KR20220122028A - 모터 드라이버 제어를 위해 모션 컨트롤러의 출력에 기반하여 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치 - Google Patents

모터 드라이버 제어를 위해 모션 컨트롤러의 출력에 기반하여 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모션 컨트롤러의 출력을 기초로, 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치로서, 상기 모션 컨트롤러와 통신을 수행하는 통신부; 및 외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 기초로, 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 반진동 제어를 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 모션 컨트롤러에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 생성하여 상기 대상 장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달한다.

Description

모터 드라이버 제어를 위해 모션 컨트롤러의 출력에 기반하여 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치{ANTI-VIBRATION FILTER DEVICE PERFORMING ANTI-VIBRATION CONTROL BASED ON OUTPUT OF MOTION CONTROLLER FOR CONTROLLING MOTION DRIVER}
본 발명은 대상 장치의 모터 드라이버를 제어하는 모션 컨트롤러의 출력에 기반하여 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치에 관한 것이다.
반도체 공정 장비, 각종 디스플레이 제조 공정 장비나 크레인 장비 등 소정의 물체를 이동시키기 위하여 스테이지 장치를 사용하는 장비의 경우, X축, Y 축 또는 Z 축 등의 방향으로 스테이지를 이동시키며, 이때 스테이지 이동 과정에서의 진동 발생을 최소화할 필요가 있다.
이러한 스테이지 장비의 진동을 최소화하기 위하여 다양한 제어 방식이 사용되고 있는데, 모터의 구동을 제어하는 모터 드라이버에 인가되는 모션 프로파일을 통해 이를 구현하고 있다. 모션 프로파일은 구동기를 제어하기 위해서는 기준 신호(reference signal)에 해당하는 것으로서, 일반적으로는 시간에 따른 모터의 구동 속도 값을 특정하는 형태로 생성된다. 이 모션 프로파일과 측정된 구동기의 위치 (혹은 속도) 신호와의 차이를 되먹임 또는 앞먹임 제어하며, 이러한 과정을 수행할 때, 모션 프로파일에 따라 구동기의 움직임이 결정되므로 모션 프로파일은 구동기 제어 성능을 결정짓는 중요한 인자이다.
한편, 스테이지 장치에 대한 동작 제어를 위해 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 범용 컴퓨팅 장치(이하 PC 라 함)의 형태로 구현된 모션 컨트롤러가 사용되고 있으며, 모션 컨트롤러 의 출력은 하나 이상의 모터 드라이버에 전달되어, 대상 장치의 동작을 제어하는데 활용된다. 이러한 모션 컨트롤러 역시 소정의 모션 프로파일을 적용하여 모터 드라이버에 전달하는 기능을 수행할 수 있으나, 실시간으로 수집되는 대상 장치의 진동 상태에 대한 정보를 활용하여 반진동 제어를 수행하는 기능은 지원하지 못한다. PC 기반 모션 컨트롤러의 경우 사용자가 모션 프로파일을 조절하는 기능을 제공하더라도 이를 코드화하는 구현이 어렵다. 또한, PLC 기반 모션 컨트롤러의 경우 일반적인 컴퓨터와는 달리 프로그래밍 자유도가 낮기 때문에, 이와 같은 정밀한 반진동 제어 기능의 수행을 기대하기 어렵다. 또한, PC 기반 모션 컨트롤러 및 PLC기반 모션 컨트롤러를 통해 반진동을 구현하기 위해서는 모션 프로파일 코드를 생성해야하며 이를 프로그램으로 구현하기에 많은 어려움이 있다.
본 발명은 이러한 문제를 개선하기 위한 것으로서, 기존에 대상 장치에 적용되어 사용되고 있는 모션 컨트롤러의 출력에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 반진동 제어를 수행할 수 있는 장치를 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허 제 10-1244382 호(발명의 명칭: 반송기의 제어장치)
본원은 PC 기반 모션 컨트롤러 또는 PLC기반 모션 컨트롤러의 출력에 포함된 모션 프로파일을 대상 장치의 상태에 따라 변환하여 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 모션 컨트롤러의 출력을 기초로, 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치는 모션 컨트롤러와 통신을 수행하는 통신부; 및 외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 기초로, 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 반진동 제어를 수행하는 제어부를 포함한다. 이때, 제어부는 모션 컨트롤러에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 생성하여 상기 대상 장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달한다.
또한, 본원의 제2 측면에 따른 모션 컨트롤러에 결합된 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법은, 외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 모션 컨트롤러로부터 대상 장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달되는 모션 컨트롤러의 출력을 수신하는 단계 및 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 상기 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 반진동 제어를 수행하는 단계는 상기 모션 컨트롤러에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 상기 모터 드라이버에 전달한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 기존의 모션 컨트롤러 장치를 통해서는 수행할 수 없었던 모션 프로파일의 실시간 업데이트를 가능하게 한다. 즉, 대상 장치의 진동 상태 정보를 이용하여 실시간으로 모션 프로파일을 갱신하고, 이를 모션 컨트롤러에 실시간으로 제공하여 제어 동작에 반영할 수 있다.
또한, 반도체 공정 장비, 디스플레이 제조 장비나 대형의 크레인 장비등 다양한 대상체에 대해서 본 반진동 필터 장치를 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 제어 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터의 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 다른 반진동 필터 장치가 입력 성형이 적영된 모션 프로파일을 생성하는 과정을 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 제어 시스템의 구성을 도시한 것이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터의 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
반진동 제어 시스템(10)은 대상 장치(500)의 동작 상태를 전반적으로 제어하는 모션 컨트롤러(100), 반진동 필터 장치(200), 하나 이상의 모터 드라이버(300) 및 하나 이상의 모터(400)를 포함한다.
모션 컨트롤러(100)는 제어 대상이 되는 대상 장치(500)에 대하여 모션 프로파일을 포함하는 여러 종류의 출력 정보를 제공하고, 이는 하나 이상의 모터 드라이버(300)를 통해 각각의 모터(400)에 전달되어, 대상 장치(500)를 구동한다. 모션 컨트롤러(100)는 PLC의 형태 또는 PC 의 형태로 구현될 수 있다. 이때, 대상 장치(500)를 구동시키는 모터(400) 등에 의하여 다양한 형태의 진동이 발생할 수 있으며, 본 발명에서는 대상 장치(500)에 가해지는 진동을 최소화하는 반진동 제어를 수행할 수 있는 반진동 필터 장치(200)를 제공한다.
모션 컨트롤러(100)가 반진동 필터 장치(200)에 전송하는 출력 정보는 제어 대상이 되는 대상 장치(500) 또는 대상 장치(500)를 구동하는 모터(400)의 구동 목표를 나타내는 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함한다. 또한, 모션 프로파일로는 램프(ramp), ZV, ZVD, EI 등 다양한 모션 프로파일에 대한 정보가 제공될 수 있으며, 각 모션 프로파일을 특정하는 PWM 신호가 반진동 필터 장치(200)에 제공된다.
도 2에 도시된 바와 같이 반진동 필터 장치(200)는 모션 컨트롤러(100)와 통신을 수행하는 통신부(220)와 외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 기초로 모션 컨트롤러(100)의 출력을 변환하여 반진동 제어를 수행하는 제어부(210)를 포함한다. 이때, 제어부(210)는 제어 동작에 대한 프로그램이 기록된 FPGA 의 형태로 구현되거나, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 CPU의 형태로 구현될 수 있다.
제어부(210)는 모션 컨트롤러(100)에서 수신한 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 특정하는 제 1 PWM 신호에 대하여 대상 장치(500)의 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형을 적용하여 제 2 PWM 신호를 생성하고, 이를 모터 드라이버(300)에 전달한다. 이때, 제어부(210)는 대상 장치(500)에 결합된 진동 센서로부터 진동 상태에 대한 정보를 수집한다. 반진동 필터 장치(200)는 유선 또는 무선 통신을 통해 진동 센서와 연결되며, 진동 센서는 대상 장치(500) 또는 대상 장치(500)에 포함된 스테이지, 대상 장치(500)에 의해 이송되는 물체 등에 부착되어, 진동 상태에 대한 정보를 수집한다. 이때, 진동 센서로는 가속도 센서가 사용될 수 있으며, 가속도 센서의 의하여 센싱되는 값은 대상체의 X축 가속도, Y 축 가속도 또는 Z 축 가속도로서, 이 값들이 진동 신호로 사용될 수 있다. 또한, 진동 센서로는 레이저 변위 센서가 사용될 수 있다. 레이저 변위 센서는 레이저 도플러 진동측정 원리를 이용하는 것으로, 대상체에 대하여 레이저를 조사할 때, 레이저 빔이 대상체로 주사되는 제 1 레이저 빔과 거울에 주사되어 기준 레이저로서 활용되는 제 2 레이저 빔으로 분리하고, 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔의 차이를 검출하여 진동 신호를 출력하게 된다. 레이저 변위 센서에서 출력되는 진동 신호는 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔의 차이를 정현파 형태의 주파수 값으로 출력된다. 또한, 진동 센서로는 머신 비전 카메라가 사용될 수 있다. 머신 비전 카메라는 원거리에 배치된 대상체의 진동자를 촬영하고, 이렇게 촬영된 진동자에 대한 영상을 프레임 단위로 구분하여 배치한 후, 영상에서의 진동자의 위치와 반복주기를 측정하여, 고유 진동수를 산출할 수 있다. 머신 비전 카메라에서 측정된 값은 기준값과 비교하여 단위시간당 거리값으로 환산되어 정현파 형태의 주파수 값으로 출력된다. 이와 같이, 진동 센서를 통해 수집된 진동 상태에 대한 정보는 제어부(210)로 전달되어 모션 프로파일을 갱신하고 제 2 PWM 신호를 생성하는데 사용된다.
제어부(210)는 일반 동작모드에서는 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보에 포함된 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보와 대상 장치의 진동 상태에 대한 정보를 이용하여 제 2 PWM 신호를 생성한다.
또한, 제어부(210)는 고급 동작 모드에서 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보에 포함된 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보와 대상 장치의 진동 상태에 대한 정보를 이용하여 제 2 PWM 신호를 생성한다.
통신부(220)는 모션 컨트롤러(100)의 통신을 위한 통신 모듈, 모터 드라이버(300)와의 통신을 위한 통신 모듈, 진동 센서와의 통신을 위한 통신 모듈을 각각 포함한다. 통신부(220)는 모션 컨트롤러(100)와의 유선 또는 무선 통신에 따라 RS-232C 또는 TCP/IP 통신을 수행하기 위한, LAN 모듈 또는 UART 모듈 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(220)는 모터 드라이버(300)로부터 모터(400)의 엔코더 정보를 수신할 수 있으며, 진동 센서로부터 각종 센싱 정보를 수신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3의 (a)에 도시된 도면은 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일 정보를 나타내는 것이고, (b)에 도시된 도면은 해당 모션 프로파일을 특정하는 제 1 PWM 신호를 나타내는 것이다.
본 발명에서는 이와 같이 모션 컨트롤러(100)에서 모터 드라이버(300)로 직접 제공되는 제 1 PWM 신호를 개선하여 대상 장치(500)의 진동을 최소화하고자 한다. 이를 위해, 반진동 필터 장치(200)는 대상 장치(500)의 진동 상태에 대한 정보를 수집하고, 이를 기초로 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일에 대하여 입력 성형을 적용하여, 새로운 모션 프로파일을 모터 드라이버(300)에 제공한다. (c)는 반진동 제어를 위해 입력 성형이 적용된 새로운 모션 프로파일을 나타내는 것이고, (d)는 해당 모션 프로파일을 특정하는 제2 PWM 신호를 나타내는 것이다. 이와 같이, 변환된 제 2 PWM 신호가 모터 드라이버(300)와 모터(400)에 제공됨에 따라 대상 장치(500)의 진동을 최소화하게 된다.
한편, 모션 프로파일로는 도시된 것과 같은 사다리꼴의 프로파일 외에도 S-커브(S-curve) 모션 프로파일 등이 사용될 수 있다. 일반적으로 사다리꼴 모션 프로파일은 S-커브 모션 프로파일에 비해 궤적을 따라 움직이는 운동시간이 짧지만 가속도가 급변하여 도착 후 잔존하는 잔류진동(residual vibration)이 상대적으로 크다. 따라서, 사다리꼴 모션 프로파일은 운동 후 안정화되는데 필요한 정착시간(setting time)이 길어져 S-커브 모션 프로파일에 비해 비효율적이고, 초정밀 운동이나 접촉 운동과 같이 잔류진동이 지극히 적어야 하는 상황에서는 S-커브 모션 프로파일을 많이 사용하는 것으로 알려져 있다.
또한, 반진동 필터 장치(200)는 진동의 최소화를 위해 입력 성형 기법을 사용하는데, 이는 시스템의 임펄스 응답을 이용하는 것으로, 여러 개의 임펄스로 구성된 입력 성형기에 기준입력을 컨벌루션하여 입력 성형을 생성하고, 이를 대상 장치(500)에 적용하여 진동이 발생하지 않도록 한다. 즉, 복수의 임펄스열을 적절한 시간지연을 두고 대상 장치(500)에 인가함으로써, 각각의 임펄스 응답에 의한 진동이 서로 상쇄되도록 한다. 특히, 본 발명에서는 반진동 필터 장치(200)를 통해 대상 장치(500)의 고유 진동수와 감쇠비(damping ratio)를 이용하여 개별 임펄스의 진폭과 시간적인 위치를 특정하고, 이를 모션 프로파일 갱신에 활용하여, 잔류 진동을 최소화한다.
반진동 필터 장치(200)는 진동 상태에 대한 정보로부터 고유 진동수 및 감쇠비를 추출하고, 이를 이용하여 새로운 모션 프로파일을 생성한다.
반진동 필터 장치(200)는 진동 센서 등을 통해 수집된 진동 신호 데이터로부터 측정 단위시간별 고유진동수와 감쇠비를 산출하고, 산출된 고유진동수와 감쇠비를 미리 설정된 입력 성형 기법에 적용하여 갱신 모션 프로파일을 생성한다. 예를 들어, 산출된 고유진동수와 감쇠비에 따라 복수의 임펄스 응답의 배치 순서를 조절하여 갱신 모션 프로파일을 생성할 수 있다. 구체적인 방법은 도 5와 6을 통해 설명하도록 한다.
고유진동수는 예를 들면, 샘플링 데이터에 대하여 주파수 스펙트럼을 분석하는 과정을 통해 산출할 수 있다. 또한, 고유진동수의 측정은 대상체의 이동후, 정지시 발생하는 진동의 주기를 기준으로 측정하여, N회 만큼 반복되는 진동주기를 시간차이만큼 연산하여 측정하는 방법을 적용한다. 즉, 고유진동수는 Nf(고유진동수) = 1/Td(고유주기) = N(진동주기횟수)/△T(시간차) 와 같은 수학식을 기초로 산출할 수 있다.
감쇠비는 진동 주파수 진폭 주기별(Xn, Xn+1)로 측정하여 δ값(δ = √(Xn/ Xn+1))을 측정할 수 있고, 이를 감쇠비(ζ) 산출 수식( ζ=√((δ2 )/(4π2 + δ2 )))에 적용하여 감쇠비를 산출할 수 있다.
이와 같이 산출된 고유진동수와 감쇠율은 각종 입력 성형 기법에 해당하는 수식에 입력되는데, 해당 수식은 초기 명령(initial command) 값과 이를 처리하는 2차 미분 방정식의 컨벌루션 곱으로 이루어진 것이다.
예를 들어, ZV 입력 성형기를 특정하는 시간영역에서 다음과 같이 표현할수 있다.
I(t) = A1 δ(t) + A2 δ(t-0.5Td)
A1= 1/(1+K), A2=K/(1+K), K=exp(ζ π/√(1- ζ2 ))
입력 성형기에 따라 수학식은 변경될 수 있으며, 다양한 형태의 갱신된 모션 프로파일(램프, ZV, ZVD, EI)이 생성될 수 있다.
즉, 각 입력 성형기는 임펄스가 나타나는 시간을 나타내는 임펄스 시점과 임펄스의 진폭에 의하여 정의되는데, 임펄스 시점은 앞서 산출한 고유 진동수의 함수이고, 각 진폭은 감쇠비의 함수이므로, 고유 진동수와 감쇠비에 의하여 입력 성형기가 변경될 수 있다. 즉, 진동 상태 정보로부터 산출한 고유 진동수와 감쇠비에 기초하여 입력 성형기의 임펄스 진폭 및 임펄스 시점을 산출하고, 산출된 임펄스 진폭 및 임펄스 시점을 기준 모션 프로파일에 적용하면 갱신된 모션 프로파일이 생성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 반진동 필터 장치(200)는 모션 컨트롤러(100) 또는 외부 센서로부터 대상 장치(500)에 대한 진동 상태에 대한 정보를 수신한다(S410).
그리고, 반진동 필터 장치(200)는 모션 컨트롤러(100) 로부터 대상 장치(500)의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달되는 모션 컨트롤러의 출력을 수신한다(S420).
이때, 각 단계(S410, S420)는 설명의 편의를 위해 각 단계를 구분하여 표시한 것으로서, 단계가 수행되는 순서에는 제한이 없으며, 각 단계가 병렬적으로 수행되는 것도 가능하고, 단계(S420)가 단계(S410) 보다 먼저 수행되는 것도 가능하다.
다음으로, 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 상기 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행한다(S430).
보다 구체적으로 살펴보면, 모션 컨트롤러(100)에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 대상 장치(500)의 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 생성하여, 모터 드라이버(300)에 전달한다.
이때, 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보는 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함할 수 있고, 반진동 필터 장치(200)는 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보와 진동 상태에 대한 정보를 기초로 제 2 PWM 신호를 생성할 수 있다.
또한, 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보는 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함할 수 있고, 반진동 필터 장치(200)는 모션 컨트롤러(100)의 출력 정보와 진동 상태에 대한 정보를 기초로 제 2 PWM 신호를 생성할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 다른 반진동 필터 장치가 입력 성형이 적영된 모션 프로파일을 생성하는 과정을 도시한 것이다.
반진동 필터 장치(200)는 입력 성형 기법에 따라 대상 장치(500)의 진동 상태에 대한 정보를 기초로, 기본 사다리꼴 모션 프로파일에 2개의 임펄스 응답(A1, A2)을 컨벌루션하여 새로운 모션 프로파일을 생성한다. 이때, 각 임펄스 응답(A1, A2)의 배치 시점을 조절하여 생성되는 모션 프로파일의 형태를 조절할 수 잇다. 또한, 두개의 임펄스 응답외에 새로운 임펄스 응답을 더 추가하는 형태로 모션 프로파일의 형태를 조절할 수 있다.
도 6에서와 같이, 제 1 시점에 활성화되는 제 1 모션 프로파일을 특정하는 PWM 신호와 제 2 시점에 활성화되는 제 2 모션 프로파일을 특정하는 PWM 신호를 중첩하여 새로운 형태의 모션 프로파일을 특정하는 제 2 PWM 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 모션 컨트롤러
200: 반진동 필터 장치
300: 모터 드라이버
400: 모터
500: 대상 장치

Claims (6)

  1. 모션 컨트롤러의 출력을 기초로, 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 반진동 필터 장치에 있어서,
    상기 모션 컨트롤러와 통신을 수행하는 통신부; 및
    외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 기초로, 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 반진동 제어를 수행하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 모션 컨트롤러에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 생성하여 상기 대상 장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달하는 것인, 반진동 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션 컨트롤러의 출력 정보는 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보 및 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 상기 제 2 PWM 신호를 생성하는 것인, 반진동 필터 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션 컨트롤러의 출력 정보는 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보 및 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 상기 제 2 PWM 신호를 생성하는 것인, 반진동 필터 장치.
  4. 모션 컨트롤러에 결합된 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법에 있어서,
    외부에서 입력되는 진동 상태에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 모션 컨트롤러로부터 대상 장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버에 전달되는 모션 컨트롤러의 출력을 수신하는 단계 및
    상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 모션 프로파일을 변환하여 상기 대상 장치에 대한 반진동 제어를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 반진동 제어를 수행하는 단계는 상기 모션 컨트롤러에서 수신한 모션 프로파일을 정의하는 제 1 PWM 신호에 대하여 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 입력 성형이 적용된 제 2 PWM 신호를 상기 모터 드라이버에 전달하는 것인, 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 모션 컨트롤러의 출력 정보는 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함하고,
    상기 반진동 제어를 수행하는 단계는 상기 모션 컨트롤러의 출력 정보에 포함된 속도, 가속도, 감속도, 이동거리, 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보 및 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 상기 제 2 PWM 신호를 생성하는 것인, 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 모션 컨트롤러의 출력 정보는 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보를 포함하고,
    상기 반진동 제어를 수행하는 단계는 상기 모션 컨트롤러의 출력에 포함된 고유진동수, 감쇠비 및 모션 프로파일에 대한 정보 및 상기 진동 상태에 대한 정보를 기초로 상기 제 2 PWM 신호를 생성하는 것인, 반진동 필터 장치의 반진동 제어 방법.
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