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RTOS기반 LinuxCNC에서 EtherCAT 통신이 적용된 3축 CNC 제어 시스템 개발
강유수(Y.S.Kang),유경석(G.S.Yu),태병희(B.H.Tae),최인휴(I.H.Choi),이정완(J.W.Lee),서영호(Y.H.Seo),김병희(B.H.Kim) 강원대학교 산업기술연구소 2020 産業技術硏究 Vol.40 No.1
In this paper, we proposed a PC-based CNC control system using EtherCAT-based servo drive and I/O device. The default communication of LinuxCNC is a parallel port, and data processing with high bandwidth is impossible. However, it is possible to apply various bandwidth devices through the application of EtherCAT, one of the industrial Ethernet communications with high bandwidth. Therefore, the hardware control method of LinuxCNC was applied through EtherCAT communication from the existing parallel port. Finally, through HAL configuration, I/O device operation check and 3-axis motion control proved the LinuxCNC system with EtherCAT.
매트랩과 LinuxCNC 를 이용한 공작기계 시스템 분석
강유수(Y. S. Kang),장현수(H. S. Jang),장웅기(W. K. Jang),최인식(I. S. Choi),서영호(Y. H. Seo),김병희(B. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
공작기계의 고성능 이송제어 시스템 설계를 위해서는 축의 동 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 또한 동 특성을 파악하여 시뮬레이터 기반의 시스템 최적화를 수행하면, 기계의 정밀도 향상 및 이송 속도 향상을 위한 시간과 비용을 줄일 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 제어 시스템을 공작기계 제어기 최적화를 위한 오픈소스 플랫폼인 LinuxCNC 를 이용하여 시스템의 동특성을 분석하는 기초연구를 수행하였다. 시스템 분석을 위해 상용 갠트리형 공작기계(타이니로보, P6012)가 사용되었으며, CNC 제어 소프트웨어는 LinuxCNC 2.8 을 사용하였다. LinuxCNC 기반의 제어시스템을 활용하여 입력 신호에 대한 출력 신호 값을 이더캣(EtherCAT) 통신으로 취득하였다. 취득된 입력, 출력 데이터는 Matlab 의 “System Identification” 기능을 사용하여 전달함수를 추정하였다. 추정된 전달함수의 경우 단순화하여 극점 1 개 영점 0 개의 모델을 사용하였다. 추정된 전달함수로 작성된 보드선도의 1, 2, 2.2, 3, 3.91 Hz 에서 각각 -0.895 dB (90.2%), -2.59 dB (74.3%), -3 dB (70.8%), -4.47 dB (59.8%), -6.05 dB (50%)가 확인되었다. 실제 공작기계에서 사인 입력 데이터로 측정된 값은 각각 -0.45 dB (95%), -1.7 dB (82%), -2.25 dB (77%), -2.75 dB (73.5%), -4.6 dB (59%)이며 전달함수 보드선도와 최대 9%의 오차로 추종함을 확인하였다. 향후 오차를 개선하여 고성능 이송제어 시스템을 위한 최적화 시뮬레이터에 적용시킬 예정이다.