KR101052521B1 - Integrated servo drive and motor control method - Google Patents

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Abstract

통합 서보 드라이브 및 모터 제어 방법이 개시된다. 다양한 유형의 서보 모터를 제어할 수 있는 통합 서보 드라이브는, 서보 모터와 연결되는 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트; 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 인식하여 모터 유형을 설정하는 설정부; 설정된 상기 모터 유형에 따라 스위치 제어 신호를 생성하는 컨트롤러; 및 각각의 입출력 포트 활성화(on) 또는 비활성화(off)를 위한 2k개의 스위치를 포함하며, 상기 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 2k이하의 자연수)개의 스위치를 활성화시키는 인버터를 포함한다. 이에 따라, 다양한 유형의 모터를 제어(또는 구동)할 수 있다.An integrated servo drive and motor control method is disclosed. An integrated servo drive capable of controlling various types of servo motors includes: k input / output ports connected to the servo motor; A setting unit configured to recognize a type of a servo motor connected to the integrated servo drive and set a motor type; A controller for generating a switch control signal according to the set motor type; And 2k switches for activating or deactivating respective input / output ports, and including an inverter for activating m switches (m is a natural number of 2k or less) according to the switch control signal. Accordingly, various types of motors can be controlled (or driven).

서보, 서보 모터, servo Servo, servo motor

Description

통합 서보 드라이브 및 모터 제어 방법{Unity servo drive and motor control method}Unity servo drive and motor control method

본 발명은 서보 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게 다양한 유형의 모터를 제어할 수 있는 통합 서보 드라이브에 관한 것이다.The present invention relates to a servo drive, and more particularly, to an integrated servo drive capable of controlling various types of motors.

최근 산업 현장에는 다양한 종류의 로봇이 사용되고 있다. 예를 들어, 철판 등의 각종 재료를 용접하는 용접용 로봇이 있을 수 있다. 이러한 산업용 로봇 시스템은 로봇의 동작(Motion) 제어, 상세하게는 위치 제어, 속도 제어, 전류 제어를 통해 로봇의 동작을 제어한다. 이러한 로봇의 동작의 직접적 제어는 로봇에 탑재된 서보 드라이브가 서보 모터 구동 동작을 수행함으로써 이뤄질 수 있다. Recently, various kinds of robots are used in industrial sites. For example, there may be a welding robot for welding various materials such as an iron plate. The industrial robot system controls the operation of the robot through motion control, specifically, position control, speed control, and current control. Direct control of the operation of the robot can be achieved by the servo drive mounted on the robot to perform the servo motor drive operation.

서보 드라이브에 연결되는 각각의 서보 모터의 유형에 따라 서보 모터 내부의 고정자 권선 구조가 상이하다. 이에 따라, 서보 모터별 서보 드라이브가 각각 구비되어야 하는 문제점이 있다. The stator winding structure inside the servo motor is different depending on the type of each servo motor connected to the servo drive. Accordingly, there is a problem that each servo drive for each servo motor should be provided.

본 발명은 다양한 유형의 모터를 제어(또는 구동)할 수 있는 통합된 형태의 서보 드라이브를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an integrated type servo drive capable of controlling (or driving) various types of motors.

또한, 본 발명은 하나의 서보 드라이브를 이용하여 다양한 유형의 모터를 제어함으로써 어플리케이션 사양(부하 또는 속도 사양) 변경시 최소한의 수정을 통해 변경된 사양을 충족시킬 수 있는 통합 서보 드라이브 및 모터 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides an integrated servo drive and motor control method capable of satisfying the changed specifications with minimal modification when changing application specifications (load or speed specifications) by controlling various types of motors using one servo drive. It is to.

본 발명의 일 측면에 따르면, 다양한 유형의 서보 모터를 제어할 수 있는 통합 서보 드라이브가 제공된다.According to one aspect of the present invention, an integrated servo drive capable of controlling various types of servo motors is provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 서보 모터를 제어할 수 있는 통합 서보 드라이브에 있어서, 상기 서보 모터와 연결되는 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트; 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 인식하여 모터 유형을 설정하는 설정부; 설정된 상기 모터 유형에 따른 스위치 제어 신호를 생성하는 컨트롤러; 및 각각의 입출력 포트 활성화(on) 또는 비활성화(off)를 위한 n(n은 2k)개의 스위치를 포함하며, 상기 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 n이하의 자연수)개의 스위치를 활성화키는 변환부를 포함하되, 상기 컨트롤러는 활성화된

Figure 112009047293042-pat00001
개의 입출력 포트를 통해 상기 모터 유형에 따라 상이한 명령 펄스를 출력하여 연결된 상기 서보 모터를 제어하며, 상기 명령 펄스는 상기 변환부에 의해 상기 모터 유형에 상응하는 전압으로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an integrated servo drive capable of controlling a servo motor, comprising: k input / output ports connected to the servo motor; A setting unit configured to recognize a type of a servo motor connected to the integrated servo drive and set a motor type; A controller for generating a switch control signal according to the set motor type; And n (n is 2k) switches for enabling or disabling each input / output port, and converting the m (m is a natural number less than n) switches according to the switch control signal. And a controller, wherein the controller is activated
Figure 112009047293042-pat00001
And outputting different command pulses according to the motor type through two input / output ports to control the connected servo motor, wherein the command pulses are converted into a voltage corresponding to the motor type by the converter and output. Servo drive can be provided.

상기 컨트롤러는 활성화된 상기

Figure 112009047293042-pat00002
개의 입출력 포트를 통해 연결된 상기 서보 모터로부터 피드백 데이터를 입력받고, 입력된 상기 피드백 데이터에 상응하여 연결된 상기 서보 모터를 제어할 수 있다.The controller is activated
Figure 112009047293042-pat00002
The controller may receive feedback data from the servo motor connected through two input / output ports, and control the servo motor connected according to the input feedback data.

상기 모터 유형을 송신하기 위한 통신부를 더 포함하되, 상기 통신부는 상기 컨트롤러의 제어에 따라 네트워크를 통해 연결된 서보 관리 장치로 상기 모터 유형을 송신할 수 있다.The communication unit may further include a communication unit for transmitting the motor type, wherein the communication unit may transmit the motor type to a servo management apparatus connected through a network under the control of the controller.

상기 서보 관리 장치는 상기 모터 유형을 수신받고, 수신된 상기 모터 유형을 이용하여 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 설정하며, 설정된 유형에 따른 제어 명령을 실시간으로 상기 통합 서보 드라이브로 전송할 수 있다.The servo management apparatus receives the motor type, sets the type of the servo motor connected to the integrated servo drive using the received motor type, and transmits a control command according to the set type to the integrated servo drive in real time. have.

상기 모터 유형은 AC 서보 모터, DC 서보 모터, BLDC 서보 모터 및 상용 서보 드라이브 중 어느 하나일 수 있다.The motor type may be any one of an AC servo motor, a DC servo motor, a BLDC servo motor, and a commercial servo drive.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 통합 서보 드라이브가 다양한 유형의 서보 모터를 제어하는 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method is provided in which an integrated servo drive controls various types of servo motors.

본 발명의 실시예에 따르면, 서보 모터와의 데이터 송수신을 위한 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트를 포함하는 통합 서보 드라이브가 연결된 서보 모터를 제어하는 방법에 있어서, 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 상기 서보 모터의 유형 정보를 획득하고, 상기 유형 정보에 따라 모터 유형을 설정하는 단계; 설정된 상기 모터 유형에 따른 스위치 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 2k이하의 자연수)개의 스위치를 활성화시켜

Figure 112009047293042-pat00003
개의 입출력 포트가 연결된 상기 서보 모터와 연결되도록 설정하는 단계; 및 상기
Figure 112009047293042-pat00004
개의 입출력 포트를 통해 상기 모터 유형에 따라 상이한 명령 펄스를 연결된 상기 서보 모터로 전송하여 상기 서보 모터를 제어하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of controlling a servo motor connected to an integrated servo drive including k (random natural numbers) input / output ports for data transmission and reception with a servo motor, the servo connected to the integrated servo drive Obtaining type information of the motor and setting the motor type according to the type information; Generating a switch control signal according to the set motor type; In response to the switch control signal, m (m is a natural number of 2k or less)
Figure 112009047293042-pat00003
Setting two input / output ports to be connected to the servo motor connected thereto; And said
Figure 112009047293042-pat00004
A method of controlling a motor may be provided by transmitting different command pulses according to the motor type to the connected servo motor through two input / output ports.

활성화된 상기

Figure 112009047293042-pat00005
개의 입출력 포트를 통해 연결된 상기 서보 모터로부터 피드백 데이터를 입력받는 단계; 및 상기 피드백 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 서보 모터로 출력되는 전류를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Activated remind
Figure 112009047293042-pat00005
Receiving feedback data from the servo motor connected through two input / output ports; And analyzing the feedback data and controlling the current output to the servo motor according to the analysis result.

상기 모터 유형을 설정하는 단계 이후에, 설정된 상기 모터 유형을 서보 관리 장치로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 서보 관리 장치는 상기 모터 유형을 수신받고, 수신된 상기 모터 유형을 이용하여 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 모터의 유형을 인식하고, 인식된 유형에 따른 제어 명령을 생성하여 실시간으로 상기 통합 서보 드라이브로 전송할 수 있다.After setting the motor type, the method may further include transmitting the set motor type to a servo management device, wherein the servo management device receives the motor type and uses the received motor type to integrate the servo. Recognizing the type of the motor connected to the drive, it is possible to generate a control command according to the recognized type and transmit it to the integrated servo drive in real time.

본 발명에 따른 통합 서보 드라이브 및 모터 제어 방법을 제공함으로써, 통합된 형태의 서보 드라이브를 이용하여 다양한 유형의 모터를 제어(또는 구동)할 수 있는 이점이 있다.By providing the integrated servo drive and the motor control method according to the present invention, there is an advantage that can control (or drive) various types of motors using the integrated servo drive.

또한, 본 발명은 하나의 서보 드라이브를 이용하여 다양한 유형의 모터를 제어함으로써 어플리케이션 사양(부하 또는 속도 사양) 변경시 최소한의 수정을 통해 변경된 사양을 충족시킬 수 있는 이점도 있다.In addition, the present invention has the advantage that it is possible to meet the changed specifications through a minimum modification when changing the application specifications (load or speed specifications) by controlling various types of motors using one servo drive.

또한, 본 발명은 각 모터별 서보 드라이브를 개별적으로 구비할 필요가 없으므로 경제적인 측면/관리적인 측면에서 매우 유용한 이점이 있다.In addition, the present invention has a very useful advantage in terms of economics / management because it is not necessary to provide a servo drive for each motor individually.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서보 시스템을 개략적으로 예시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a servo system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서보 시스템은 서보 관리 장치(110), 통합 서보 드라이브(120) 및 복수의 서보 모터(130)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a servo system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a servo management apparatus 110, an integrated servo drive 120, and a plurality of servo motors 130.

도 1에서 예시된 바와 같이, 서보 관리 장치(110)와 통합 서보 드라이브(120)는 유무선 통신을 통해 연결된다. 서보 관리 장치(110)는 실시간으로 패킷 통신을 이용하여 통합 서보 드라이브(120)의 상태를 확인하고, 이에 따라 통합 서보 드라이브(120)를 제어할 수 있다. 여기서, 유무선 통신은 패킷 통신이 가능한 모든 통신을 포함하며, 예를 들어, TCP/IP에 따른 인터넷 통신, 이더넷 통신, 와이브로, WCDMA 등일 수 있다. As illustrated in FIG. 1, the servo management apparatus 110 and the integrated servo drive 120 are connected through wired or wireless communication. The servo management apparatus 110 may check the state of the integrated servo drive 120 using packet communication in real time, and control the integrated servo drive 120 accordingly. Here, the wired and wireless communication includes all communication capable of packet communication, and may be, for example, Internet communication according to TCP / IP, Ethernet communication, WiBro, WCDMA, or the like.

예를 들어, 서보 관리 장치(110)는 통합 서보 드라이브(120)로부터 모터 유형을 획득하며, 획득된 모터 유형을 당해 서보 관리 장치(110)에 설정/저장할 수 있다. 여기서, 모터 유형은 당해 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 모터의 유형으로, 예를 들어, DC(Direct Current) 서보 모터, AC 서보 모터, BLDC(Brushless Direct Current) 서보 모터 및 상용 서보 드라이브 중 어느 하나로 설정된다.For example, the servo management apparatus 110 may acquire a motor type from the integrated servo drive 120, and set / store the acquired motor type in the servo management apparatus 110. Here, the motor type is a type of motor connected to the integrated servo drive 120, for example, any one of a direct current (DC) servo motor, an AC servo motor, a brushless direct current (BLDC) servo motor, and a commercial servo drive. Is set.

서보 관리 장치(110)는 통합 서보 드라이브(120)를 통해 당해 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 모터 유형을 획득하여 저장함으로써, 서보 관리 장치(110)를 관리하는 관리자가 바뀌더라도 쉽게 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 모터의 유형을 인지하도록 할 수 있다. 이로 인해, 서보 관리 장치(110)는 통합 서보 드라이 브(120)에 연결된 모터에 적합한 제어 신호를 실시간으로 통합 서보 드라이브(120)로 전송할 수 있다.The servo management device 110 acquires and stores a motor type connected to the integrated servo drive 120 through the integrated servo drive 120, so that the servo management device 110 may be easily changed even if the manager managing the servo management device 110 is changed. It may be possible to recognize the type of the motor connected to 120. Thus, the servo management apparatus 110 may transmit a control signal suitable for a motor connected to the integrated servo drive 120 to the integrated servo drive 120 in real time.

통합 서보 드라이브(120)는 서보 모터(130)를 구동 또는/및 제어하기 위한 것으로, 서보 관리 장치(110)의 제어에 따라 동작한다. 통합 서보 드라이브(120)는 연결된 모터 유형에 따라 입출력 포트(또는 입출력 신호 라인)를 상이하게 활성화하여 연결된 서보 모터(130)를 제어할 수 있다. 통합 서보 드라이브(120)는 다양한 방법에 의해 연결된 모터 유형을 인식하여 설정할 수 있다.The integrated servo drive 120 is for driving or / or controlling the servo motor 130 and operates under the control of the servo management apparatus 110. The integrated servo drive 120 may control the connected servo motor 130 by activating an input / output port (or an input / output signal line) differently according to the connected motor type. The integrated servo drive 120 may recognize and set the connected motor type by various methods.

예를 들어, 각각의 모터에 RFID 태그가 부착된 경우를 가정하여 설명하자. 통합 서보 드라이브(120)는 RFID 태그의 태그 정보를 독출할 수 있는 리더기를 부착하거나 외부에 연결된 리더기와 연결된 다른 장치(미도시)로부터 유/무선 통신망을 통해 태그 정보를 획득할 수 있다. 이와 같은 경우, 통합 서보 드라이브(120)는 획득된 태그 정보를 분석하여 당해 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 모터 유형을 인식하고, 인식된 모터 유형을 설정할 수 있다. 물론, 리더기가 다른 장치와 연결된 경우, 통합 서보 드라이브(120)는 해당 장치로부터 모터 유형을 획득하고, 획득된 모터 유형을 설정할 수도 있음은 당연하다.For example, assume that an RFID tag is attached to each motor. The integrated servo drive 120 may acquire a tag information through a wired / wireless communication network from another device (not shown) attached to a reader capable of reading tag information of an RFID tag or from a device connected to an externally connected reader. In this case, the integrated servo drive 120 may analyze the obtained tag information to recognize the motor type connected to the integrated servo drive 120 and set the recognized motor type. Of course, when the reader is connected to another device, it is obvious that the integrated servo drive 120 may obtain the motor type from the device and set the obtained motor type.

통합 서보 드라이브(120)가 설정된 모터 유형에 따라 입출력 포트를 상이하게 활성화시켜 연결된 서보 모터(130)를 제어하는 방법에 대해서는 하기에서 관련 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.A method of controlling the connected servo motor 130 by activating the input / output ports differently according to the set motor type will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

서보 모터(130)는 통합 서보 드라이브(120)의 제어에 의해 구동되어 피드백 데이터를 통합 서보 드라이브(120)로 출력한다. 피드백 데이터는 서보 모터의 유형 에 따라 상이하다. 예를 들어, 피드백 데이터는 엔코더 신호(encoder signal, 홀 신호(hall signal) 및 펄스 데이터(pulse data) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The servo motor 130 is driven by the control of the integrated servo drive 120 to output feedback data to the integrated servo drive 120. The feedback data depends on the type of servo motor. For example, the feedback data may include one or more of an encoder signal, a hall signal, and pulse data.

예를 들어, AC 모터의 경우, 피드백 데이터로써 엔코더 신호와 2 펄스 데이터를 출력한다. 반면에, DC 모터는 엔코더 신호 및 1 펄스 데이터를 피드백 데이터로써 출력한다. 또한, BLDC 모터의 경우 엔코더 신호, 홀 신호 및 1 펄스 데이터를 피드백 데이터로써 출력한다.For example, in the case of an AC motor, an encoder signal and 2 pulse data are output as feedback data. On the other hand, the DC motor outputs an encoder signal and one pulse data as feedback data. In the case of the BLDC motor, the encoder signal, the hall signal, and one pulse data are output as feedback data.

이와 같이, 각각의 모터별로 각각 상이한 피드백 데이터를 출력하므로, 통합 서보 모터(130)는 연결되는 모터의 유형에 따라 각각 상이하게 입출력 포트를 활성화시킴으로써 연결된 서보 모터(130)에 따른 피드백 데이터를 입력받아 해당 서보 모터(130)를 제어할 수 있다.As such, since different feedback data is output for each motor, the integrated servo motor 130 receives feedback data according to the connected servo motor 130 by activating input / output ports differently depending on the type of motor to be connected. The servo motor 130 may be controlled.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 드라이브의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 서보 모터의 유형에 따른 권선 구조를 예시한 도면이다.2 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an integrated servo drive according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a winding structure according to a type of a servo motor.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 드라이브(120)는 통신부(210), 설정부(215), 컨트롤러(220), 저장부(225) 및 변환부(230)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the integrated servo drive 120 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a communication unit 210, a setting unit 215, a controller 220, a storage unit 225, and a conversion unit 230. It is composed.

통신부(210)는 정해진 통신 프로토콜에 따라 서보 관리 장치(110)와 데이터를 송수신하는 기능을 수행한다.The communication unit 210 performs a function of transmitting and receiving data with the servo management apparatus 110 according to a predetermined communication protocol.

예를 들어, 통신부(210)는 컨트롤러(220)의 제어에 따라 설정된 모터 유형을 서보 관리 장치(110)로 송신한다. 그리고, 통신부(210)는 서보 관리 장치(110)로부터 해당 모터 유형에 상응하는 제어 명령을 수신받아 컨트롤러(220)로 출력할 수 있다.For example, the communication unit 210 transmits a motor type set under the control of the controller 220 to the servo management apparatus 110. In addition, the communication unit 210 may receive a control command corresponding to the corresponding motor type from the servo management apparatus 110 and output the control command to the controller 220.

서보 관리 장치(110)는 통신부(210)를 통해 모터 유형을 수신받고, 이를 이용하여 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 인식하여 설정할 수 있다. 이에 따라, 서보 관리 장치(110)는 설정된 유형에 따른 제어 명령을 실시간으로 통합 서보 드라이브(120)로 전송하도록 할 수 있다.The servo management apparatus 110 may receive the motor type through the communication unit 210, and recognize and set the type of the servo motor connected to the integrated servo drive using the motor type. Accordingly, the servo management apparatus 110 may transmit the control command according to the set type to the integrated servo drive 120 in real time.

설정부(215)는 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 모터 유형 정보를 획득하고, 획득된 모터 유형 정보에 따라 모터 유형을 설정한다.The setting unit 215 acquires motor type information connected to the integrated servo drive 120 and sets the motor type according to the obtained motor type information.

예를 들어, 설정부(215)는 관리자의 설정에 의해 모터 유형이 설정될 수도 있으며, RFID 기반 기술을 이용하여 모터 유형 정보를 획득하여 연결된 서보 모터에 따른 모터 유형을 설정할 수도 있다. RFID 기반 기술을 이용하여 모터 유형 정보를 획득하는 경우, 도 2에는 예시되어 있지 않으나, 통합 서보 드라이브(120)는 서보 모터(130)에 부착 또는 내장된 전자 태그로부터 태그 정보를 독출하기 위한 리더기를 더 포함할 수도 있다. 물론, 리더기가 별도의 외부 장치에 구비되는 경우, 설정부(215)는 통신부(210)를 통해 해당 외부 장치로부터 태그 정보(또는 모터 유형 정보)를 획득할 수도 있음은 당연하다.For example, the setting unit 215 may set the motor type by the setting of the administrator, or may set the motor type according to the connected servo motor by acquiring motor type information using RFID-based technology. When acquiring motor type information using RFID-based technology, although not illustrated in FIG. 2, the integrated servo drive 120 may use a reader for reading tag information from an electronic tag attached or embedded in the servo motor 130. It may further include. Of course, when the reader is provided in a separate external device, it is natural that the setting unit 215 may obtain tag information (or motor type information) from the corresponding external device through the communication unit 210.

컨트롤러(220)는 설정된 모터 유형에 따라 상이하게 입출력 포트를 활성화시킬 수 있다. 도 2에는 입출력 포트가 예시되어 있지 않으나, 본 발명에 따른 통합 서보 드라이브는 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트를 구비한다. 통합 서보 드라이 브(120)에 연결(또는 결합)되는 서보 모터의 유형에 따라 입출력 포트의 개수가 상이하므로, 컨트롤러(220)은 설정된 모터 유형에 따라 상이하게 입출력 포트를 활성화함으로써 연결(또는 결합)된 서보 모터(130)로부터 적합하게 피드백 데이터를 입력받을 수 있다.The controller 220 may activate the input / output port differently according to the set motor type. Although the input / output port is not illustrated in FIG. 2, the integrated servo drive according to the present invention includes k input / output ports. Since the number of input / output ports differs depending on the type of servo motor connected (or coupled) to the integrated servo drive 120, the controller 220 connects (or combines) by activating the input / output ports differently according to the set motor type. The feedback data may be appropriately input from the servo motor 130.

또한, 컨트롤러(220)는 연결된 서보 모터(130)의 피드백 데이터를 분석하여 연결된 서보 모터(130)의 제어를 위한 명령 펄스를 생성하여 출력한다. 즉, 컨트롤러(220)는 서보 관리 장치(110)로부터 서보 모터(130) 제어를 위한 제어 명령을 수신받는다. 그리고, 컨트롤러(220)는 서보 모터(130)로부터 피드백 데이터를 입력받고, 해당 피드백 데이터를 분석하여 제어 명령에 상응하여 서보 모터(130)가 동작되도록 전류를 제어하는 기능을 수행한다. 서보 드라이브와 모터간의 피드백 데이터를 이용한 전류 제어는 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.In addition, the controller 220 analyzes feedback data of the connected servo motor 130 to generate and output command pulses for controlling the connected servo motor 130. That is, the controller 220 receives a control command for controlling the servo motor 130 from the servo management apparatus 110. The controller 220 receives feedback data from the servo motor 130, analyzes the feedback data, and controls a current to operate the servo motor 130 according to a control command. Since current control using feedback data between the servo drive and the motor is obvious to those skilled in the art, a separate description thereof will be omitted.

저장부(225)는 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 드라이브(120)를 운용하기 위해 필요한 알고리즘, 프로그램 등이 저장된다.The storage unit 225 stores algorithms, programs, and the like necessary for operating the integrated servo drive 120 according to an exemplary embodiment of the present invention.

변환부(230)는 2k개의 스위치를 포함한다. 변환부(230)는 컨트롤러(220)로부터 입력되는 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 2k 이하의 자연수)개의 스위치를 활성화시켜

Figure 112009047293042-pat00006
개의 입출력 포트를 활성화시킨다. 여기서, 각 스위치는 각각의 입출력 포트 활성화(on) 또는 비활성화(off)하는 기능을 수행한다. 즉, 결과적으로 스위치 개수는 입출력 포트의 2배수(즉, 2k)가 된다.The converter 230 includes 2k switches. The conversion unit 230 activates m switches (m is a natural number of 2k or less) according to a switch control signal input from the controller 220.
Figure 112009047293042-pat00006
Active I / O ports. Here, each switch performs a function of enabling or disabling respective input / output ports. That is, as a result, the number of switches is twice the input / output port (that is, 2k).

또한, 변환부(230)는 컨트롤러(220)로부터 입력되는 명령 펄스를 당해 설정부에 의해 설정된 모터 유형에 상응하는 전압으로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.In addition, the converter 230 converts the command pulse input from the controller 220 into a voltage corresponding to the motor type set by the setting unit and outputs the converted voltage.

예를 들어, 변환부(230)가 6개의 스위치를 포함한다고 가정하고, 당해 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 서보 모터가 DC 모터라고 가정하자. DC 모터의 경우 2상 권선 구조(도 3의 (a) 참조)로 구성되어 있으므로, 변환부(230)는 2상 권선에 전류 인가를 위해 4개의 스위치를 활성화하여 2개의 입출력 포트를 활성화시킴으로써 DC 모터의 동작을 제어할 수 있다.For example, assume that the conversion unit 230 includes six switches, and assume that a servo motor connected to the integrated servo drive 120 is a DC motor. Since the DC motor has a two-phase winding structure (refer to FIG. 3A), the conversion unit 230 activates four switches to activate two input / output ports for applying current to the two-phase winding. The operation of the motor can be controlled.

다른 예를 들어, 통합 서보 드라이브(120)에 연결된 서보 모터가 AC 모터라고 가정하자. AC 모터의 경우 도 3의 (b)에 예시된 바와 같이 3상 권선 구조로 구성된다. 따라서, 컨트롤러(220)는 3상 권선에 전류 인가를 위해 6개의 스위치를 활성화할 수 있는 스위치 제어 신호를 변환부(230)로 출력한다. 이에, 변환부(230)는 6개의 스위치를 활성화함으로써 3개의 입출력 포트를 활성화하고, 3개의 입출력 포트를 통해 전류가 인가되도록 함으로써 결과적으로 AC 모터를 동작시킬 수 있다. As another example, assume that a servo motor connected to the integrated servo drive 120 is an AC motor. In the case of the AC motor is configured as a three-phase winding structure as illustrated in (b) of FIG. Accordingly, the controller 220 outputs a switch control signal capable of activating six switches for applying current to the three-phase winding to the converter 230. Accordingly, the conversion unit 230 may activate the three input / output ports by activating the six switches, and as a result, the current may be applied through the three input / output ports to operate the AC motor.

물론, 변환부(230)는 연결되는 서보 모터(130)의 스위치 제어 신호에 따라 스위치를 상이하게 활성화하여 모터 유형에 상응하도록 입출력 포트를 활성화한 후 컨트롤러(220)의 제어에 따라 해당 모터 유형에 적합한 전류가 입출력 포트를 통해 연결된 서보 모터(130)로 인가되도록 전류를 변환하여 인가할 수 있다.Of course, the conversion unit 230 activates the switch differently according to the switch control signal of the servo motor 130 to be connected, activates the input / output port corresponding to the motor type, and then controls the corresponding motor type according to the control of the controller 220. The current may be converted and applied so that a suitable current is applied to the servo motor 130 connected through the input / output port.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 드라이브가 다양한 유형의 서보 모터를 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 통 합 서보 드라이브(120)의 각각의 내부 구성에 의해 수행되어지나 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 통합 서보 드라이브로 통칭하여 설명하기로 한다.4 is a flowchart illustrating a method in which an integrated servo drive controls various types of servo motors according to an embodiment of the present invention. Each step described below is performed by each internal configuration of the integrated servo drive 120, but will be collectively described as an integrated servo drive for the convenience of understanding and explanation.

단계 410에서 통합 서보 드라이브(120)는 연결된 서보 모터(130)의 모터 유형 정보를 획득하여 모터 유형을 인식하고, 인식된 모터 유형을 설정한다.In operation 410, the integrated servo drive 120 acquires motor type information of the connected servo motor 130, recognizes the motor type, and sets the recognized motor type.

연결된 모터 유형이 인식되면, 통합 서보 드라이브(120)는 인식된 모터 유형에 대한 정보를 서보 관리 장치(110)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 서보 관리 장치(110)는 당해 통합 서보 드라이브(120)에 연결(또는 결합)된 서보 모터(130)를 인식할 수 있으며, 이후 사용자가 바뀌더라도 별도로 연결된 서보 모터(130)의 유형을 인식하기 위한 별도의 과정을 수행하지 않도록 할 수 있는 이점이 있다. 서보 관리 장치(110)는 수신된 모터 유형에 따른 제어 명령을 생성하여 통합 서보 드라이브(120)로 전송할 수 있다.When the connected motor type is recognized, the integrated servo drive 120 may transmit information about the recognized motor type to the servo management apparatus 110. Accordingly, the servo management apparatus 110 may recognize the servo motor 130 connected (or coupled) to the integrated servo drive 120, and then, even if the user changes, the type of the servo motor 130 connected separately. There is an advantage in that it does not need to perform a separate process to recognize. The servo management apparatus 110 may generate a control command according to the received motor type and transmit the generated control command to the integrated servo drive 120.

단계 415에서 통합 서보 드라이브(120)는 설정된 모터 유형에 따른 스위치 제어 신호를 생성한다.In operation 415, the integrated servo drive 120 generates a switch control signal according to the set motor type.

예를 들어, 통합 서보 드라이브(120)가 2k(k는 자연수로써 입출력 포트의 개수)개의 스위치를 포함하는 경우, 스위치 제어 신호는 m개의 스위치의 활성화 또는 비활성화를 위한 제어 신호일 수 있다. 여기서, m은 2k 이하의 자연수이다. 본 발명에서 통합 서보 드라이브(120)에 포함되는 스위치의 개수는 입출력 포트의 개수에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 즉, 스위치의 개수는 입출력 포트의 2배수로 구성될 수 있다. For example, when the integrated servo drive 120 includes 2 k switches (k is the natural number of input / output ports), the switch control signal may be a control signal for activating or deactivating m switches. Here m is a natural number of 2k or less. In the present invention, the number of switches included in the integrated servo drive 120 may be configured differently according to the number of input / output ports. That is, the number of switches may be configured by twice the input / output port.

본 명세서에서 입출력 포트는 서보 모터(130)의 구동을 위해 필요한 고정자 의 전기적인 권선과 연결되는 인터페이스이다. 즉, 입출력 포트를 통해 서보 모터(130)의 내부 권선으로 전류가 인가된다.In the present specification, the input / output port is an interface connected to the electrical winding of the stator required for driving the servo motor 130. That is, a current is applied to the internal winding of the servo motor 130 through the input / output port.

단계 420에서 통합 서보 드라이브(120)는 스위치 제어 신호에 따라 m개의 스위치를 활성화하여

Figure 112009047293042-pat00007
개의 입출력 포트를 활성화시킨다.In step 420, the integrated servo drive 120 activates m switches according to a switch control signal.
Figure 112009047293042-pat00007
Active I / O ports.

단계 425에서 통합 서보 드라이브(120)는 모터 유형에 따른 명령 펄스를 생성하고, 명령 펄스를 모터 유형에 상응하는 전류로 변환하여 활성화된

Figure 112009047293042-pat00008
개의 입출력 포트를 통해 서보 모터(130)로 인가하여 구동되도록 제어한다.In step 425, the integrated servo drive 120 generates a command pulse according to the motor type, and converts the command pulse into a current corresponding to the motor type to activate it.
Figure 112009047293042-pat00008
It is controlled to be driven by being applied to the servo motor 130 through two input / output ports.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서보 시스템을 개략적으로 예시한 도면.1 schematically illustrates a servo system according to an embodiment of the invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 모터의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an integrated servo motor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 서보 모터의 유형에 따른 권선 구조를 예시한 도면.3 illustrates a winding structure according to a type of servo motor.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통합 서보 드라이브가 다양한 유형의 서보 모터를 제어하는 방법을 나타낸 순서도.4 is a flow chart illustrating a method in which an integrated servo drive controls various types of servo motors according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

서보 모터를 제어할 수 있는 통합 서보 드라이브에 있어서,In the integrated servo drive that can control the servo motor, 상기 서보 모터와 연결되는 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트;K (random natural numbers) input / output ports connected to the servo motor; 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 인식하여 모터 유형을 설정하는 설정부;A setting unit configured to recognize a type of a servo motor connected to the integrated servo drive and set a motor type; 설정된 상기 모터 유형에 따른 스위치 제어 신호를 생성하는 컨트롤러; 및A controller for generating a switch control signal according to the set motor type; And 각각의 입출력 포트 활성화(on) 또는 비활성화(off)를 위한 2k개의 스위치를 포함하며, 상기 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 2k이하의 자연수)개의 스위치를 활성화키는 변환부를 포함하되,It includes 2k switches for each input port on (on) or off (off), and includes a conversion unit for activating m (m is a natural number less than 2k) according to the switch control signal, 상기 컨트롤러는 활성화된
Figure 112009047293042-pat00009
개의 입출력 포트를 통해 상기 모터 유형에 따라 상이한 명령 펄스를 출력하여 연결된 상기 서보 모터를 제어하며,The controller is activated
Figure 112009047293042-pat00009
Outputs different command pulses according to the motor type through two input / output ports to control the connected servo motor, 상기 명령 펄스는 상기 변환부에 의해 상기 모터 유형에 상응하는 전압으로 변환되어 출력되는 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브.And the command pulse is converted into a voltage corresponding to the motor type by the converter and outputted. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 컨트롤러는 활성화된 상기
Figure 112009047293042-pat00010
개의 입출력 포트를 통해 연결된 상기 서보 모터로부터 피드백 데이터를 입력받고, 입력된 상기 피드백 데이터에 상응하여 연결된 상기 서보 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브.The controller is activated
Figure 112009047293042-pat00010
And receiving feedback data from the servo motor connected through two input / output ports, and controlling the servo motor connected according to the input feedback data. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 모터 유형을 송신하기 위한 통신부를 더 포함하되,Further comprising a communication unit for transmitting the motor type, 상기 통신부는 상기 컨트롤러의 제어에 따라 네트워크를 통해 연결된 서보 관리 장치로 상기 모터 유형을 송신하는 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브.And the communication unit transmits the motor type to a servo management apparatus connected through a network under the control of the controller. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 서보 관리 장치는 상기 모터 유형을 수신받고, 수신된 상기 모터 유형을 이용하여 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 서보 모터의 유형을 설정하며, 설정된 유형에 따른 제어 명령을 실시간으로 상기 통합 서보 드라이브로 전송하는 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브.The servo management apparatus receives the motor type, sets the type of the servo motor connected to the integrated servo drive using the received motor type, and transmits a control command according to the set type to the integrated servo drive in real time. Integrated servo drive, characterized in that. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 모터 유형은 AC 서보 모터, DC 서보 모터, BLDC 서보 모터 및 상용 서보 드라이브 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 통합 서보 드라이브.The motor type is any one of an AC servo motor, a DC servo motor, a BLDC servo motor, and a commercial servo drive. 서보 모터와의 데이터 송수신을 위한 k(임의의 자연수)개의 입출력 포트를 포함하는 통합 서보 드라이브가 연결된 서보 모터를 제어하는 방법에 있어서,A method of controlling a servo motor connected to an integrated servo drive including k (random natural numbers) input / output ports for transmitting and receiving data with a servo motor, the method comprising: 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 상기 서보 모터의 유형 정보를 획득하고, 상기 유형 정보에 따라 모터 유형을 설정하는 단계;Acquiring type information of the servo motor connected to the integrated servo drive and setting a motor type according to the type information; 설정된 상기 모터 유형에 따른 스위치 제어 신호를 생성하는 단계;Generating a switch control signal according to the set motor type; 상기 스위치 제어 신호에 따라 m(m은 2k이하의 자연수)개의 스위치를 활성화시켜
Figure 112009047293042-pat00011
개의 입출력 포트가 연결된 상기 서보 모터와 연결되도록 설정하는 단계; 및In response to the switch control signal, m (m is a natural number of 2k or less)
Figure 112009047293042-pat00011
Setting two input / output ports to be connected to the servo motor connected thereto; And 상기
Figure 112009047293042-pat00012
개의 입출력 포트를 통해 상기 모터 유형에 따라 상이한 명령 펄스를 연결된 상기 서보 모터로 전송하여 상기 서보 모터를 제어하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법.remind
Figure 112009047293042-pat00012
And transmitting different command pulses according to the motor type to the connected servo motor through two input / output ports to control the servo motor. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6, 활성화된 상기
Figure 112009047293042-pat00013
개의 입출력 포트를 통해 연결된 상기 서보 모터로부터 피드백 데이터를 입력받는 단계; 및Activated remind
Figure 112009047293042-pat00013
Receiving feedback data from the servo motor connected through two input / output ports; And 상기 피드백 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 서보 모터로 출력되는 전류를 제어하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법.Analyzing the feedback data and controlling a current output to the servo motor according to an analysis result. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 모터 유형을 설정하는 단계 이후에,After setting the motor type, 설정된 상기 모터 유형을 서보 관리 장치로 전송하는 단계를 더 포함하되,The method may further include transmitting the set motor type to a servo management apparatus. 상기 서보 관리 장치는 상기 모터 유형을 수신받고, 수신된 상기 모터 유형을 이용하여 상기 통합 서보 드라이브에 연결된 모터의 유형을 인식하고, 인식된 유형에 따른 제어 명령을 생성하여 실시간으로 상기 통합 서보 드라이브로 전송하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.The servo management apparatus receives the motor type, recognizes the type of the motor connected to the integrated servo drive by using the received motor type, generates a control command according to the recognized type, and transmits the control type to the integrated servo drive in real time. Motor control method characterized in that the transmission.
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