홀센서가 내장된 고분해능 마그네틱 엔코더에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

인력을 대체할 수단인 산업용 로봇의 생산이 증가하면서 로봇 제어에 필요한 엔코더에 수요도 높아지고 있다. 엔코더는 분해능이 높을수록 정밀 제어가 가능해 산업현장에서는 정밀도가 높은 광학식 엔코더를 주로 사용하였다. 그러나 현장에서 발생되는 먼지 및 오염 물질과 같은 요소들이 디스크와 슬롯에 방해가 되어 내구성 및 출력에 영향을 주어 고장이 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 마그네틱 엔코더에 관심이 높아졌다. 마그네틱 엔코더는 자기 저항 센서의 배열 위에서 회전하는 자기화된 디스크를 사용해 내구성이 높고 소형화 설계가 가능해 활용도가 많다는 장점이 있다. 하지만 마그네틱 엔코더의 경우 자계가 존재하는 장소에서 위치정보에 대한 오류가 발생하였다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 오류에 대해 고장을 진단이 가능한 마그네틱 엔코더에 대해 연구하고자 한다. 본 연구에서는 데이터 취득 과정에서 어려움을 겪어 이를 해결하기 위해 사용환경을 모사한 테스트베드를 구성하여 오류 데이터를 획득하였다. 그리고 기존 환경의 구동장치를 DC 모터에서 서보 모터로 교체하여 회전과 각도의 정확도를 높였고 평가 보드와 엔코더의 연결을 간소화하였다. 이를 통해 기존 엔코더 파형 및 고장 파형 데이터 파형을 분석하여 위치 이동과 공극 및 틸팅 오류에 대한 데이터를 취득하여 각 오류에 대해 판단할 수 있는 고장진단 GUI 를 설계하였다. 그 결과 엔코더의 고장유무 및 고장 데이터에 대한 상세한 정보를 획득할 수 있었다. 하지만 현재 실험에서는 소량의 정보만 취득하여 소량의 결과만 확보하였다. 향후 추가적인 실험을 통해 각 오류별로 많은 데이터를 확보할 계획이다.