 수 있습니다.

    센서는 감지 범위를 가지고 있으며, 감지 위치는 접근 속도, 센서 응답, 도그 형상, 기계 유격, 노이즈 조건에 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 센서 ON 순간은 정확한 한 점이라기보다 일정 폭을 가진 감지 구간으로 보는 것이 적절합니다.

    센서 ON 기준 원점에서 발생할 수 있는 문제는 다음과 같습니다.

    문제설명
    반복 위치 흔들림센서 감지 구간 안에서 원점 위치가 달라질 수 있음
    접근 속도 영향속도에 따라 감지 시점이 달라질 수 있음
    센서 응답 편차센서 종류와 상태에 따라 감지 위치 차이 발생
    기계 유격 영향도그 접촉 위치와 실제 축 위치 사이 편차 발생
    미세 위치 오차반복 작업에서 소재 위치나 터치 위치가 틀어질 수 있음

    이 때문에 정밀 위치결정이 필요한 축에서는 센서 ON만으로 원점을 확정하는 방식보다 Z상 기준을 함께 사용하는 방식이 적합합니다.

    Z상은 원점 반복성을 높이는 기준 신호다

    Z상은 엔코더에서 1회전당 한 번 발생하는 기준 신호입니다. 도그 센서가 원점 근처를 찾는 역할이라면, Z상은 최종 기준 위치를 더 정밀하게 확정하는 역할을 합니다.

    일반적으로 안정적인 방식은 도그 센서를 감지한 뒤, 도그 센서를 통과하여 OFF 되는 지점 이후의 Z상을 찾아 원점으로 확정하는 구조입니다.

    이 방식의 의미는 다음과 같습니다.

    단계의미
    도그 센서 접근원점 근처 구간 진입 확인
    도그 센서 ON원점 탐색 구간에 들어왔음을 확인
    도그 센서 OFF센서 감지 폭을 벗어남
    Z상 검출엔코더 기준 신호로 원점 확정
    원점 완료반복 가능한 기준 위치 저장

    도그 센서의 감지 폭에 의존하지 않고, 센서 통과 후 Z상을 기준으로 원점을 잡으면 반복성이 좋아집니다.

    도그 OFF 후 Z상을 찾는 방식이 안정적인 이유

    도그 센서가 ON 된 순간은 센서 감지 범위의 시작점일 뿐입니다. 이 위치를 원점으로 잡으면 매번 같은 위치를 보장하기 어렵습니다.

    반면 도그 센서를 통과한 뒤 OFF 상태가 된 이후 처음 만나는 Z상을 기준으로 원점을 잡으면, 센서 감지 폭의 영향을 줄일 수 있습니다.

    방식특징
    센서 ON 즉시 원점설정은 단순하지만 반복 위치가 흔들릴 수 있음
    센서 OFF 후 Z상 원점감지 폭 영향을 줄이고 반복성 확보 가능
    리미트 기준 원점구조는 단순하나 정밀 기준으로는 제한적
    데이터 세트 원점기계 기준보다 현재 위치 설정에 가까움

    정밀 위치결정이 필요한 축에서는 센서 ON 위치가 아니라 Z상 검출 위치를 최종 원점 기준으로 사용하는 것이 안정적입니다.

    원점이 매번 틀어질 때 나타나는 증상

    원점 방식이 부적절하거나 Z상 검출 기준이 맞지 않으면 다음과 같은 증상이 발생할 수 있습니다.

    증상가능 원인
    원점복귀 후 위치가 조금씩 다름센서 ON 기준 원점 또는 Z상 미사용
    반복 작업 위치가 흔들림원점 기준 불안정
    터치 위치가 일정하지 않음원점 좌표 자체가 매번 달라짐
    원점복귀는 완료되지만 위치가 맞지 않음원점 방식 또는 원점 보정값 오류
    특정 방향에서만 원점 불량HPR 방향 또는 Retry 설정 불일치
    리미트 근처에서 알람 발생원점 방향과 센서 배치 불일치

    이 증상은 기구부 유격이나 커플링 문제와 비슷하게 보일 수 있습니다. 그러나 원점복귀 후 기준 위치가 매번 다르다면 HPR 방식과 Z상 설정을 먼저 확인해야 합니다.

    HPR 방향 설정은 센서 배치와 함께 봐야 한다

    원점복귀 방향은 축이 어느 방향으로 이동하면서 원점 센서를 찾을지 결정하는 설정입니다.

    예를 들어 원점 방향을 – 방향으로 설정했는데 현재 축 위치가 원점 센서보다 더 – 방향에 있거나, 원점 센서와 – 리미트 사이에 있으면 축이 센서를 찾지 못하고 리미트로 이동할 수 있습니다.

    HPR 방향 설정 시 확인할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    원점 센서 위치축 스트로크 안에서 센서가 어느 위치에 있는지 확인
    + 리미트 위치정방향 이동 한계 확인
    – 리미트 위치역방향 이동 한계 확인
    초기 축 위치전원 투입 시 축이 있을 수 있는 위치 확인
    원점 접근 방향센서를 안정적으로 만나는 방향 확인
    Z상 탐색 방향최종 Z상을 어느 방향에서 찾는지 확인

    원점 방향은 프로그램 편의가 아니라 실제 기구 배치와 축의 초기 위치 가능성을 기준으로 결정해야 합니다.

    Retry 설정은 원점 탐색 실패에 대비하는 기능이다

    Retry 설정은 원점복귀 중 센서를 찾지 못하거나 리미트에 접근했을 때 반대 방향으로 빠져나온 뒤 다시 원점을 찾는 동작에 사용됩니다.

    축이 항상 원점 센서의 한쪽에서 시작한다면 단순한 원점 방향 설정만으로도 동작할 수 있습니다. 그러나 실제 현장에서는 작업 중 정지, 수동 이동, 전원 차단, 알람 정지 등으로 축 위치가 바뀔 수 있습니다.

    Retry가 필요한 상황은 다음과 같습니다.

    상황설명
    축이 원점 센서 반대편에 있음설정 방향으로 이동해도 센서를 찾지 못할 수 있음
    축이 리미트 근처에 있음원점 방향 이동 시 리미트에 먼저 도달 가능
    원점 센서와 리미트 간격이 좁음센서 검출 전 리미트 감지 가능
    수동 조작 후 위치 불확실전원 재투입 시 축 위치를 예측하기 어려움
    장비 정지 위치가 일정하지 않음원점복귀 시작 위치가 매번 다를 수 있음

    Retry는 단순 편의 기능이 아니라 원점복귀 실패 조건을 줄이기 위한 설정으로 볼 수 있습니다.

    원점 센서 탐색 방향과 Z상 탐색 방향은 다를 수 있다

    원점복귀 설정에서 원점 센서를 찾는 방향과 최종 Z상을 찾는 방향이 항상 같아야 하는 것은 아닙니다.

    기구 배치에 따라서는 먼저 원점 센서를 특정 방향으로 찾은 뒤, 센서를 통과하거나 빠져나온 다음 반대 방향에서 Z상을 찾는 방식이 더 안정적일 수 있습니다.

    특히 원점 센서와 리미트 센서가 가까운 경우에는 Z상 탐색 중 리미트가 먼저 감지될 수 있습니다. 이때 최종 Z상 탐색 방향을 조정하면 리미트 간섭을 줄일 수 있습니다.

    조건검토 방향
    센서와 리미트 간격이 좁음Z상 탐색 방향 변경 검토
    센서 ON 구간이 길음센서 OFF 후 Z상 기준 검토
    특정 방향에서만 원점 불량접근 방향과 Z상 탐색 방향 분리 검토
    원점복귀 중 리미트 감지Retry와 탐색 방향 재검토

    원점복귀는 센서를 찾는 방향, 센서를 통과하는 조건, Z상을 찾는 방향을 함께 고려해야 합니다.

    원점복귀 시운전 확인 순서

    원점복귀 설정 후에는 실제 축을 저속으로 움직이며 동작 순서를 확인해야 합니다.

    점검 순서는 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

    순서확인 내용
    1원점 센서, +리미트, -리미트 입력 상태 확인
    2원점복귀 방향 설정 확인
    3저속 조건으로 원점복귀 실행
    4원점 센서 ON/OFF 순서 확인
    5Z상 검출 여부 확인
    6원점복귀 완료 플래그 확인
    7반복 원점복귀 후 위치 편차 확인
    8리미트 근처 시작 위치에서 Retry 동작 확인
    9원점복귀 후 기준 위치와 작업 위치 비교
    10필요 시 원점 보정값과 탐색 방향 조정

    원점복귀는 1회 완료 여부만 확인하면 부족합니다. 여러 번 반복했을 때 같은 위치로 복귀하는지 확인해야 합니다.

    원점복귀 확인 시 주의할 항목

    원점복귀 테스트는 반드시 저속 조건과 안전한 위치에서 진행해야 합니다. 원점 방향이 잘못되었거나 Retry 설정이 맞지 않으면 축이 리미트 방향으로 이동할 수 있기 때문입니다.

    주의할 항목은 다음과 같습니다.

    주의 항목설명
    저속 테스트초기 확인은 반드시 낮은 속도로 진행
    리미트 거리원점 센서와 리미트 사이 여유 확인
    센서 상태원점 센서 ON/OFF가 모니터와 일치하는지 확인
    Z상 검출Z상 기준으로 원점 완료되는지 확인
    반복성 확인1회가 아니라 반복 복귀 위치 확인
    기구 간섭원점복귀 중 충돌 가능 구간 확인
    보정값 기록원점 보정 변경 전후 값 기록

    위치 오차가 발생할 때 원점 보정값만 임의로 수정하면 원인이 가려질 수 있습니다. 먼저 원점 방식과 Z상 검출 조건을 확인한 뒤 보정값을 조정해야 합니다.

    원점 설정 체크리스트

    서보 원점이 매번 틀어질 때는 다음 항목을 순서대로 확인합니다.

    순서점검 항목확인 내용
    1원점 방식도그 방식인지, 센서 ON 기준인지, Z상 기준인지 확인
    2원점 센서감지 위치와 ON/OFF 상태 확인
    3Z상 사용 여부최종 원점 기준에 Z상이 포함되는지 확인
    4원점 방향기구 배치와 설정 방향이 일치하는지 확인
    5Z상 탐색 방향리미트와 간섭 없는 방향인지 확인
    6Retry 설정센서 미검출 또는 리미트 접근 시 재탐색 가능한지 확인
    7리미트 위치원점 센서와 리미트 간 거리 확인
    8반복 원점복귀여러 번 복귀 후 위치 편차 확인
    9원점 보정값임의 보정이 누적되어 있지 않은지 확인
    10기계부 상태커플링, 백래시, 센서 고정 상태 확인

    이 순서대로 확인하면 원점 방식 문제와 기계부 문제를 구분하기 쉽습니다.

    HPR 방식과 Z상 설정 정리

    서보 원점복귀에서 중요한 것은 원점 버튼을 실행하는 것이 아니라 반복 가능한 기준 위치를 확정하는 것입니다. 원점 센서가 감지되었다는 사실만으로는 정밀한 원점이 보장되지 않습니다. 센서는 감지 폭을 가지고 있으므로 센서 ON 위치를 그대로 원점으로 사용하면 반복 위치가 흔들릴 수 있습니다.

    도그 센서를 사용한 원점복귀에서는 센서로 원점 근처를 찾고, 센서를 통과한 뒤 Z상을 기준으로 최종 원점을 확정하는 방식이 안정적입니다. Z상은 엔코더 1회전당 한 번 발생하는 기준 신호이므로, 센서 감지 폭의 영향을 줄이고 반복성을 높이는 데 도움이 됩니다.

    HPR 방향 설정은 원점 센서와 리미트 위치, 축의 시작 위치 가능성을 기준으로 결정해야 합니다. 축이 원점 센서와 리미트 사이에 있을 수 있다면 Retry 설정을 검토해야 하며, 기구 배치에 따라 원점 센서 탐색 방향과 최종 Z상 탐색 방향을 다르게 설정하는 방식도 필요할 수 있습니다.

    원점이 매번 틀어진다면 기계부 유격만 의심하지 말고 원점 방식, Z상 사용 여부, 원점 방향, Retry 설정, 리미트 위치를 함께 확인해야 합니다. 원점은 센서가 감지된 순간이 아니라, 반복 가능한 기준 신호를 기준으로 확정될 때 안정됩니다.