KR101426280B1 - 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 통신 장치는 외부 신호를 인가하기 위한 커넥터를 구비한 서보 드라이버와 해당 커넥터를 이용해 결합하여, 해당 커넥터를 통해 모터를 제어하는데 이용되는 제어 신호를 전달하는 커넥터부, 통신망을 통해 모터의 제어 정보를 수신하기 위한 통신부, 및 수신한 제어 정보에서 제어 신호를 추출하여 서보 드라이버에 인가하는 제어부를 포함하고, 이를 통해 기존의 서보 드라이버에 이더캣 등의 통신 인터페이스를 가지는 최소한의 구성을 부가하여 이더캣을 통한 원격 제어가 이루어지도록 할 수 있다.

Description

서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치 {Communication system and apparatus combined with servo driver using connector}

본 발명은 통신 장치와 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 서보 드라이버에 구비된 커넥터를 이용해 결합되어 통신망을 통해 수신되는 제어 정보에 따라 제어 신호를 해당 서보 드라이버에 전달할 수 있는, 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치에 관한 것이다.

최근 산업용 로봇, 서비스 로봇, 휴머노이드 로봇 등 다양한 로봇에 대한 연구 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 로봇들의 통신 시스템으로 이더캣(EtherCAT: Ethernet for Control and Automation Technology)이 활용되기에 이르렀다.

이더캣은 기존에 사용되던 이더넷(Ethernet) 기술을 I/O 제어 레벨에서까지 사용하고자 개발되었으며, 산업용 이더넷(industrial Ethernet)의 일종이다.

그런데 로봇과 같은 기계 장치는 각종 동작을 위한 모터를 포함하고, 이러한 모터는 서보 드라이버(servo driver)에 의해 속도나 회전위치 등이 제어되는데, 종래에 이미 설치된 서보 드라이버 자체에 이더캣 기능을 추가하는 것은 불가능하다.

이러한 이더캣은 ① 노이즈에 강인하고, ② 통신 배선이 간결하며, ③ 유지보수가 용이한 장점이 있어 그 적용이 요구되는 반면, 종래의 서보 드라이버를 이용하여 공장 자동화 설비 등이 갖추어져 있는 경우에는 이더캣 통신을 지원하는 새로운 서보 드라이버로의 교체가 요구되어 비용 상의 문제를 야기한다.

이에 비용 증가를 최소화하면서, 기존의 서보 드라이버에 이더캣 통신 기능을 지원할 수 있는 새로운 방안이 요청된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 서보 드라이버에 구비된 신호 인가용 커넥터를 이용해 통신 인터페이스 모듈을 결합하여 원격으로 서보 드라이버의 제어가 가능하도록 하는, 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치는, 외부 신호를 인가하기 위한 커넥터를 구비한 서보 드라이버와 상기 커넥터를 이용해 결합하여, 상기 커넥터를 통해 모터를 제어하는데 이용되는 제어 신호를 전달하는 커넥터부, 통신망을 통해 상기 모터의 제어 정보를 수신하기 위한 통신부, 및 상기 통신부를 통해 수신한 상기 제어 정보에서 상기 제어 신호를 추출하고, 상기 추출한 제어 신호를 상기 커넥터와 연결된 상기 커텍터부를 통해 상기 서보 드라이버에 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 커넥터부가 상기 커넥터와 결합함에 따라 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치에 있어서, 상기 통신부는, 이더캣(EtherCAT) 통신을 이용해 상기 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치에 있어서, 상기 통신부는, 이더캣 통신을 위한 RJ45 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치는, 신호 입력을 위한 입력부, 및 정보 표현을 위한 표현부 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템은, 외부 신호를 인가받기 위한 커넥터를 구비하며 모터 제어를 수행하는 서보 드라이버, 및 상기 커넥터에 대응하는 커넥터부를 이용해 상기 서보 드라이버와 결합하고, 통신망을 통해 상기 모터의 제어 정보를 수신하면 상기 모터의 제어 신호를 추출하며, 상기 추출한 제어 신호를 상기 커넥터와 연결된 상기 커텍터부를 통해 상기 서보 드라이버에 인가하는 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템에 있어서, 상기 통신 장치는, 상기 커넥터부가 상기 커넥터와 결합함에 따라 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템에 있어서, 상기 통신 장치는, 이더캣(EtherCAT) 통신을 이용해 상기 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템 및 통신 장치에 따르면, 기존의 서보 드라이버에 이더캣 등의 통신 인터페이스를 가지는 최소한의 구성을 부가하여 이더캣을 통한 원격 제어가 이루어지도록 할 수 있다.

상용 서보 드라이버를 새로운 서보 드라이버로 교체하지 않고도 이더캣을 통한 제어가 이루어질 수 있어, 서보 드라이버의 교체에 따른 비용이 절감된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템이 결합되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 모습을 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 모습을 나타낸 배면도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 서보 드라이버의 커넥터에 통신 장치를 결합시켜, 통신망을 통해 해당 서보 드라이버로 제어 신호를 전달할 수 있는 통신 시스템 및 장치에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템이 결합되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버(200)의 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 통신 시스템은 통신 장치(100) 및 서보 드라이버(200)를 포함하여 구성된다.

서보 드라이버(servo driver)(200)는 모터의 동작을 제어하는 장치이다.

서보(servo)란 어떤 장치의 상태를 기준이 되는 것과 비교하고, 안정이 되는 방향으로 피드백함으로써 가장 적합하도록 자동 제어하거나, 임의의 목적값에 가까워지도록 제어하는 것을 말한다.

서보 모터는 정밀한 회전수와 회전속도를 만들기 위해서, 회전각도를 검출하는 로터리 엔코더(rotary encoder)와 스텝 모터 등을 조합하여 이루어지는데, 서보 드라이버(200)는, 전압 및 전류의 크기나 파형 등을 아주 짧은 시간단위로 조절해서 모터에 넣어줌으로써 모터의 회전을 정확하게 제어할 수 있다.

예를 들어, 서보 드라이버(200)는 모터의 회전수를 일정하게 하기 위해서 모터의 회전을 엔코더로 검출하고, 기준 회전수와 비교하여 차이값 만큼 모터의 회전을 조정하는 방식으로 제어 동작을 수행하게 된다.

이러한 서보 드라이버(200)는 사용자 입력을 위한 입력 모듈(202) 및 외부에서 신호를 인가하기 위한 커넥터(201)를 포함한다. 즉, 사용자는 입력 모듈(202)을 통해 서보 드라이버의 제어를 위한 신호를 입력할 수 있고, 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)에 별도의 장비를 연결한 후 커넥터(201)의 각 포트에 전압 또는 전류를 인가하여 외부 신호를 입력할 수도 있다.

그런데 종래의 서보 드라이버는 이러한 커넥터를 이용해 외부 신호를 입력할 수 있는 반면, 로봇을 위한 통신 표준인 이더캣(EtherCAT: Ethernet for Control and Automation Technology) 통신을 위한 인터페이스를 갖추지 못하여, 이더캣을 이용하여 데이터를 송수신하는 것이 불가능하였다.

이에 따라 종래의 서보 드라이버에 이더캣 등을 이용해 원격으로 제어 정보를 전달하기 위해서는, 기존의 서보 드라이버를 이더캣 통신 기능을 구비한 새로운 서보 드라이버로 교체하는 것이 요구되어 추가 비용이 발생하게 되고, 특히 종래의 서보 드라이버를 이용하여 공장 등의 자동화 설비가 구비된 경우에는 만만치 않은 비용상의 부담이 발생하게 된다.

이에 비용 부담을 최소화하면서 이더캣 통신을 이용해 원격으로 서보 드라이버(200)를 제어할 수 있는 새로운 방안이 요청되었으며, 본 발명에서는 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)를 이용해 이더캣 통신 인터페이스를 제공하는 통신 장치(100)를 결합시킴으로써, 원격지에서 통신망을 통해 제어 정보를 전송하여 서보 드라이버(200)의 동작 제어가 이루어지도록 한다.

이때, 통신 장치(100)는 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)의 각 포트와 결합할 수 있도록 대칭되는 포트 형상을 가진 커넥터부(20)를 포함한다. 또한 통신 장치(100)는 이더캣 통신을 이용해 데이터를 송수신할 수 있는 RJ45 등의 통신 포트(11)를 포함할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 통신 장치(100)의 커넥터부(20)가 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)와 결합함에 따라, 통신 장치(100)는 플러그 앤 플레이(plug and play) 방식으로 동작할 수 있다. 즉, 통신 장치(100)가 서보 드라이버(200)와 커넥터(201)를 통해 결합되면, 별도의 물리적인 설정을 하지 않아도 서로를 인식할 수 있고, 자동으로 동작을 위한 프로그램을 호출하여 실행할 수도 있다.

일단 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)를 이용해 통신 장치(100)의 커넥터부(20)가 결합되어 통신 장치(100)가 실행되면, 통신 장치(100)는 이더캣 통신을 이용한 통신망을 통해 서보 드라이버의 제어 정보를 수신하고, 수신한 제어 정보에서 제어 신호를 추출한다.

그리고 통신 장치(100)는 추출한 제어 신호의 성질에 따라, 서보 드라이버(200)의 커넥터(201) 중 어떤 포트로 제어 신호를 인가할지 결정한 후, 서보 드라이버(200)의 커넥터(201)와 연결된 커넥터부(20)의 포트를 통해, 해당 제어 신호를 서보 드라이버(200)에 인가한다.

이러한 본 발명의 기술적 특징은, 서보 드라이버(200)를 새로운 서보 드라이버로 교체하지 않고도, 서보 드라이버(200)의 커넥터에 통신 장치(100)를 결합시킴으로써, 이더캣을 통한 원격 제어 기능을 제공한다.

상기와 같은 기술적 특징을 제공하는 통신 장치(100)의 구성 및 동작에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 모습을 나타낸 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 모습을 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 모습을 나타낸 배면도이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 통신 장치(100)는 통신부(10), 커넥터부(20), 표현부(30), 입력부(40) 및 제어부(50)를 포함하여 구성된다.

통신부(10)는 통신망을 통해 원격 장치와 데이터를 송수신하기 위한 통신 인터페이스를 제공한다.

특히 통신부(10)는 이더캣 통신을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있으며, 예를 들어 통신선 연결을 위한 RJ45 포트(11)를 포함할 수 있다.

커넥터부(20)는 서보 드라이버의 커넥터와 연결되어 신호를 전달하는 구성이다.

커넥터부(20)는 신호 전달을 위한 하나 이상의 포트를 포함하며, 커넥터부(20)의 포트는 서버 드라이버의 커넥터에 포함된 포트와 끼움 결합할 수 있도록 대칭형으로 형성될 수 있다.

표현부(30)는 각종 정보를 시각적으로 표현하기 위한 디스플레이 장비를 포함한다.

표현부(30)는 통신 장치(100) 또는 통신 장치(100)와 결합한 서보 드라이버의 동작 상태를 나타내는 각종 정보를 표현하여, 사용자가 시각적으로 확인하도록 하며, 이를 위한 화면이나 인디케이터, 게이지 등을 포함할 수 있다.

입력부(40)는 사용자가 직접 정보를 입력하기 위한 구성이다.

입력부(40)는 사용자가 손 조작 등을 이용해 서보 드라이버를 제어할 수 있는 각종 버튼, 키패드, 조정 다이얼 등의 입력 장비를 포함할 수 있다.

제어부(50)는 통신부(10), 커넥터부(20), 표현부(30) 및 입력부(40)를 포함한 통신 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 장비 및 응용 프로그램 저장소 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 커넥터부(20)가 서보 드라이버의 커넥터와 결합하면 제어부(50)는 플러그 앤 플레이 방식으로 동작할 수 있으며, 이때, 제어부(50)는 별도의 물리적인 설정을 하지 않아도 서보 드라이버를 인식하거나, 자동으로 동작을 위한 응용 프로그램을 호출하여 실행할 수 있다.

이후 통신망을 통해 서보 드라이버를 제어하기 위한 제어 정보가 전송되면, 제어부(50)는 통신부(10)를 통해 해당 제어 정보를 수신한다. 이때, 통신부(10)는 이더캣 통신을 위한 통신 인터페이스를 포함할 수 있고, 제어부(50)는 이더캣 통신을 수행하는 통신부(10)를 통해 서보 드라이버의 제어 정보를 수신할 수 있다. 이 경우 통신부(10)는 예를 들어 RJ45 포트(11)를 포함할 수 있고, 해당 RJ45 포트(11)를 이용해 이더캣 통신을 위한 통신선이 연결될 수 있다.

제어부(50)는 통신부(10)를 통해 서보 드라이버의 제어를 위한 제어 정보를 수신하면, 수신한 데이터 패킷에서 제어 신호를 추출한다.

이후, 제어부(50)는 서보 드라이버의 커넥터와 연결된 커넥터부(20)의 포트 중에서, 추출한 제어 신호를 인가할 포트를 파악한다. 그리고 제어부(50)는 파악된 포트에 제어 신호에 대응하는 전압이나 전류를 전달하여, 서보 드라이버로 해당 제어 신호가 인가되도록 한다.

그리고 서보 드라이버는 인가된 제어 신호에 대응하는 동작을 수행하며, 이러한 방식으로 통신 장치(100)를 서보 드라이버의 커넥터에 결합시킴으로서, 이더넷 통신을 이용한 서보 드라이버의 원격 제어가 이루어지게 된다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

10: 통신부
11: RJ45 포트
20: 커넥터부
30: 표현부
40: 입력부
50: 제어부
100: 통신 장치
200: 서보 드라이버
201: 커넥터
202: 입력 모듈

Claims (8)

1. 외부 신호를 인가하기 위한 커넥터를 구비한 서보 드라이버와 결합하되, 상기 서보 드라이버에 구비된 상기 커넥터와 결합하여, 상기 커넥터를 통해 모터를 제어하는데 이용되는 제어 신호를 전달하는 커넥터부;
   통신망을 통해 상기 모터의 제어 정보를 수신하기 위한 통신부; 및
   상기 통신부를 통해 수신한 상기 제어 정보에서 상기 제어 신호를 추출하고, 상기 추출한 제어 신호를 상기 커넥터와 연결된 상기 커넥터부를 통해 상기 서보 드라이버에 인가하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 통신부는,
   이더캣(EtherCAT) 통신을 이용해 상기 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 커넥터부가 상기 커넥터와 결합함에 따라 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는,
   이더캣 통신을 위한 RJ45 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치.
5. 제1항에 있어서,
   신호 입력을 위한 입력부; 및
   정보 표현을 위한 표현부;
   중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 장치.
6. 모터 제어를 수행하며 외부 신호를 인가받기 위한 커넥터를 구비한 서보 드라이버; 및
   커넥터부를 이용해 상기 커넥터에 결합하고, 통신망을 통해 상기 모터의 제어 정보를 수신하면 상기 모터의 제어 신호를 추출하며, 상기 추출한 제어 신호를 상기 커넥터부를 통해 상기 서보 드라이버에 인가하는 통신 장치;
   를 포함하고,
   상기 통신 장치는,
   이더캣(EtherCAT) 통신을 이용해 상기 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 통신 장치는,
   상기 커넥터부가 상기 커넥터와 결합함에 따라 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 서보 드라이버의 커넥터를 이용해 결합되는 통신 시스템.
8. 삭제

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