서보 축이 천천히 움직일 때는 괜찮은데, 속도를 조금만 올리면 기구물이 떨리는 경우가 있습니다.
처음에는 기구부 문제인지, 브레이크 문제인지, 서보 튜닝 문제인지 헷갈립니다. 특히 튜닝 전에는 조용하던 축이 튜닝값을 건드린 뒤 갑자기 소리가 커지거나, 기동할 때 버벅이는 느낌이 생기면 더 판단하기 어렵습니다.
오늘 현장에서 비슷한 상황을 겪었습니다. 짧은 거리로 왕복 동작을 시키는 축이었는데, 저속에서는 어느 정도 버티다가 속도를 올리자 떨림과 소음이 눈에 띄게 커졌습니다. 튜닝값을 낮추면 소음은 줄어들었지만, 반대로 응답성이 떨어지는 느낌이 생겼습니다.
이럴 때는 단순히 게인을 올리거나 낮추는 방식으로 접근하면 더 꼬일 수 있습니다.
1. 짧은 왕복 동작은 튜닝 판단을 어렵게 만든다
서보 튜닝을 볼 때 짧은 거리에서 빠르게 왔다 갔다 하는 조건은 생각보다 까다롭습니다.
예를 들어 20mm 정도의 짧은 거리에서 왕복 동작을 반복하면, 축이 충분히 안정되기도 전에 다시 반대 방향으로 움직이게 됩니다. 이때 가감속 구간이 대부분을 차지하면 기구물은 계속 충격을 받는 것처럼 움직일 수 있습니다.
반대로 100mm처럼 어느 정도 거리가 확보된 상태에서 움직이면 가속, 정속, 감속 구간이 나뉘어 보이기 때문에 튜닝 상태를 판단하기가 더 쉽습니다.
다만 이동 거리를 늘려 테스트할 때는 반드시 실제 이동 가능 범위와 주변 간섭 여부를 먼저 확인해야 합니다. 스트로크 끝단, 지그, 실린더, 센서 브라켓, 케이블베어 위치를 확인하지 않고 거리만 늘리면 기구물이 부딪히거나 리미트에 걸릴 수 있습니다.
그래서 서보 튜닝을 확인할 때는 너무 짧은 거리만 보지 말고, 실제 장비에서 사용할 거리와 속도 조건을 같이 확인해야 합니다.
2. 속도를 올렸을 때만 떨리면 게인만 문제가 아닐 수 있다
저속에서는 괜찮은데 속도를 올리면 떨림이 심해지는 경우가 있습니다.
이때 무조건 게인이 높아서 그렇다고 판단하면 위험합니다. 물론 위치 게인이나 속도 게인이 너무 높으면 축이 예민하게 반응하면서 진동이 커질 수 있습니다. 하지만 속도를 올렸을 때만 문제가 커진다면, 먼저 제어 쪽에서 간단히 확인할 수 있는 조건부터 보는 편이 좋습니다.
먼저 아래 항목을 확인합니다.
– 속도 지령을 낮췄을 때 떨림이 줄어드는지
– 가속 시간과 감속 시간을 늘렸을 때 진동이 줄어드는지
– 짧은 거리에서만 문제가 생기는지
– 원점복귀 후 위치 오차가 반복되는지
– 브레이크 해제 타이밍에 걸림이나 충격이 있는지
– 튜닝값을 낮췄을 때 소음과 응답성이 어떻게 바뀌는지
이 정도를 먼저 확인하면 문제가 제어 조건 때문인지, 기구부 영향이 큰지 어느 정도 방향을 잡을 수 있습니다.
그다음에도 속도를 올릴 때만 떨림이 심하고, 가감속을 완만하게 해도 진동이 크게 줄지 않는다면 기구부 확인을 같이 요청하는 편이 좋습니다.
이때는 막연히 “기구 문제 같다”고 말하기보다, 확인한 조건을 같이 전달하는 게 좋습니다.
예를 들면 이런 식입니다.
“20mm/s에서는 괜찮은데 50mm/s부터 떨림이 커집니다. 가감속 시간을 늘려도 비슷하고, 게인을 낮추면 소음은 줄지만 응답이 많이 둔해집니다. 커플링이나 볼스크류 유격, 지그 흔들림 쪽도 같이 확인해주실 수 있을까요?”
기구부에서 같이 봐야 할 항목은 아래와 같습니다.
– 커플링 체결 상태
– 벨트 장력
– 볼스크류 유격
– LM 가이드 상태
– 지그 흔들림
– 브라켓 강성
– 부하 관성
– 브레이크 해제 타이밍
특히 기구물이 가볍고 길게 돌출된 구조이거나, 지그가 흔들리기 쉬운 구조라면 서보 응답을 좋게 만든다고 해서 무조건 좋은 결과가 나오지 않습니다.
서보는 잘 따라가려고 하는데, 기구물이 그 응답을 못 받아내는 경우가 있습니다.
3. 게인을 낮추면 조용해지지만 응답은 둔해진다
현장에서 가장 많이 하는 조정이 게인을 낮추는 것입니다.
게인을 낮추면 축이 덜 예민하게 반응하기 때문에 소음이나 떨림이 줄어드는 경우가 많습니다. 하지만 그만큼 위치 추종성이 떨어지고, 기동할 때 반응이 둔해질 수 있습니다.
반대로 게인을 올리면 응답은 빨라지지만, 기구부가 버티지 못하면 진동과 소음이 커집니다.
결국 서보 튜닝은 하나를 올리면 무조건 좋아지는 작업이 아닙니다.
응답성, 소음, 진동, 위치 정밀도 사이에서 장비 조건에 맞는 타협점을 찾는 작업입니다.
4. 튜닝 전에 먼저 확인할 조건
서보 튜닝값을 만지기 전에 아래 조건을 먼저 확인하는 편이 좋습니다.
– 실제 장비에서 사용할 이동 거리
– 실제 장비에서 사용할 속도
– 가속 시간과 감속 시간
– 기구부 유격
– 브레이크 해제 타이밍
– 원점복귀 후 반복 위치 오차
– 저속 동작과 고속 동작의 차이
– 소음이 나는 구간이 기동 시점인지, 정속 구간인지, 감속 구간인지
이걸 확인하지 않고 게인만 올리고 내리면, 조용해진 대신 위치가 밀리거나, 반대로 위치는 잘 맞는데 장비가 떨리는 상태가 될 수 있습니다.
5. 짧은 거리에서는 속도보다 가감속을 먼저 본다
20mm처럼 짧은 거리에서 50mm/s 이상으로 움직일 때 떨림이 커진다면, 단순히 최고 속도만 볼 게 아니라 가감속 시간을 같이 봐야 합니다.
짧은 거리에서는 정속 구간이 거의 없고, 대부분이 가속과 감속으로 끝날 수 있습니다. 이 상태에서 가감속이 너무 급하면 기구부는 매번 충격을 받습니다.
이럴 때는 속도를 무조건 낮추기보다 아래 순서로 확인하는 편이 낫습니다.
– 이동 거리를 실제 운전 조건에 맞게 설정
– 속도를 단계적으로 증가
– 가감속 시간을 조금 늘려서 진동 변화 확인
– 게인을 한 번에 크게 바꾸지 말고 조금씩 조정
– 반복 운전 후 위치 오차와 소음 확인
6. 현장 결론
서보 튜닝은 소리를 없애는 작업만도 아니고, 빠르게 움직이게 만드는 작업만도 아닙니다.
장비가 실제로 사용할 거리, 속도, 부하, 기구 강성을 기준으로 맞춰야 합니다. 짧은 거리에서 빠르게 왕복시키면 정상적인 축도 불안정해 보일 수 있고, 게인을 낮추면 조용해지지만 응답이 둔해질 수 있습니다.
현장에서 서보가 떨릴 때는 먼저 이렇게 보는 편이 안전합니다.
– 저속에서는 정상인지
– 속도를 올릴 때만 떨리는지
– 기동 순간에 버벅이는지
– 감속할 때 흔들리는지
– 이동 거리가 너무 짧은지
– 가감속 시간이 너무 급한지
– 게인을 낮췄을 때 소음과 위치 정밀도가 어떻게 변하는지
서보 튜닝은 결국 숫자를 맞추는 작업이 아니라, 기구물이 버틸 수 있는 움직임을 찾는 작업입니다.