[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 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.

  • [실무] 리미트 센서 배선과 강제 스탑 설정 추천 방식

    서보 리미트 센서와 강제 스탑은 축 구동 전 반드시 기준을 정리해야 하는 항목입니다. 리미트 센서의 접점 방식, 입력 논리, 파라미터 설정, 강제 정지 회로가 서로 맞지 않으면 리미트가 감지되어도 축이 멈추지 않거나, 단선 상태를 정상으로 판단하는 문제가 발생할 수 있습니다. 특히 서보 축은 기계 충돌로 이어질 수 있으므로 리미트 배선은 단순 감지보다 고장 시 정지 조건을 기준으로 설계해야 합니다.

    리미트 센서는 단선 상태까지 고려해야 한다

    리미트 센서는 축이 허용 이동 범위를 벗어나지 않도록 감시하는 신호입니다. 그러나 센서가 정상적으로 감지되는지만 확인해서는 부족합니다. 케이블 단선, 커넥터 빠짐, 접점 불량 같은 고장 상태에서도 축이 정지하는 구조인지 확인해야 합니다.

    리미트 신호에서 문제가 되는 대표적인 상황은 다음과 같습니다.

    상황문제
    리미트 센서 감지 불량축이 기구 끝단까지 이동 가능
    센서 케이블 단선PLC 또는 모션 모듈이 정상 상태로 오인 가능
    입력 논리 설정 불일치리미트 감지 방향이 반대로 해석될 수 있음
    강제 정지 미구성리미트 이상 시 축 정지가 지연될 수 있음
    시운전 검증 누락실제 단선 조건에서 정지 여부 미확인

    리미트 회로는 정상 감지 조건보다 고장 시 안전하게 정지하는 구조인지가 더 중요합니다.

    NO 접점 방식의 위험성

    리미트 센서를 NO 접점으로 구성하면 평상시에는 신호가 OFF이고, 리미트가 감지되었을 때만 ON됩니다. 단순 감지 목적에서는 이해하기 쉬운 구조입니다.

    그러나 이 방식은 단선 상태를 감지하기 어렵습니다. 케이블이 끊어지거나 커넥터가 빠지면 리미트가 감지되지 않은 평상시 상태와 동일하게 보일 수 있습니다.

    구분NO 접점 리미트
    평상시OFF
    리미트 감지 시ON
    케이블 단선 시OFF
    문제점단선과 정상 상태를 구분하기 어려움

    서보 축에서 리미트 신호가 단선되어도 정상 상태로 판단되면, 축은 이동 지령을 계속 수행할 수 있습니다. 따라서 단순 NO 접점 구조는 장비 보호 관점에서 불리할 수 있습니다.

    리미트 센서는 NC 접점 구조가 유리하다

    리미트 센서는 일반적으로 NC 접점 구조가 안전 측면에서 유리합니다. 평상시에는 신호가 ON 상태로 유지되고, 리미트에 닿거나 케이블이 단선되면 신호가 OFF로 떨어지는 구조입니다.

    이 방식은 리미트 감지와 단선 상태를 모두 정지 조건으로 처리할 수 있습니다.

    구분NC 접점 리미트
    평상시ON
    리미트 감지 시OFF
    케이블 단선 시OFF
    장점고장 시 정지 조건으로 처리 가능

    핵심은 고장 발생 시 축이 계속 움직이는 방향이 아니라, 정지하는 방향으로 동작하도록 설계하는 것입니다. 이를 Fail-safe 관점으로 볼 수 있습니다.

    배선 방식과 입력 논리는 반드시 일치해야 한다

    리미트 센서를 NC 접점으로 구성하더라도 파라미터의 입력 논리 설정이 맞지 않으면 의도와 다르게 동작할 수 있습니다.

    입력 논리는 모션 모듈이나 서보 시스템이 입력 신호의 ON/OFF를 어떤 의미로 해석할지 결정하는 설정입니다. 하드웨어 배선 방식과 파라미터 논리가 맞지 않으면 리미트 감지 상태를 정상 상태로 판단하거나, 반대로 정상 상태를 리미트 감지로 판단할 수 있습니다.

    확인할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    센서 접점 방식NO인지 NC인지 확인
    배선 입력 상태평상시 입력 ON/OFF 확인
    리미트 감지 상태감지 시 입력 변화 확인
    파라미터 논리Positive/Negative 등 입력 해석 기준 확인
    모니터 상태모션 모듈 또는 드라이버에서 실제 인식 상태 확인

    리미트 입력은 배선만 맞는 것으로 끝나지 않습니다. 입력 논리까지 실제 신호 상태와 일치해야 합니다.

    Positive Logic과 Negative Logic을 혼동하지 않는다

    모션 모듈이나 드라이버 설정에는 리미트 입력의 논리를 선택하는 항목이 존재할 수 있습니다. 명칭은 장비와 소프트웨어에 따라 다르지만, 핵심은 입력 신호를 어느 상태에서 리미트 감지로 볼 것인지입니다.

    예를 들어 NC 접점 리미트를 사용하면 평상시 신호가 ON이고, 리미트 감지 또는 단선 시 OFF가 됩니다. 이때 파라미터가 ON 상태를 리미트 감지로 해석하도록 설정되어 있으면 논리가 반대로 됩니다.

    배선 상태파라미터 해석이 맞는 경우파라미터 해석이 틀린 경우
    평상시 ON정상 상태리미트 감지로 오인
    리미트 감지 OFF정지 조건정상 상태로 오인
    단선 OFF정지 조건정상 상태로 오인 가능

    따라서 리미트 입력은 실제 센서를 눌렀을 때와 커넥터를 분리했을 때 모듈이 어떤 상태로 인식하는지 반드시 확인해야 합니다.

    리미트와 강제 스탑은 역할이 다르다

    리미트 센서와 강제 스탑은 모두 축을 멈추는 조건에 사용될 수 있지만 역할이 다릅니다.

    리미트 센서는 일반적으로 축의 이동 가능 범위를 제한하는 위치 제한 신호입니다. 강제 스탑은 특정 이상 조건이나 비상 조건에서 축을 정지시키기 위한 정지 신호입니다.

    구분주요 목적
    +리미트정방향 이동 한계 감시
    -리미트역방향 이동 한계 감시
    강제 스탑이상 또는 위험 조건에서 축 정지
    비상정지설비 안전 회로에 의한 정지
    STO드라이브 출력 차단 계통의 안전 기능

    리미트 센서만으로 전체 안전을 구성해서는 안 됩니다. 리미트는 위치 제한 신호이고, 강제 스탑과 안전 회로는 장비 보호와 작업자 안전을 위한 별도 계통으로 검토해야 합니다.

    강제 스탑은 독립적인 정지 조건으로 구성한다

    서보 축에서는 리미트 신호와 별도로 강제 스탑 조건을 구성하는 것이 좋습니다. 강제 스탑은 모션 모듈이나 드라이버가 이동 지령을 수행 중이더라도 즉시 정지 조건으로 인식할 수 있어야 합니다.

    강제 스탑에 포함할 수 있는 조건은 다음과 같습니다.

    조건설명
    비상정지 회로 이상E-STOP 또는 안전 릴레이 상태 이상
    도어 인터락 이상안전문 개방 또는 인터락 해제
    서보 앰프 알람드라이버 알람 발생
    축 리미트 이상+리미트, -리미트 감지 또는 단선
    제어 전원 이상입력 전원 또는 제어 회로 이상
    통신 이상모션 모듈과 앰프 간 통신 이상

    강제 스탑은 단순 PLC 프로그램 조건만이 아니라 하드웨어 회로, 모션 모듈 입력, 드라이버 안전 기능까지 함께 검토해야 합니다.

    리미트 신호를 프로그램에서만 처리하지 않는다

    리미트 신호를 PLC 프로그램에서만 감시하고 정지 명령을 내리는 구조는 반응 시간이 늦거나 프로그램 조건에 의해 우회될 수 있습니다.

    서보 리미트는 가능하면 모션 모듈 또는 드라이버의 전용 리미트 입력 기능을 사용하는 것이 적합합니다. PLC 프로그램에서는 상태 표시, 알람 메시지, 운전 조건 차단을 추가로 처리하는 방식이 좋습니다.

    처리 위치역할
    모션 모듈 리미트 입력축 이동 제한과 정지 처리
    드라이버 입력장비 구성에 따른 직접 정지 또는 제한
    PLC 프로그램알람 표시, 재시작 인터락, 운전 조건 차단
    HMI상태 표시와 점검 안내
    안전 회로비상정지와 위험 조건 차단

    리미트 처리는 프로그램에서 보조적으로 감시할 수 있지만, 축 제한 자체는 전용 기능과 하드웨어 조건을 우선 검토해야 합니다.

    시운전 시 단선 조건을 반드시 확인한다

    리미트 신호는 센서를 눌렀을 때만 확인하면 부족합니다. 실제로 중요한 검증은 케이블 단선 또는 커넥터 분리 상태에서 축이 정지 조건으로 들어가는지 확인하는 것입니다.

    시운전 확인 순서는 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

    순서확인 내용
    1축을 저속 조그 또는 저속 이동 조건으로 설정
    2+리미트 센서 감지 시 정지 여부 확인
    3-리미트 센서 감지 시 정지 여부 확인
    4리미트 센서 커넥터 분리 시 정지 여부 확인
    5입력 모니터에서 평상시와 이상 시 상태 변화 확인
    6강제 스탑 입력 발생 시 정지 여부 확인
    7알람 표시와 재시작 조건 확인

    테스트는 반드시 저속 조건에서 진행해야 하며, 축 주변 간섭물과 기구 끝단 여유를 확인한 상태에서 수행해야 합니다.

    리미트 동작 후 재시작 조건을 분리한다

    리미트가 감지되거나 강제 스탑이 발생한 뒤에는 재시작 조건을 별도로 관리해야 합니다.

    단순히 리미트 신호가 정상으로 복귀했다고 즉시 자동 운전이 재개되면 위험할 수 있습니다. 리미트 발생 후에는 원인 확인, 알람 리셋, 수동 복귀, 재시작 허가 조건을 분리하는 것이 좋습니다.

    조건처리 기준
    리미트 감지축 정지 및 알람 발생
    리미트 해제자동 재시작 금지
    알람 리셋작업자 확인 후 처리
    수동 복귀안전한 방향으로만 이동 허용
    자동 재개원점 또는 기준 위치 확인 후 허용

    리미트는 축을 멈추는 것뿐 아니라 이후 복귀 절차까지 함께 설계해야 합니다.

    QD77MS 기준 설정 시 주의사항

    QD77MS 같은 심플모션 모듈을 사용하는 경우 리미트 입력, 강제 정지, 외부 입력 논리 설정은 모듈 파라미터와 실제 배선 상태가 일치해야 합니다.

    확인해야 할 항목은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    리미트 입력 배선+리미트, -리미트 입력 결선 확인
    입력 논리NC 접점 기준으로 정상/이상 상태 해석 확인
    강제 정지 입력Forced Stop 입력 사용 여부와 논리 확인
    축별 설정각 축에 동일한 기준이 적용되었는지 확인
    모니터 상태Setting Tool 또는 진단 화면에서 입력 상태 확인
    파라미터 전송설정 변경 후 모듈에 반영되었는지 확인

    본 내용은 QD77MS 기준의 일반적인 점검 관점입니다. 드라이버 단에서 강제 정지를 직접 구성하거나, 안전 릴레이와 STO 회로를 별도로 사용하는 경우에는 동작 방식이 달라질 수 있으므로 해당 모듈과 드라이버 매뉴얼 기준으로 확인해야 합니다.

    리미트와 강제 스탑 점검 체크리스트

    시운전 전 다음 항목을 확인합니다.

    점검 항목확인 내용
    리미트 접점 방식NO가 아니라 NC 기준으로 구성되었는지 검토
    평상시 입력정상 상태에서 입력이 ON으로 유지되는지
    감지 시 입력리미트 감지 시 입력이 OFF로 떨어지는지
    단선 시 입력커넥터 분리 시 정지 조건으로 인식되는지
    입력 논리파라미터의 Positive/Negative 설정이 배선과 일치하는지
    강제 스탑별도 정지 조건으로 정상 동작하는지
    저속 테스트축을 저속으로 이동시키며 리미트 동작 확인
    재시작 조건리미트 해제 후 자동 재시작이 차단되는지
    알람 표시HMI 또는 모니터에 원인이 구분되어 표시되는지
    매뉴얼 기준모션 모듈과 드라이버 기준으로 설정값을 확인했는지

    이 체크리스트를 기준으로 확인하면 리미트 입력과 강제 스탑 설정 오류로 인한 기계 충돌 위험을 줄일 수 있습니다.

    리미트 센서와 강제 스탑 설정 정리

    서보 리미트 센서는 축 이동 범위를 제한하기 위한 핵심 입력입니다. 단순히 리미트 감지 시 신호가 들어오는지만 확인하면 부족하며, 케이블 단선이나 커넥터 분리 상태에서도 축이 정지하는 구조인지 확인해야 합니다.

    NO 접점 방식은 단선 상태와 정상 상태를 구분하기 어렵기 때문에 리미트 용도에는 NC 접점 구조가 유리합니다. 평상시에는 신호가 ON이고, 리미트 감지 또는 단선 시 OFF가 되어 정지 조건으로 들어가는 구조가 장비 보호 측면에서 적합합니다.

    배선 방식과 파라미터의 입력 논리도 반드시 일치해야 합니다. NC 접점으로 배선했더라도 모션 모듈이나 드라이버가 입력 신호를 반대로 해석하면 리미트가 제 역할을 하지 못할 수 있습니다. 따라서 실제 센서 감지 상태와 단선 상태를 모니터에서 확인해야 합니다.

    리미트 센서만으로 전체 안전을 구성해서는 안 됩니다. 강제 스탑, 비상정지, 안전 회로, 드라이버 안전 기능을 함께 검토해야 합니다. 시운전 단계에서는 저속 이동 상태에서 리미트 감지, 커넥터 분리, 강제 스탑 입력을 각각 확인하고, 리미트 발생 후 자동 재시작이 차단되는지까지 점검해야 합니다.

  • [실무] 서보 전자기어비가 틀리면 위치 오차가 누적되는 이유

    서보가 정상적으로 회전하더라도 실제 위치가 지령값과 일치하지 않는 경우가 있습니다. 1회 동작에서는 큰 차이가 없어 보이지만 반복 운전 후 위치가 조금씩 밀리거나, 같은 지령값에서 실제 이동 거리가 다르게 나오는 경우입니다. 이런 증상은 기계부 유격이나 센서 문제로 보일 수 있지만, 전자기어비 설정이 엔코더 분해능, 감속기 비율, 볼스크류 리드값과 맞지 않을 때도 발생할 수 있습니다.

    전자기어비는 지령값과 실제 이동량을 맞추는 기준이다

    전자기어비는 상위 제어기에서 보내는 지령 단위와 서보 모터의 실제 회전량, 기계부의 실제 이동량을 맞추기 위한 설정입니다.

    서보 시스템에서 위치 제어가 정상적으로 이루어지려면 다음 요소가 서로 맞아야 합니다.

    항목의미
    엔코더 분해능모터 1회전당 펄스 수
    감속기 비율모터 회전이 출력축에 전달되는 비율
    볼스크류 리드스크류 1회전당 직선 이동 거리
    상위 제어기 지령 단위1mm, 0.001mm 등 제어 프로그램의 이동 단위
    전자기어비지령 단위와 실제 이동량을 연결하는 비율

    이 중 하나라도 실제 장비와 다르면 서보는 정상적으로 동작해도 기계 위치는 지령값과 달라질 수 있습니다.

    엔코더 비트 수에 따라 1회전당 펄스 수가 달라진다

    서보 엔코더는 비트 수에 따라 1회전당 분해능이 달라집니다. 엔코더 비트 수가 높을수록 모터 1회전을 더 많은 펄스로 나누어 인식합니다.

    대표적인 기준은 다음과 같습니다.

    엔코더 분해능1회전당 펄스 수
    20bit1,048,576 pulse/rev
    22bit4,194,304 pulse/rev
    23bit8,388,608 pulse/rev

    예를 들어 실제 서보 앰프와 모터는 22bit 기준인데 기존 프로젝트의 20bit 설정값을 그대로 사용하면, 같은 이동 지령에서도 내부 계산 기준이 달라집니다. 이 경우 위치 지령과 실제 이동량이 맞지 않을 수 있습니다.

    따라서 전자기어비 계산 전에는 서보 모터와 드라이브의 실제 엔코더 분해능을 먼저 확인해야 합니다.

    감속기 비율이 크면 1회전당 이동량이 작아진다

    감속기가 적용된 구조에서는 모터 회전량과 실제 테이블 이동량이 크게 달라집니다.

    예를 들어 볼스크류 리드가 5mm이고 감속기 비율이 167:1인 구조를 기준으로 보면, 모터 1회전당 실제 이동량은 다음과 같이 계산됩니다.

    계산 항목
    볼스크류 리드5mm/rev
    감속기 비율167:1
    모터 1회전당 이동량5 ÷ 167 = 약 0.02994mm

    즉 모터가 1회전해도 테이블은 약 0.03mm만 이동합니다.

    이처럼 감속비가 큰 구조에서는 모터 회전량 대비 실제 이동량이 작아집니다. 따라서 전자기어비가 조금만 맞지 않아도 반복 동작에서 위치 오차가 눈에 띄게 나타날 수 있습니다.

    1펄스당 이동 거리가 위치 정밀도를 결정한다

    전자기어비를 이해할 때는 1펄스당 실제 이동 거리를 기준으로 보는 것이 좋습니다.

    예를 들어 22bit 엔코더와 리드 5mm, 감속비 167:1 구조를 기준으로 하면 모터 1회전당 펄스 수는 4,194,304 pulse이고, 모터 1회전당 이동량은 약 0.02994mm입니다.

    항목
    엔코더 분해능4,194,304 pulse/rev
    모터 1회전당 이동량약 0.02994mm
    1펄스당 이동량약 0.00000000714mm

    실제 제어에서는 상위 지령 단위, 전자기어비, 위치결정 단위가 함께 적용되므로 단순 계산만으로 모든 조건이 결정되지는 않습니다. 그러나 이 계산은 감속기가 큰 구조에서 전자기어비가 왜 민감한지 이해하는 기준이 됩니다.

    감속비가 크고 이동량이 작은 구조일수록 전자기어비와 지령 단위 설정을 정확히 맞춰야 합니다.

    전자기어비가 딱 떨어지지 않는 이유

    감속기와 볼스크류가 적용된 구조에서는 계산값이 정수로 깔끔하게 떨어지지 않는 경우가 많습니다.

    볼스크류 리드, 감속기 비율, 엔코더 펄스 수, 제어 단위가 서로 다른 기준을 사용하기 때문입니다. 특히 감속비가 167:1처럼 정수로 나누기 어려운 구조에서는 1mm 이동에 필요한 펄스 수나 지령 단위 환산값이 소수로 나올 수 있습니다.

    이때 근사값으로 전자기어비를 설정하면 1회 이동에서는 큰 차이가 없어 보일 수 있습니다. 그러나 같은 동작을 반복하면 작은 차이가 누적되어 실제 위치가 밀릴 수 있습니다.

    원인결과
    감속비와 리드값의 소수 계산1회 이동당 미세 오차 발생
    전자기어비 근사값 적용반복 동작 시 오차 누적
    지령 단위와 실제 이동량 불일치목표 위치와 실제 위치 차이 발생
    실측 보정 생략장비 출고 후 위치 불일치 가능

    따라서 전자기어비는 계산값만 입력하는 항목이 아니라 실제 이동량과 비교해 확인해야 하는 항목입니다.

    전자기어비가 틀렸을 때 나타나는 증상

    전자기어비가 틀려도 서보드라이브에서 즉시 알람이 발생하지 않을 수 있습니다. 드라이브 입장에서는 지령에 따라 정상적으로 회전하고 있기 때문입니다.

    전자기어비 오류는 보통 위치 결과에서 확인됩니다.

    증상가능 원인
    지령 거리와 실제 이동 거리 불일치전자기어비, 리드값, 감속비 설정 오류
    반복 동작 후 위치 밀림미세 오차 누적
    원점 복귀 후 작업 위치 불일치위치 단위 또는 보정값 오류
    설정 속도와 실제 체감 속도 차이이동 단위와 전자기어비 불일치
    같은 프로그램인데 장비마다 이동량 차이모터·앰프·감속기 사양 차이 미반영

    이 증상은 기계부 문제와 비슷하게 보일 수 있습니다. 따라서 위치 오차가 발생하면 기계 유격, 커플링, 센서 상태와 함께 전자기어비 설정도 반드시 확인해야 합니다.

    기계 사양을 기준으로 전자기어비를 검토한다

    전자기어비를 설정할 때는 PLC나 모션 모듈의 기존 값만 기준으로 삼으면 안 됩니다. 실제 기계 사양을 기준으로 다시 계산해야 합니다.

    확인해야 할 기계 사양은 다음과 같습니다.

    확인 항목설명
    엔코더 분해능서보 모터 1회전당 펄스 수
    감속기 비율모터축과 출력축의 회전 비율
    볼스크류 리드스크류 1회전당 이동 거리
    풀리비벨트 구동 시 모터축과 구동축 비율
    상위 지령 단위PLC 또는 모션 모듈에서 사용하는 이동 단위
    위치결정 단위mm, degree, pulse 등 실제 제어 단위

    특히 기존 프로젝트를 복사해 사용하는 경우에는 엔코더 분해능과 감속기 비율이 실제 장비와 동일한지 확인해야 합니다. 모델이 조금만 달라도 전자기어비 기준이 달라질 수 있습니다.

    실측 보정이 필요한 이유

    전자기어비는 계산으로 시작하지만 실측으로 확인해야 합니다.

    기계 조립 상태, 감속기 백래시, 커플링 상태, 볼스크류 실제 리드 오차, 지령 단위 설정에 따라 계산값과 실제 이동량이 완전히 일치하지 않을 수 있습니다.

    실측 확인은 다음 방식으로 진행할 수 있습니다.

    순서확인 내용
    1서보 모터와 드라이브의 엔코더 분해능 확인
    2감속기 비율 확인
    3볼스크류 리드 또는 구동부 이동량 확인
    4상위 제어기의 지령 단위 확인
    5기준 거리 이동 지령 실행
    6다이얼 게이지, 스케일, 측정기 등으로 실제 이동 거리 확인
    7반복 동작 후 동일 위치 복귀 여부 확인
    8필요 시 전자기어비 또는 보정값 조정

    사람 눈으로는 작은 위치 오차를 판단하기 어렵습니다. 반복 정밀도가 필요한 설비에서는 측정기를 사용해 기준 이동 거리와 반복 위치를 확인해야 합니다.

    기준 이동 거리는 충분히 길게 잡는다

    전자기어비 확인 시 너무 짧은 거리만 이동하면 오차가 잘 보이지 않을 수 있습니다.

    예를 들어 1mm 이동에서는 오차가 작아 보이지만 100mm 이동에서는 누적 오차가 확인될 수 있습니다. 따라서 실제 장비의 스트로크와 안전 조건을 고려해 가능한 범위에서 기준 거리를 충분히 확보하는 것이 좋습니다.

    기준 거리확인 목적
    짧은 거리방향, 기본 이동 여부 확인
    중간 거리지령 단위와 실제 이동량 비교
    긴 거리누적 오차 확인
    반복 이동복귀 위치와 반복 정밀도 확인

    위치 오차가 의심될 때는 단발 이동만 확인하지 말고, 왕복 반복 후 원점 또는 기준 위치로 돌아오는지도 확인해야 합니다.

    전자기어비 확인 체크리스트

    전자기어비 오차가 의심될 때는 다음 항목을 순서대로 확인합니다.

    순서점검 항목확인 내용
    1엔코더 비트 수실제 모터와 드라이브 사양 확인
    21회전당 펄스 수20bit, 22bit, 23bit 기준 확인
    3감속기 비율실제 감속비와 설정값 일치 여부
    4볼스크류 리드1회전당 이동 거리 확인
    5풀리 또는 체인비추가 감속 요소 존재 여부
    6상위 지령 단위mm, pulse, degree 등 단위 확인
    7전자기어비 설정값계산 기준과 설정값 비교
    8기준 거리 이동실제 이동 거리 측정
    9반복 위치 확인반복 후 위치 오차 누적 여부 확인
    10보정값 관리조정 전후 값과 기준 조건 기록

    이 순서로 확인하면 기계부 문제와 설정 문제를 구분하기 쉽습니다.

    전자기어비 문제 정리

    서보가 정상적으로 회전하더라도 실제 위치가 지령값과 맞지 않으면 전자기어비 설정을 확인해야 합니다. 전자기어비는 엔코더 분해능, 감속기 비율, 볼스크류 리드값, 상위 제어기의 지령 단위를 연결하는 기준입니다.

    20bit, 22bit, 23bit 엔코더는 1회전당 펄스 수가 크게 다릅니다. 실제 모터와 드라이브의 엔코더 분해능을 확인하지 않고 기존 프로젝트 값을 그대로 적용하면 위치 지령과 실제 이동량이 달라질 수 있습니다.

    감속기가 적용된 구조에서는 모터 1회전당 실제 이동량이 작아집니다. 예를 들어 리드 5mm, 감속비 167:1 구조에서는 모터 1회전당 이동량이 약 0.02994mm입니다. 이런 구조에서는 작은 설정 오차도 반복 동작에서 누적될 수 있습니다.

    전자기어비 계산값은 시작 기준일 뿐이며, 실제 장비에서는 실측 확인이 필요합니다. 기준 거리 이동 후 실제 이동량을 측정하고, 반복 동작 후 기준 위치로 복귀하는지 확인해야 합니다. 위치 오차가 발생할 때는 기계부 유격과 센서 상태뿐 아니라 전자기어비, 지령 단위, 감속비, 리드값을 함께 점검해야 합니다.