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정밀 모션제어는 반도체 제조 및 검사장비, 자동화 장비는 물론 정밀 공작 기계의 제어에 요구되는 핵심적인 요소기술이다. 지난 수년간에 걸쳐 정밀 모션제어 기술은 전자 기술 및 제어 이론의 발달과 더불어 꾸준히 발전해 왔으며, 최근에는 자동화 장비의 저가격, 고성능화가 요구됨에 따라 임베디드 형태의 모션제어기의 필요성이 점차적으로 증가되고 있다. 모션제어기는 크게 적용 용도에 따라 개루프 모션제어기와 폐루프 모션제어기가 별도로 사용된다. 상용화된 대부분의 개루프 모션제어기는 CAMC-QI, PCL6045, MCX314 등의 상용 모션제어 칩에 의해 ...

정밀 모션제어는 반도체 제조 및 검사장비, 자동화 장비는 물론 정밀 공작 기계의 제어에 요구되는 핵심적인 요소기술이다. 지난 수년간에 걸쳐 정밀 모션제어 기술은 전자 기술 및 제어 이론의 발달과 더불어 꾸준히 발전해 왔으며, 최근에는 자동화 장비의 저가격, 고성능화가 요구됨에 따라 임베디드 형태의 모션제어기의 필요성이 점차적으로 증가되고 있다. 모션제어기는 크게 적용 용도에 따라 개루프 모션제어기와 폐루프 모션제어기가 별도로 사용된다. 상용화된 대부분의 개루프 모션제어기는 CAMC-QI, PCL6045, MCX314 등의 상용 모션제어 칩에 의해 모션프로파일 생성과 다양한 보간제어를 지원하며, 주로 위치제어기용으로 사용된다. 폐루프 모션제어기는 대부분 DSP상에서 구현되어 PID 제어가 가능하며, 속도제어기 및 토크제어기용으로 사용된다. 본 논문에서는 정밀 공작기계용 모션제어기 개발을 위해 DSP를 이용하여 폐루프 제어를 지원하는 임베디드 형태의 모션제어기를 개발하였다. 이를 위해 DSP를 이용하여 모션제어기에 필수적인 모션프로파일을 생성하기 위한 사다리꼴 및 S-자 곡선 프로파일 생성 알고리즘을 구현하였을 뿐만 아니라, 직선보간, 원호보간 및 헬리컬 보간 제어 알고리즘을 구현하였다. 또한 제어기의 잡음과 기계적 공진을 제거하기 위한 저역통과필터와 Notch필터가 내장된 PID 제어기를 DSP와 Xilinx FPGA를 이용하여 구현하였다. 3축 드릴링 및 밀링머신으로 실험 시스템을 구성하고 상용 모션제어기(F453)와 개발된 모션제어기에 의해 PID제어기가 포함된 보간 성능 비교실험을 실시하였다. 이 실험을 통해서, 정밀공작기계 제어용으로 개발된 모션제어기의 타당성과 유용성을 확인하였다.