WO2014073759A1 - 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템 - Google Patents

구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템 Download PDF

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WO2014073759A1
WO2014073759A1 PCT/KR2013/003341 KR2013003341W WO2014073759A1 WO 2014073759 A1 WO2014073759 A1 WO 2014073759A1 KR 2013003341 W KR2013003341 W KR 2013003341W WO 2014073759 A1 WO2014073759 A1 WO 2014073759A1
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driver
load
performance
simulation
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PCT/KR2013/003341
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주재훈
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Joo Jae Hoon
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    • G01M99/008—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests

Definitions

  • the present invention relates to a simulated performance tester for the driver for testing the performance of the driver, more specifically, to check the mechanical performance and control performance all in one equipment for the special purpose high-performance driver used in the defense and robotics field
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulation tester for driving and a simulation test system using the same.
  • the present invention by making it possible to check the mechanical performance and control performance with a single equipment for the special purpose high performance actuators used in the field of defense and robots as described above, while increasing the efficiency of the performance check and at the same time reduce the cost
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulation tester for a driver and a simulation test system using the same to develop and use a higher quality driver.
  • MOV driver performance test apparatus As another example of the conventional inspection equipment for inspecting the performance of the driver, there is a " MOV driver performance test apparatus" as disclosed in, for example, Korean Patent No. 10-0963283 (2010.06.04.).
  • MOV driver performance test apparatus disclosed in the above-mentioned Patent No. 10-0963283, in the apparatus for measuring the rotational speed, operating time, torque, etc. of the motor operated valve (MOV) driver
  • MOV motor operated valve
  • the registered Patent No. 10-0963283, a DBA test chamber, a MOV driver which is a performance test object coupled to the stem axis is located inside the DBA test chamber and protrudes out of the DBA test chamber, the Tachometer coupled to the outer peripheral surface of the stem shaft protruding out of the DBA test chamber, a torque meter for measuring the torque of the stem shaft is electrically coupled to the stem shaft after the tachometer is rotated, torque on the stem shaft outer peripheral surface And a brake system coupled to the meter but installed to apply a load to the stem shaft, such as when there is a flow rate while the valve is attached in the field, and a measurement unit electrically connected to the MOV driver.
  • a performance tester for the MOV driver is presented.
  • the conventional driver performance test method was generally inspected through a manual method in order to check the mechanical and control performance of the actuator after the manufacture of the driver, and also in such a manual test, it is suitable for each test purpose. Separate test equipment existed separately, and to evaluate the overall performance of the actuator, performance tests had to be repeated with separate equipment for each item.
  • the present invention is intended to solve the problems of the performance test equipment and methods of the conventional driver as described above, and therefore the object of the present invention is to be able to check both mechanical and control performance of the driver by a single equipment It is to provide a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same, which can improve the efficiency of the performance check of the driver.
  • another object of the present invention is to improve the efficiency of the driver performance check by checking the mechanical performance and the control performance of the driver by a single equipment as described above, thereby reducing the cost of purchasing equipment for various tests At the same time, it is to provide a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same that can significantly reduce the overall development period and cost of the driver by drastically reducing the effort, time and cost for the performance check.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver for checking the mechanical and control performance of the driver as a single device, the test driver;
  • a load generating motor for imposing a desired motion value or load on the test driver;
  • Gear portion for adjusting the torque capacity and speed range through the speed acceleration and deceleration of the load generating motor;
  • a power transmission shaft connecting the test driver and the load generating motor;
  • a fixing bracket for fixing the test driver;
  • An angle and position sensor for measuring a position and an angle of the test driver output terminal;
  • a load sensor measuring force or torque between the load generating motor and the test driver and used for feedback;
  • a clutch connecting or releasing power transmission between the test driver and the load generating motor;
  • a support including a bearing therein to support the power transmission shaft;
  • a base for supporting the simulator main body, thereby checking basic functions of the driver including a zero point check, a polarity test, an assembled state test, a
  • Driver performance checks including test, step response test, frequency response test, and disturbance control performance test, can be performed with a single device, including the motor performance test under load or no load condition and the durability performance test of the driver.
  • a multi-purpose load simulation tester for an actuator is provided which is configured to.
  • the clutch is removed to directly remove the inertia that adversely affects the simulation test, and the test driver and the load generating motor are directly connected, without the process of physically connecting or releasing the actual clutch of the load generating motor.
  • the load By controlling the load, it can be configured to implement a no-load load condition as when the clutch is released, or to implement a load load condition as when the clutch is connected, so that the mechanical and control performance of the actuator can be checked with one machine.
  • a multi-purpose load simulation tester for driving apparatus comprising: a test driver; A load generating motor for imposing a desired motion value or load on the test driver; A power transmission shaft connecting the test driver and the load generating motor; A coupling to compensate for declination and eccentricity of the power transmission shaft; A fixing bracket for fixing the test driver and the load generating motor, respectively; Gear portion for adjusting the torque capacity and speed range through the speed acceleration and deceleration of the load generating motor; An angle and position sensor for measuring a position and an angle of the test driver output terminal; A load sensor measuring force or torque between the load generating motor and the test driver and used for feedback; And a base for supporting the simulator main body, thereby checking basic functions of the driver including a zero point check, a polarity test, an assembled state test, a maximum torque measurement, and a backlash area measurement, a maximum angular velocity test, and a square wave response.
  • Driver performance checks including test, step response test, frequency response test, and disturbance control performance test, can be performed with a single device, including the motor performance test under load or no load condition and the durability performance test of the driver.
  • a multi-purpose load simulation tester for an actuator is provided which is configured to.
  • a driver performance simulation test system comprising: a multi-purpose load simulation tester for a driver according to claim 1 or 2; A driver control unit for controlling driving of a test driver mounted to the simulation tester; A load motor control unit for controlling driving of the load generating motor mounted to the simulation tester; And a central processing unit which controls the entire simulation test system to conduct simulation tests and analyzes test results, thereby including a zero point check, a polarity test, an assembly test, a maximum torque measurement, and a backlash area measurement. Including the basic function check of the motor, the maximum angular velocity test, the square wave response test, the step response test, the frequency response test, and the disturbance control performance test.
  • a driver performance simulation system is provided that is configured to perform all of the driver performance checks on a single device.
  • the driver control unit sends a control signal to the driver according to a control command from the central processing unit, receives state information including current and speed from the driver and transmits the state information to the central processing unit. And sending a control signal to the load motor according to the control command from the central processing unit, and transmitting the sensor value from the load sensor to the central processing unit together with the state information from the load motor.
  • the central processing unit may further include a user interface that analyzes each information signal fed back from the driver control unit and the load motor control unit for each control signal sent as an input, and analyzes the performance and state of the driver. Or a computer on which hardware or a program configured to perform such processing is executed.
  • the zero point check the polarity test, and the assembled state test, power transmission to the load sensor and the load generating motor is stopped, and the test driver is driven according to a test purpose, and then the test driver output stage The measurement is performed based on the position and the information fed back from the test driver.
  • the zero point check the zero point check of the driver is performed through the difference between the driver position and the value measured at the angle and the position sensor.
  • the drive signal in the clockwise and counterclockwise direction is applied to the driver and the connection state of the driver is checked by checking whether it is driven in the correct direction, and in the assembly state test, the driver While driving at a constant speed to check the assembly state of the driver through the magnitude and amount of drive torque It shall be.
  • the amount of the movement angle of the test driver is measured. Measure the magnitude of the backlash through, and during the measurement of the maximum torque, while gradually increasing the current amount to the test driver under the condition that the test driver and the load generating motor is connected and the position of the load generating motor is controlled to be fixed.
  • the maximum torque of the test driver is measured by measuring the value of the load sensor.
  • the measurement in the no-load state of the exercise performance test item is made under the condition that the test driver and the load generating motor are not connected and the load generating motor does not operate, and the test driver during the maximum angular velocity test.
  • Measure the maximum speed of the output stage of the control unit and measure the control performance in the square wave condition including the overshoot and steady state arrival time through the position driving command and the position value of the output terminal of the test driver during the square wave response test
  • the control performance including the overshoot and the steady state arrival time in the step response condition is measured through the position drive command and the position value of the output terminal of the test driver, and in the frequency response test, Amplitude ratio and phase delay can be obtained through the driving command and the position value of the output terminal of the test driver. Characterized in that the measurement that the frequency response characteristic.
  • the measurement in the load state of the exercise performance test item is made under the condition that the test driver and the load generating motor is connected and the load generating motor is operated, during the maximum angular velocity test, the output end of the test driver
  • the output of the test driver can be measured together with the speed to measure the dynamic output of the driver that can be measured by a dynamometer.
  • the position drive command and the test driver The control performance in the square wave condition including the overshoot and steady state arrival time is measured through the position value of the output stage.
  • the step response condition is determined through the position driving command and the position value of the output stage of the test driver.
  • Controllability including overshoot and steady-state arrival time In the frequency response test, the frequency response characteristic including amplitude ratio and phase delay is measured through the position driving command and the position value of the output terminal of the test driver, and during the disturbance control performance test, the actual measurement is performed.
  • the control performance of the test driver is tested for disturbance conditions generated by the load generating motor according to data or simulation results.
  • the load pattern expected by the load generating motor is generated by the load generating motor and driven by the load generating motor to check the change in the performance of the test driver while driving. It is characterized by testing the life of.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single device, so that only one test equipment is provided. Tests can be made for any load simulation conditions desired by the user.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single device as described above, thereby providing performance in mass production of the driver. This can drastically reduce the labor, time and cost of inspection.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of a multi-purpose load simulation tester for an actuator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the multi-purpose load simulation tester for the driver according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • Figure 3 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the multi-purpose load simulation tester for the driver according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of the multi-purpose load simulation tester for the driver according to another embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the overall configuration of a driver performance simulation test system for performing a simulation test using a multi-purpose load simulation tester for a driver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing test items that can be performed using the driver performance simulation test system according to the present invention shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view showing the operation of the driver performance simulation test system during the zero point check, the polarity test, and the assembled state test among the basic functional check items shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the driver performance simulation test system during the backlash measurement and the maximum torque measurement among the basic functional check items shown in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of a driver performance simulation test system in a maximum angular velocity test, a square wave response test, a step response test, and a frequency response test in a no-load state among the exercise performance test items shown in FIG. 6.
  • FIG. 10 is a view showing the operation of the actuator performance simulation test system in the maximum angular velocity test, square wave response test, step response test, frequency response test, and disturbance control performance test under load condition among the exercise performance test items shown in FIG. 6.
  • the present invention as will be described later, the conventional driver development environment is not only because the inspection process itself proceeds inefficiently because the performance test for each item must be repeated as a separate equipment, the driver development due to the increase of the inspection cost In order to solve the problem that caused the increase in cost, it is configured to test any load simulation condition desired by the user with only one test equipment, so that the mechanical and control performance of the actuator can be controlled by a single equipment.
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulator for actuators and a simulation system using the same.
  • the present invention is configured to be able to test any load simulation conditions desired by the user with only one test equipment, as described below, and thus, the efficiency of driver performance check in the field of defense and robots requiring special driver fabrication.
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulator for driving and a simulation system using the same, which can increase the cost and lower the cost of purchasing equipment.
  • the present invention in the development stage of the driver by performing a simulation in advance on the load conditions that can occur when using the actual driver is configured to be able to detect and respond to the technical problems that were not found during the development early, the driver
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulator for actuators and a simulation test system using the same that can greatly reduce the technical and cost risks of development.
  • the present invention is configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single equipment, as will be described later, it can significantly reduce the effort, time, and cost for the performance check in the mass production of the driver
  • the present invention relates to a multi-purpose load simulation tester for an actuator and a simulation test system using the same.
  • Figures 1 and 2 schematically show the overall configuration of the multi-purpose load simulation tester 10 for the driver according to an embodiment of the present invention
  • Figure 1 is a perspective view of the 2 is a side view thereof.
  • the multipurpose load simulation tester 10 for the driver imposes a desired motion value or load on the test driver 11 and the test driver 11.
  • a load generating motor 12 a power transmission shaft 13 connecting the test driver 11 and the load generating motor 12, and a coupling for compensating the declination and eccentricity of the power transmission shaft 13 ( 14), a fixing bracket 15 for fixing the test driver 11, an angle and position sensor 16 for measuring the position and angle of the output end of the test driver 11, a load generating motor 12,
  • a load sensor 17 which is used for feedback and measures the force or torque between the test driver 11 and a clutch 18 which connects or disconnects the transmission of power between the test driver 11 and the load generating motor 12.
  • supporting the power transmission shaft 12 including a bearing therein.
  • Body 19 and is configured to include a base 20 for supporting the above-described simulator 10 is the main body.
  • the multi-purpose load simulation tester 10 for the driver configured as described above, it is possible to test the performance of the driver over a variety of items as described below.
  • the multi-purpose load simulation tester for the driver according to the present invention is not limited to the configuration as shown in FIGS. 1 and 2 described above, and may be configured in other forms.
  • Figures 3 and 4 schematically show the overall configuration of the multi-purpose load simulation tester 30 for the driver according to another embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view thereof 4 is a side view thereof.
  • the multi-purpose load simulation tester 30 for the driver to apply a desired motion value or load to the test driver 31 and the test driver 31.
  • the load sensor 37 is used for feedback and measures the force or torque between the load generating motor 32 and the test driver 31, and the base 38 for supporting the main body of the simulation tester 30 described above. It is configured to include.
  • test drivers 11 and 31 are attached to the multi-purpose load simulation tester 10 and 30 for drivers configured as described above, and various tests can be performed as described below.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of a driver performance simulation test system for performing a simulation test using the multipurpose load simulation tester for the driver as described above.
  • the driver performance simulation test system 50 is equipped with the multipurpose load simulation testers 10 and 30 for drivers as shown in FIG. 1, and the simulation testers 10 and 30 mentioned above.
  • the driving control unit 51 for driving control of the test drivers 11 and 31, the load motor control unit 52 for driving control of the load generating motors 12 and 32, and the whole system are controlled to perform simulation tests and It comprises a central processing unit 53 for performing the analysis.
  • the driver control unit 51 sends a control signal to the driver according to the control command from the central processing unit 53, receives state information such as current and speed from the driver, and transmits it to the central processing unit 53.
  • the load motor control unit 52 similarly sends a control signal to the load motor according to the control command from the central processing unit 53, and sends the sensor value from the load sensor together with the state information from the load motor to the central processing unit 53. To send.
  • the central processing unit 53 performs dedicated hardware or such processing having a user interface for analyzing the performance and state of the driver by synthesizing and analyzing each information signal fed back with respect to the control signal sent as an input as described above.
  • a program configured to perform consists of a computer running.
  • the driver performance simulation test system is connected directly to the output terminal of the driver, not to drive or load using a separate mechanism from the outside to measure the mechanical and control characteristics of the driver.
  • the desired mechanical or control performance can be checked. It is characterized in that configured to.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing test items that can be performed using the driver performance simulation test system according to the present invention as shown in FIG. 5.
  • the basic functional check including the zero point check, the polarity test, the assembly test, the maximum torque measurement and the backlash area measurement and
  • the load / unloaded kinetic performance test including the maximum angular velocity test, the square wave response test, the step response test, the frequency response test, and the disturbance control performance test, and the durability performance test can be performed respectively.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating operations during zero point check, polarity test, and assembly state test among basic functional check items shown in FIG. 6.
  • the zero point check measures the accuracy of the reference position or the movement position of the position sensor of the driver, and checks the difference between the position of the driver and the driver output angle and the value measured by the position sensor.
  • the polarity test is to check the driver connection state through whether or not the drive signal is driven in the correct direction when the drive signal is applied in the clockwise or counterclockwise direction, and the assembly state test is performed while driving the driver at a constant speed.
  • the assembly status is checked by the magnitude and the amount of drive torque.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the driver performance simulation test system during the backlash measurement and the maximum torque measurement among the basic functional check items shown in FIG. 6.
  • the backlash measurement measures the amount of backlash in the drive itself or in the gears included in the drive, in which case, as shown in FIG. 8, the clutch is connected and the position of the load generating motor is controlled to be fixed. After the motion is given to the test driver under the conditions, the magnitude of the backlash is measured by the amount of motion angle at the driver.
  • the maximum torque is measured by measuring the value of the load sensor while gradually increasing the amount of current in the test driver, as shown in FIG. 8, under the condition that the position of the load generating motor is fixed while the clutch is connected. Measure the maximum torque.
  • FIG. 9 illustrates the operation of the drive performance simulation test system in the maximum angular velocity test, square wave response test, step response test, and frequency response test in the no-load state among the exercise performance test items shown in FIG. 6. Drawing.
  • the measurement of the no-load state is made under the condition that the clutch is not connected and the load generating motor does not operate, as shown in FIG. 9, where the maximum speed of the output stage of the driver is measured at the output stage position sensor.
  • the control performance under square wave conditions such as overshoot and steady-state arrival time is measured using the position drive command and the measured position value of the output of the driver.
  • control performance such as overshoot and steady state arrival time in the step response condition is measured through the position drive command and the measured position value of the output terminal of the driver.
  • Measured frequency response characteristics such as amplitude ratio and phase delay, are measured from the command and measured position values at the output of the driver.
  • FIG. 10 is a simulation system of a driver performance during a maximum angular velocity test, a square wave response test, a step response test, a frequency response test, and a disturbance control performance test among the exercise performance test items shown in FIG. 6. Is a diagram showing the operation of.
  • the measurement of the load state is made under the condition that the clutch is connected and the load generating motor operates, as shown in Fig. 10, in which the maximum speed of the output stage of the driver is output at the maximum angular velocity test.
  • the dynamic output of the actuator which can be measured by the dynamometer.
  • the overshoot is performed through the position drive command and the measured position value of the output terminal of the driver. And control performance under square wave conditions such as steady state arrival time.
  • control performance such as overshoot and steady state arrival time in the step response condition is measured through the position drive command and the measured position value of the output terminal of the driver.
  • Measured frequency response characteristics such as amplitude ratio and phase delay, are measured from the command and measured position values at the output of the driver.
  • control performance of the driver is tested against the disturbance conditions expected according to the actual measurement data or the simulation result, with the clutch connected and the load generating motor operating as described above.
  • FIG. 11 is a view showing the operation of the driver performance simulation test system during the durability performance test among the test items shown in FIG. 6.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single equipment and a simulation test system using the same, so that any user wants with only one test equipment Tests can also be made for load simulation conditions, thereby increasing the efficiency of driver performance checks and lowering equipment purchase costs.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single device as described above, thereby providing performance in mass production of the driver. This can drastically reduce the labor, time and cost of inspection.
  • the present invention can implement a mock tester with the same concept with respect to a linear driver that is not a rotary driver as shown in the above embodiment, and more specifically, a linear output position sensor, a linear type Using force measuring sensor, linear external load motor or load generating actuator using a mechanism to convert the rotational motion of the motor into linear motion, clutch for linear motion connection / disconnection, guide structure and member for transmitting linear motion
  • a mock tester with the same concept with respect to a linear driver that is not a rotary driver as shown in the above embodiment, and more specifically, a linear output position sensor, a linear type Using force measuring sensor, linear external load motor or load generating actuator using a mechanism to convert the rotational motion of the motor into linear motion, clutch for linear motion connection / disconnection, guide structure and member for transmitting linear motion
  • a linear driver that is not a rotary driver as shown in the above embodiment, and more specifically, a linear output position sensor, a linear type Using force measuring sensor, linear external load motor or load generating actuator using a mechanism
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single device, so that only one test equipment is provided. Tests can be made for any load simulation conditions desired by the user.
  • a multi-purpose load simulation tester for the driver and a simulation test system using the same configured to check both the mechanical performance and the control performance of the driver by a single device as described above, thereby providing performance in mass production of the driver. This can drastically reduce the labor, time and cost of inspection.
  • Test driver 12 Load generating motor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 방산 분야 및 로봇 분야에 사용되는 특수 목적 고성능 구동기의 성능을 점검하기 위한 구동기용 모의 성능 시험기에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 종래의 구동기 개발환경은 각각의 항목별 성능 검사를 별개의 장비로 반복해야함으로 인해 점검 과정 자체가 비효율적으로 진행될 뿐만 아니라, 검사 비용의 증가로 인해 구동기 개발 비용의 상승을 초래하는 원인이 되었던 문제점을 해결하기 위해, 구동기의 기계적 성능 점검 및 제어 성능 점검을 하나의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기가 제공됨으로써, 구동기 성능 점검의 효율성을 높이는 동시에, 점검 장비에 대한 비용을 절감하여 구동기의 전체적인 개발 기간 및 비용을 절감할 수 있다.

Description

구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템
본 발명은 구동기의 성능을 시험하기 위한 구동기용 모의 성능 시험기에 관한 것으로, 더 상세하게는, 방산 분야 및 로봇 분야에 사용되는 특수 목적 고성능 구동기에 대하여 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 모두 점검할 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 방산 분야 및 로봇 분야에 사용되는 특수 목적 고성능 구동기에 대하여 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 점검할 수 있도록 함으로써, 성능 점검의 효율성을 높이는 동시에 비용을 절감하여 보다 양질의 구동기가 개발되어 사용될 수 있도록 하기 위한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
종래, 방산 분야 및 로봇 분야에 있어서, 여러 가지 분야에 대하여 특수한 목적을 가지는 다양한 구동기가 개발되어 사용되고 있다.
또한, 이러한 구동기의 개발에 있어서는, 개발된 구동기가 실제로 목적하는 만큼의 성능을 만족하는지를 점검하기 위한 성능 점검 과정을 필수적으로 거치게 된다.
여기서, 이러한 성능 점검 과정에 있어서, 종래에는, 각각의 시험 내용에 대하여 별도의 시험 장비를 이용하여 성능 점검이 행해지는 것이 일반적이었다.
즉, 이러한 구동기의 성능을 검사하기 위한 종래의 검사 장비의 예로서는, 예를 들면, 등록특허 제10-1181008호(2012.09.03.)에 개시된 바와 같은 "모터구동밸브의 실시간 성능 진단방법과 이를 이용한 진단시스템"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-1181008호에 제시된 모터구동밸브의 실시간 성능 진단방법과 이를 이용한 진단시스템은, 구동기의 스템마찰계수를 이용하여 모터구동밸브의 운전상태와 밸브 및 구동기 부품의 손상 상태를 실시간으로 감시하도록 구성된 것이다.
이를 위해, 상기한 등록특허 제10-1181008호는, 모터 구동밸브를 최초로 설치할 때, 이 밸브의 스템에 작용하는 토크와 추력값으로부터 스템마찰계수 평균값을 결정하기 위한 예비시험을 수행하는 단계, 상기 예비시험을 수행하는 단계에서 얻어진 스템마찰계수 평균값을 기준값으로 하여 스템마찰계수 선도와 상한값 및 하한값을 설정하는 단계, 밸브의 동작시마다 스템에 작용하는 토크와 추력값을 측정하여 밸브의 행정거리 구간별 스템마찰계수값을 구하는 단계, 상기 스템마찰계수값이 스템마찰계수 선도의 상한값 및 하한값 범위 이내인지를 판단하는 단계 및 스템마찰계수값이 스템마찰계수 선도의 상한값 및 하한값 범위 내인 경우에는 밸브의 동작이 정상상태라 판정하고, 범위 외인 경우에는 경보를 발생하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터구동밸브의 실시간 성능 진단방법을 제시하고 있다.
또한, 구동기의 성능을 검사하기 위한 종래의 검사 장비의 다른 예로서는, 예를 들면, 등록특허 제10-0963283호(2010.06.04.)에 개시된 바와 같은 "MOV 구동기 성능시험장치"가 있다.
더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-0963283호에 개시된 MOV 구동기 성능시험장치는, 모터구동밸브(Motor Operated Valve, MOV) 구동기의 회전속도, 작동시간, 토크 등을 측정하기 위한 장치에 있어서, 설계기준사고(Design Basis Accident, DBA) 테스트 챔버 내에 측정하고자 하는 MOV 구동기를 설치하여 설계기준사고 시험을 하면서 동시에 성능시험을 할 수 있도록 한 MOV 구동기 성능시험장치에 관한 것이다.
이를 위해, 상기한 등록특허 등록특허 제10-0963283호는, DBA 테스트챔버, 상기 DBA 테스트챔버 내부에 위치되고 상기 DBA 테스트챔버 외부로 연장 돌출되는 스템축과 결합되는 성능시험 대상체인 MOV 구동기, 상기 DBA 테스트챔버 외부로 돌출된 스템축의 외주면에 결합되어 회전속도를 측정하는 타코메터, 상기 스템축에 타코 메터 이후 전기적으로 결합되어 회전하는 상기 스템축의 토크를 측정하는 토크 메터, 상기 스템축 외주면에 토크 메터 이후 결합되되 현장에서 밸브가 부착된 상태에서 유량이 있을 시와 같은 부하를 상기 스템축에 인가하기 위해 설치되는 브레이크 시스템, 상기 MOV 구동기와 전기적으로 연결되는 측정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MOV 구동기 성능시험장치를 제시하고 있다.
상기한 바와 같이, 구동기의 점검을 위해 여러 가지 측정 및 평가 방법이 제시된 바 있으나, 이러한 종래의 방법들은 구동기의 여러 가지 특성 중 정해진 한 가지의 특정 목적에 대한 검사 및 평가만이 가능하다는 점에서 그 한계가 있는 것이었다.
더 상세하게는, 종래에는, 예를 들면, 구동기의 기계적 성능을 점검하기 하여는 기계적 성능을 점검하기 위한 검사 장비나 시설을 이용하여 기계적 성능을 점검하고, 또한, 제어 성능을 평가하기 위하여는, 또 다른 별도의 제어 성능 검사 장비나 시설을 이용하여 다시 제어 성능에 대한 점검을 행하는 것이 일반적이었다.
즉, 기존의 구동기 성능 검사방법은, 구동기 제작 후 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 점검하기 위해서 수동적인 방법을 통하여 점검하는 것이 일반적이었으며, 또한, 그러한 수동적인 시험에 있어서도, 각각의 시험 목적에 맞는 별개의 다른 시험용 장비가 별도로 존재하여, 구동기의 전체적인 성능을 평가하기 위하여는 각 항목별로 별개의 장비를 통해 성능 검사를 반복해야만 했다.
따라서 이러한 종래의 구동기 개발환경에서는, 각각의 항목별로 검사를 반복적으로 행해야 함으로 인해 점검 과정 자체가 비효율적으로 진행될 뿐만 아니라, 검사 비용의 상승을 초래하는 원인이 되는 문제가 있는 것이었다.
아울러, 상기한 바와 같은 종래의 구동기 검사 방식의 문제점을 해결하기 위하여는, 구동기의 각종 성능에 대한 시험을 단일의 장비로 수행할 수 있도록 구성된 구동기의 성능 시험 장비를 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 구동기의 성능 시험 장비나 시험 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 구동기의 성능 검사장비 및 방법들의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 함으로써, 구동기의 성능 점검의 효율을 높일 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 하여 구동기 성능 점검의 효율을 높임으로써, 각종 시험을 위한 장비 구매 비용을 절감하는 동시에, 성능 점검을 위한 수고와 시간 및 비용을 획기적으로 감소시킴으로써, 구동기의 전체적인 개발 기간 및 비용을 감소시킬 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 모두 점검할 수 있도록 하기 위한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기에 있어서, 시험용 구동기; 상기 시험용 구동기에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터; 상기 하중생성모터의 속도 가감속을 통한 토크 용량 및 속도 범위 조절을 위한 기어부; 상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터를 연결하는 동력 전달 샤프트; 상기 동력 전달 샤프트의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링; 상기 시험용 구동기를 고정하기 위한 고정 브라켓; 상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 각도를 측정하기 위한 각도 및 위치센서; 상기 하중생성모터와 상기 시험용 구동기 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서; 상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터 사이의 동력 전달을 연결 또는 해제하는 클러치; 내부에 베어링을 포함하여 상기 동력전달 샤프트를 지지하는 지지체; 및 상기 모의 시험기 본체를 지지하기 위한 베이스를 포함하여 구성됨으로써, 0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 모의 시험에 악영향을 주는 관성을 제거할 수 있도록 클러치를 제거하고 시험용 구동기와 하중생성모터를 직접 연결시키되, 실제의 클러치를 물리적으로 연결 또는 해제하는 과정 없이 하중생성모터의 하중을 제어함으로써, 클러치가 해제되었을 때처럼 무부하 하중 조건을 구현하거나, 클러치가 연결되었을 때처럼 부하 하중조건을 구현할 수 있도록 구성되어, 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 모두 점검할 수 있도록 하기 위한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기에 있어서, 시험용 구동기; 상기 시험용 구동기에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터; 상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터를 연결하는 동력 전달 샤프트; 상기 동력 전달 샤프트의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링; 상기 시험용 구동기 및 상기 하중생성모터를 각각 고정하기 위한 고정 브라켓; 상기 하중생성모터의 속도 가감속을 통한 토크 용량 및 속도 범위 조절을 위한 기어부; 상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 각도를 측정하기 위한 각도 및 위치센서; 상기 하중생성모터와 상기 시험용 구동기 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서; 및 상기 모의 시험기 본체를 지지하기 위한 베이스를 포함하여 구성됨으로써, 0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기가 제공된다.
아울러, 본 발명에 따르면, 구동기 성능 모의 시험 시스템에 있어서, 청구항 1항 또는 2항에 기재된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기; 상기 모의 시험기에 장착된 시험용 구동기를 구동 제어하는 구동기 제어부; 상기 모의 시험기에 장착된 하중 생성 모터를 구동 제어하는 하중 모터 제어부; 및 상기 모의 시험 시스템 전체를 제어하여 모의 시험을 진행하고 시험 결과의 분석을 행하는 중앙처리부를 포함하여 구성됨으로써, 0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 구동기 제어부는, 상기 중앙처리부로부터의 제어 명령에 따라 상기 구동기에 제어 신호를 보내고, 상기 구동기로부터 전류 및 속도를 포함하는 상태 정보를 수신하여 상기 중앙처리부로 전송하며, 상기 하중 모터 제어부는, 상기 중앙처리부로부터의 제어 명령에 따라 상기 하중 모터에 제어 신호를 보내고, 상기 하중모터로부터의 상태 정보와 함께 상기 하중 센서로부터의 센서값을 상기 중앙처리부로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙처리부는, 입력으로서 보내진 각각의 상기 제어 신호에 대하여 상기 구동기 제어부와 상기 하중 모터 제어부로부터 피드백된 각각의 정보 신호를 분석하여 상기 구동기의 성능 및 상태를 분석하는 사용자 인터페이스를 가지는 전용의 하드웨어 또는 그러한 처리를 수행하도록 구성된 프로그램이 실행되는 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 0점 점검, 상기 극성 시험 및 상기 조립 상태 시험시는, 상기 하중 센서 및 상기 하중 생성 모터로의 동력 전달을 끊고, 상기 시험용 구동기를 시험 목적에 따라 구동한 후, 상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 상기 시험용 구동기로부터 피드백되는 정보에 근거하여 측정을 수행하며, 상기 0점 점검시는, 상기 구동기 위치와 상기 각도 및 위치센서에서 측정된 값 사이의 차이를 통해 구동기의 0점 점검을 수행하고, 상기 극성 시험시는, 상기 구동기에 시계 및 반시계 방향으로의 구동 신호를 인가하고 올바른 방향으로 구동되는지의 여부를 확인하여 상기 구동기의 결선 상태를 점검하며, 상기 조립 상태 시험시는, 상기 구동기를 일정한 속도로 구동하면서 구동 토크의 크기와 변동량을 통해 상기 구동기의 조립 상태를 점검하는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 백래쉬 측정시는, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서 상기 시험용 구동기에 운동을 부여한 후, 상기 시험용 구동기의 운동 각도의 양을 통해 상기 백래쉬의 크기를 측정하며, 상기 최대 토크 측정시는, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서 상기 시험용 구동기에 점차적으로 전류량을 증가시키면서 상기 하중 센서의 값을 측정하여 상기 시험용 구동기의 최대 토크를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운동 성능 시험 항목 중 무부하 상태에서의 측정은, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되지 않고 상기 하중 생성 모터가 동작하지 않는 조건하에서 이루어지며, 상기 최대 각속도 시험시는, 상기 시험용 구동기의 출력단의 최대속도를 측정하고, 상기 구형파 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정하며, 상기 계단 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 제어 성능을 측정하고, 상기 주파수 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연을 포함하는 주파수 응답 특성을 측정하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 운동 성능 시험 항목 중 부하 상태에서의 측정은, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터가 동작하는 조건하에서 이루어지며, 상기 최대 각속도 시험시는, 상기 시험용 구동기의 출력단의 최대속도를 측정할 뿐만 아니라, 상기 시험용 구동기의 출력을 속도와 함께 측정함으로써 다이나모미터에서 측정 가능한 구동기의 동특성인 출력량을 측정 가능하고, 상기 구형파 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정하며, 상기 계단 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 제어 성능을 측정하고, 상기 주파수 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연을 포함하는 주파수 응답 특성을 측정하며, 상기 외란 제어 성능 시험시는, 실측정 데이터 또는 시뮬레이션 결과에 따라 상기 하중 생성 모터에 의해 생성되는 외란 조건에 대하여 상기 시험용 구동기의 제어 성능을 시험하는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 내구성 성능 시험시는, 상기 시험용 구동기의 전 수명 주기간 예상되는 하중 패턴을 상기 하중 생성 모터에 의해 생성하여 상기 시험용 구동기에 부여하여 구동하면서 상기 시험용 구동기의 성능의 변화를 점검하고, 구동기의 수명을 시험하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 구동기 성능 점검의 효율을 높이고 장비 구매 비용을 낮출 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 특수 구동기 제작을 요구하는 방산 분야 및 로봇 분야에 있어서, 구동기를 새롭게 개발 및 제작하였을 경우 사용 전에 성능 점검을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 구동기 사용시 발생 가능한 하중 조건에 대해 미리 시뮬레이션을 수행하여 개발 중에 미처 발견하지 못한 기술적 문제를 조기에 발견하여 대응할 수 있도록 함으로써, 구동기 개발의 기술적 및 비용적 리스크를 크게 낮출 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 구동기의 양산시 성능 점검을 위한 수고와 시간, 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기를 이용하여 모의 시험을 수행하기 위한 구동기 성능 모의 시험 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 본 발명에 따른 구동기 성능 모의 시험 시스템을 이용하여 수행 가능한 시험 항목들을 도식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 기본 기능 점검 항목 중 0점 점검, 극성 시험 및 조립상태 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6에 나타낸 기본 기능 점검 항목 중 백래쉬 측정 및 최대 토크 측정시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6에 나타낸 운동 성능 시험 항목 중 무부하 상태에서 최대 각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험 및 주파수 응답 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 6에 나타낸 운동 성능 시험 항목 중 부하 상태에서 최대 각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 6에 나타낸 시험 항목 중 내구성 성능 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 종래의 구동기 개발환경은 각각의 항목별 성능 검사를 별개의 장비로 반복해야함으로 인해 점검 과정 자체가 비효율적으로 진행될 뿐만 아니라, 검사 비용의 증가로 인해 구동기 개발 비용의 상승을 초래하는 원인이 되었던 문제점을 해결하기 위해, 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능하도록 구성됨으로써, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능하도록 구성됨으로써, 특수 구동기 제작을 요구하는 방산 분야 및 로봇 분야에 있어서 구동기 성능 점검의 효율을 높이고 장비 구매 비용을 낮출 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 구동기의 개발단계에서 실제 구동기 사용시 발생 가능한 하중 조건에 대해 미리 시뮬레이션을 수행하여 개발 중에 미처 발견하지 못한 기술적 문제를 조기에 발견하여 대응할 수 있도록 구성됨으로써, 구동기 개발의 기술적 및 비용적 리스크를 크게 낮출 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성됨으로써, 구동기의 양산시 성능 점검을 위한 수고와 시간, 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템에 관한 것이다.
계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 1은 그 사시도이고 도 2는 그 측면도이다.
즉, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10)는, 시험용 구동기(11)와, 시험용 구동기(11)에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터(12)와, 시험용 구동기(11)와 하중생성모터(12)를 연결하는 동력 전달 샤프트(13)와, 동력 전달 샤프트(13)의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링(14)과, 시험용 구동기(11)를 고정하기 위한 고정 브라켓(15)과, 시험용 구동기(11) 출력단의 위치 및 각도를 측정하기 위한 각도 및 위치센서(16)와, 하중생성모터(12)와 시험용 구동기(11) 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서(17)와, 시험용 구동기(11)와 하중생성모터(12) 사이의 동력 전달을 연결 또는 해제하는 클러치(18)와, 내부에 베어링을 포함하여 동력전달 샤프트(12)를 지지하는 지지체(19) 및 상기한 모의 시험기(10) 본체를 지지하기 위한 베이스(20)를 포함하여 구성되어 있다.
따라서 상기한 바와 같이 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10)를 이용하면, 후술하는 바와 같이 하여 여러 가지 다양한 항목에 걸쳐 구동기의 성능을 시험할 수 있게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기는 상기한 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 다른 형태로 구성되는 것도 가능하다.
즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(30)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 3은 그 사시도이고 도 4는 그 측면도이다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(30)는, 시험용 구동기(31)와, 시험용 구동기(31)에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터(32)와, 시험용 구동기(31)와 하중생성모터(32)를 연결하는 동력 전달 샤프트(33)와, 동력 전달 샤프트(33)의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링(34)과, 시험용 구동기(31) 및 하중생성모터(32)를 고정하기 위한 고정 브라켓(35)과, 하중생성모터(32)의 속도를 가감속하고 토크 용량을 조절하기 위한 기어부(36)와, 하중생성모터(32)와 시험용 구동기(31) 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서(37)와, 상기한 모의 시험기(30) 본체를 지지하기 위한 베이스(38)를 포함하여 구성되어 있다.
따라서 상기한 바와 같이 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10, 30)에 시험용 구동기(11, 31)를 장착하여, 후술하는 바와 같이 하여 여러 가지 시험을 할 수 있게 된다.
계속해서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 상기한 바와 같은 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10, 30)를 이용한 모의 시험 시스템 및 그러한 모의 시험 시스템을 이용하여 다양한 시험을 행하는 방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 도 5는 상기한 바와 같은 구동기용 다목적 하중 모의 시험기를 이용하여 모의 시험을 수행하기 위한 구동기 성능 모의 시험 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 구동기 성능 모의 시험 시스템(50)은, 도 1에 나타낸 바와 같은 구동기용 다목적 하중 모의 시험기(10, 30)와, 상기한 모의 시험기(10, 30)에 장착된 시험용 구동기(11, 31)를 구동 제어하는 구동기 제어부(51)와, 하중 생성 모터(12, 32)를 구동 제어하는 하중 모터 제어부(52) 및 시스템 전체의 제어하여 모의 시험을 진행하고 시험 결과의 분석을 행하는 중앙처리부(53)를 포함하여 구성된다.
여기서, 구동기 제어부(51)는, 중앙처리부(53)로부터의 제어 명령에 따라 구동기에 제어 신호를 보내고, 구동기로부터 전류 및 속도와 같은 상태 정보를 수신하여 중앙처리부(53)로 전송한다.
또한, 하중 모터 제어부(52)는, 마찬가지로 중앙처리부(53)로부터의 제어 명령에 따라 하중 모터에 제어 신호를 보내고, 하중모터로부터의 상태 정보와 함께 하중 센서로부터의 센서값을 중앙처리부(53)로 전송한다.
아울러, 중앙처리부(53)는, 상기한 바와 같이 입력으로서 보내진 제어 신호에 대하여 피드백된 각각의 정보신호를 종합 및 분석하여 구동기의 성능 및 상태를 분석하는 사용자 인터페이스를 가지는 전용의 하드웨어 또는 그러한 처리를 수행하도록 구성된 프로그램이 실행되는 컴퓨터로 구성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동기 성능 모의 시험 시스템은, 구동기의 기계적 특성 및 제어 특성을 측정하기 위해 외부에서 별도의 기구를 이용하여 구동하거나 하중을 부과하는 것이 아니라, 구동기의 출력단에 직접 연결되어 있는 하중 모터를 통하여 원하는 구동을 구현하여 구동기의 기계적 특성을 측정하며, 이때, 하중 모의 소프트웨어의 하중 구현 알고리즘을 통해 외부에서 임의의 하중을 모의하여 발생시킴으로써, 원하는 기계적 또는 제어 성능을 점검할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 구동기 성능 모의 시험 시스템을 이용하면, 구동기 자체의 기계적 특성, 즉, 마찰력, 백래쉬, 기계적 강성, 기계적 강도를 측정할 수 있고, 아울러, 외부 하중을 모의하여 인가함으로써 구동기의 속도 성능, 힘/토크 성능, 주파수 응답, 제어 성능을 점검할 수 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 도 5에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 구동기 성능 모의 시험 시스템을 이용하여 수행 가능한 시험 항목들을 도식적으로 나타내는 도면이다.
더 상세하게는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 구동기 성능 모의 시험 시스템을 이용하면, 0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 부하/무부하 상태의 운동 성능 시험과, 내구성 성능 시험을 각각 수행할 수 있다.
계속해서 도 7 내지 도 11을 참조하여, 상기한 바와 같은 각각의 시험 종목에 따른 구체적인 시험 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 7을 참조하면, 도 7은 도 6에 나타낸 기본 기능 점검 항목 중 0점 점검, 극성 시험 및 조립상태 시험시의 동작을 나타내는 도면이다.
즉, 0점 점검은, 구동기의 위치센서의 기준 또는 운동위치의 정확도를 측정하는 것으로, 구동기 위치와 구동기 출력 각도 및 위치센서에서 측정된 값 사이의 차이를 통해 점검을 행한다.
또한, 극성 시험은, 구동기에 시계/반시계 방향으로의 구동 신호 인가시 올바른 방향으로 구동되는지의 여부를 통해 구동기 결선 상태를 점검하는 것이며, 아울러, 조립 상태 시험은, 구동기를 일정한 속도로 구동하면서 구동 토크의 크기와 변동량을 통해 조립 상태를 점검하는 것이다.
따라서 이때는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 클러치를 통해 하중 센서 및 하중 생성 모터로의 동력 전달을 끊고, 시험용 구동기를 시험 목적에 따라 적절히 구동한 후, 구동기 출력 각도 및 위치센서로부터 측정된 구동기 출력단의 위치 및 구동기로부터 피드백되는 정보에 근거하여 각각의 측정을 수행할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 도 8은 도 6에 나타낸 기본 기능 점검 항목 중 백래쉬 측정 및 최대 토크 측정시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
더 상세하게는, 백래쉬 측정은 구동기 자체 또는 구동기에 포함된 기어에서의 백래쉬 양을 측정하는 것으로, 이 경우는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 클러치가 연결되고 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서 시험용 구동기에 운동을 부여한 후, 구동기에서의 운동 각도의 양을 통해 백래쉬의 크기를 측정한다.
또한, 최대 토크 측정은, 마찬가지로 클러치가 연결된 상태에서 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 시험용 구동기에 점차적으로 전류량을 증가시키면서 하중 센서의 값을 측정하여 구동기의 최대 토크를 측정한다.
계속해서, 도 9를 참조하면, 도 9는 도 6에 나타낸 운동 성능 시험 항목 중 무부하 상태에서 최대 각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험 및 주파수 응답 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
즉, 무부하 상태의 측정은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 클러치가 연결되지 않고 하중 생성 모터가 동작하지 않는 조건하에서 이루어지며, 이때, 최대 각속도 시험시에는 구동기의 출력단의 최대속도를 출력단 위치센서를 통해 측정하고, 구형파 응답 시험시에는 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간과 같은 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정한다.
또한, 계단 응답 시험시에는, 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간과 같은 제어 성능을 측정하며, 주파수 응답 시험시에는, 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연과 같은 주파수 응답 특성을 측정한다.
아울러, 도 10을 참조하면, 도 10은 도 6에 나타낸 운동 성능 시험 항목 중 부하 상태에서 최대 각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
더 상세하게는, 부하 상태의 측정은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 클러치가 연결되고 하중 생성 모터가 동작하는 조건하에서 이루어지며, 이러한 상태에서, 최대 각속도 시험시에는 구동기의 출력단의 최대속도를 출력단 위치센서를 통해 측정하고, 동시에 구동기 출력을 측정함으로써, 다이나모미터에서 측정 가능한 구동기의 동특성인 출력량을 측정 가능하고, 구형파 응답 시험시에는 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간과 같은 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정한다.
또한, 계단 응답 시험시에는, 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간과 같은 제어 성능을 측정하며, 주파수 응답 시험시에는, 위치 구동 명령과 구동기의 출력단의 측정된 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연과 같은 주파수 응답 특성을 측정한다.
아울러, 외란 제어 성능 시험시에는, 상기한 바와 같이 클러치가 연결되고 하중 생성 모터가 동작하는 상태에서, 실측정 데이터 또는 시뮬레이션 결과에 따라 예상되는 외란 조건에 대해 구동기의 제어 성능을 시험한다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 도 11은 도 6에 나타낸 시험 항목 중 내구성 성능 시험시의 구동기 성능 모의 시험 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.
즉, 도 11에 나타낸 바와 같이, 내구성 성능 시험시에는, 전 수명 주기간 예상되는 하중 패턴을 부여하여 구동하면서 구동기의 성능의 변화를 점검하고, 구동기의 수명을 시험한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기를 구현하고, 그러한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기를 이용하여 모의 시험 시스템을 구축함으로써, 단일의 장비로 여러 가지 구동기의 특성 및 성능에 대한 검사를 수행할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능하게 되며, 또한, 그것에 의해, 구동기 성능 점검의 효율을 높이고 장비 구매 비용을 낮출 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 특수 구동기 제작을 요구하는 방산 분야 및 로봇 분야에 있어서, 구동기를 새롭게 개발 및 제작하였을 경우 사용 전에 성능 점검을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 구동기 사용시 발생 가능한 하중 조건에 대해 미리 시뮬레이션을 수행하여 개발 중에 미처 발견하지 못한 기술적 문제를 조기에 발견하여 대응할 수 있도록 함으로써, 구동기 개발의 기술적 및 비용적 리스크를 크게 낮출 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 구동기의 양산시 성능 점검을 위한 수고와 시간, 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
즉, 예를 들면, 본 발명은, 상기한 실시예에 나타낸 바와 같은 회전형 구동기가 아닌 직선형 구동기에 대하여도 동일한 개념으로 모의 시험기의 구현이 가능하며, 더 상세하게는, 직선형 출력 위치 센서, 직선형 힘 측정센서, 직선형 외부 하중 모터 또는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 기구를 사용한 형태의 하중 생성 구동기, 직선운동 연결/ 해제를 위한 클러치, 직선운동을 전달하기 위한 가이드 구조물 및 부재를 사용하여 직선형 구동기에 대한 시험기를 동일하게 구현할 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 하나의 시험 장비만으로 사용자가 원하는 어떠한 하중 시뮬레이션 조건에 대해서도 시험이 가능한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 구동기 성능 점검의 효율을 높이고 장비 구매 비용을 낮출 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 특수 구동기 제작을 요구하는 방산 분야 및 로봇 분야에 있어서, 구동기를 새롭게 개발 및 제작하였을 경우 사용 전에 성능 점검을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 구동기 사용시 발생 가능한 하중 조건에 대해 미리 시뮬레이션을 수행하여 개발 중에 미처 발견하지 못한 기술적 문제를 조기에 발견하여 대응할 수 있도록 함으로써, 구동기 개발의 기술적 및 비용적 리스크를 크게 낮출 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 단일한 장비에 의해 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 모두 점검할 수 있도록 구성된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템이 제공됨으로써, 구동기의 양산시 성능 점검을 위한 수고와 시간, 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
[부호의 설명]
10. 구동기용 다목적 하중 모의 시험기
11. 시험용 구동기 12. 하중생성모터
13. 동력 전달 샤프트 14. 커플링
15. 고정 브라켓 16. 각도 및 위치센서
17. 하중센서 18. 클러치
19. 지지체 20. 베이스
30. 구동기용 다목적 하중 모의 시험
31. 시험용 구동기 32. 하중생성모터
33. 동력 전달 샤프트 34. 커플링
35. 고정 브라켓 36. 기어부
37. 하중센서 38. 베이스
50. 구동기 성능 모의 시험 시스템
51. 구동기 제어부 52. 하중 모터 제어부
53. 중앙처리부

Claims (10)

  1. 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 모두 점검할 수 있도록 하기 위한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기에 있어서,
    시험용 구동기;
    상기 시험용 구동기에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터;
    상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터를 연결하는 동력 전달 샤프트;
    상기 동력 전달 샤프트의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링;
    상기 시험용 구동기를 고정하기 위한 고정 브라켓;
    상기 하중생성모터의 속도 가감속을 통한 토크 용량 및 속도 범위 조절을 위한 기어부;
    상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 각도를 측정하기 위한 각도 및 위치센서;
    상기 하중생성모터와 상기 시험용 구동기 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서;
    상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터 사이의 동력 전달을 연결 또는 해제하는 클러치;
    내부에 베어링을 포함하여 상기 동력전달 샤프트를 지지하는 지지체; 및
    상기 모의 시험기 본체를 지지하기 위한 베이스를 포함하여 구성됨으로써,
    0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기.
  2. 모의 시험에 악영향을 주는 관성을 제거할 수 있도록 클러치를 제거하고 시험용 구동기와 하중생성모터를 직접 연결시키되, 실제의 클러치를 물리적으로 연결 또는 해제하는 과정 없이 하중생성모터의 하중을 제어함으로써, 클러치가 해제되었을 때처럼 무부하 하중 조건을 구현하거나, 클러치가 연결되었을 때처럼 부하 하중조건을 구현할 수 있도록 구성되어, 구동기의 기계적 성능 및 제어 성능을 하나의 장비로 모두 점검할 수 있도록 하기 위한 구동기용 다목적 하중 모의 시험기에 있어서,
    시험용 구동기;
    상기 시험용 구동기에 원하는 운동값 또는 하중을 부과하기 위한 하중생성모터;
    상기 시험용 구동기와 상기 하중생성모터를 연결하는 동력 전달 샤프트;
    상기 동력 전달 샤프트의 편각 및 편심을 보상하기 위한 커플링;
    상기 시험용 구동기 및 상기 하중생성모터를 각각 고정하기 위한 고정 브라켓;
    상기 하중생성모터의 속도 가감속을 통한 토크 용량 및 속도 범위 조절을 위한 기어부;
    상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 각도를 측정하기 위한 각도 및 위치센서;
    상기 하중생성모터와 상기 시험용 구동기 사이의 힘 또는 토크를 측정하며 피드백을 위해 사용되는 하중센서; 및
    상기 모의 시험기 본체를 지지하기 위한 베이스를 포함하여 구성됨으로써,
    0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기용 다목적 하중 모의 시험기.
  3. 구동기 성능 모의 시험 시스템에 있어서,
    청구항 1항 또는 2항에 기재된 구동기용 다목적 하중 모의 시험기;
    상기 모의 시험기에 장착된 시험용 구동기를 구동 제어하는 구동기 제어부;
    상기 모의 시험기에 장착된 하중 생성 모터를 구동 제어하는 하중 모터 제어부; 및
    상기 모의 시험 시스템 전체를 제어하여 모의 시험을 진행하고 시험 결과의 분석을 행하는 중앙처리부를 포함하여 구성됨으로써,
    0점 점검, 극성 시험, 조립상태 시험, 최대 토크 측정 및 백래쉬 영역 측정을 포함하는 구동기의 기본 기능 점검과, 최대각속도 시험, 구형파 응답 시험, 계단 응답 시험, 주파수 응답 시험 및 외란 제어 성능 시험을 포함하는 구동기의 부하 상태 또는 무부하 상태의 운동 성능 시험과, 구동기의 내구성 성능 시험을 포함하는 구동기 성능 점검을 단일의 장비로 모두 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동기 제어부는,
    상기 중앙처리부로부터의 제어 명령에 따라 상기 구동기에 제어 신호를 보내고, 상기 구동기로부터 전류 및 속도를 포함하는 상태 정보를 수신하여 상기 중앙처리부로 전송하며,
    상기 하중 모터 제어부는,
    상기 중앙처리부로부터의 제어 명령에 따라 상기 하중 모터에 제어 신호를 보내고, 상기 하중모터로부터의 상태 정보와 함께 상기 하중 센서로부터의 센서값을 상기 중앙처리부로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 중앙처리부는,
    입력으로서 보내진 각각의 상기 제어 신호에 대하여 상기 구동기 제어부와 상기 하중 모터 제어부로부터 피드백된 각각의 정보 신호를 분석하여 상기 구동기의 성능 및 상태를 분석하는 사용자 인터페이스를 가지는 전용의 하드웨어 또는 그러한 처리를 수행하도록 구성된 프로그램이 실행되는 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 0점 점검, 상기 극성 시험 및 상기 조립 상태 시험시는, 상기 하중 센서 및 상기 하중 생성 모터로의 동력 전달을 끊고, 상기 시험용 구동기를 시험 목적에 따라 구동한 후, 상기 시험용 구동기 출력단의 위치 및 상기 시험용 구동기로부터 피드백되는 정보에 근거하여 측정을 수행하며,
    상기 0점 점검시는, 상기 구동기 위치와 상기 각도 및 위치센서에서 측정된 값 사이의 차이를 통해 구동기의 0점 점검을 수행하고,
    상기 극성 시험시는, 상기 구동기에 시계 및 반시계 방향으로의 구동 신호를 인가하고 올바른 방향으로 구동되는지의 여부를 확인하여 상기 구동기의 결선 상태를 점검하며,
    상기 조립 상태 시험시는, 상기 구동기를 일정한 속도로 구동하면서 구동 토크의 크기와 변동량을 통해 상기 구동기의 조립 상태를 점검하는 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 백래쉬 측정시는, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서 상기 시험용 구동기에 운동을 부여한 후, 상기 시험용 구동기의 운동 각도의 양을 통해 상기 백래쉬의 크기를 측정하며,
    상기 최대 토크 측정시는, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터의 위치가 고정되도록 제어하는 조건에서 상기 시험용 구동기에 점차적으로 전류량을 증가시키면서 상기 하중 센서의 값을 측정하여 상기 시험용 구동기의 최대 토크를 측정하는 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 운동 성능 시험 항목 중 무부하 상태에서의 측정은, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되지 않고 상기 하중 생성 모터가 동작하지 않는 조건하에서 이루어지며,
    상기 최대 각속도 시험시는, 상기 시험용 구동기의 출력단의 최대속도를 측정하고,
    상기 구형파 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정하며,
    상기 계단 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 제어 성능을 측정하고,
    상기 주파수 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연을 포함하는 주파수 응답 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 운동 성능 시험 항목 중 부하 상태에서의 측정은, 상기 시험용 구동기와 상기 하중 생성 모터가 연결되고 상기 하중 생성 모터가 동작하는 조건하에서 이루어지며,
    상기 최대 각속도 시험시는, 상기 시험용 구동기의 출력단의 최대속도를 측정할 뿐만 아니라 상기 시험용 구동기의 출력을 속도와 함께 측정함으로써 다이나모미터에서 측정 가능한 구동기의 동특성인 출력량을 측정 가능하고,
    상기 구형파 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 구형파 조건에서의 제어 성능을 측정하며,
    상기 계단 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 계단 응답 조건에서의 오버슈트 및 정상상태 도달시간을 포함하는 제어 성능을 측정하고,
    상기 주파수 응답 시험시는, 위치 구동 명령과 상기 시험용 구동기의 출력단의 위치값을 통해 진폭비 및 위상 지연을 포함하는 주파수 응답 특성을 측정하며,
    상기 외란 제어 성능 시험시는, 실측정 데이터 또는 시뮬레이션 결과에 따라 상기 하중 생성 모터에 의해 생성되는 외란 조건에 대하여 상기 시험용 구동기의 제어 성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 내구성 성능 시험시는, 상기 시험용 구동기의 전 수명 주기간 예상되는 하중 패턴을 상기 하중 생성 모터에 의해 생성하여 상기 시험용 구동기에 부여하여 구동하면서 상기 시험용 구동기의 성능의 변화를 점검하고, 구동기의 수명을 시험하는 것을 특징으로 하는 구동기 성능 모의 시험 시스템.
PCT/KR2013/003341 2012-11-08 2013-04-19 구동기용 다목적 하중 모의 시험기 및 이를 이용한 모의 시험 시스템 WO2014073759A1 (ko)

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