서보
1. 일반적 정의
서보(Servo)란 서보메커니즘을 적용했다는 의미이며, 시스템에서 해당 기기를 시스템이 요구하는 특정 위치로 이동하거나. 특정한 수치(속도, 토크 등)만큼 가동시킬 때, 피드백이나 에러 정정을 통해 정확하게 제어할 수 있는 구조를 갖추고 있다는 의미이다. 눈으로 보고 조정하는건 당연히 서보가 아니다. 본 항목에서는 서보라는 단어가 가장 많이 쓰이는 경우인 서보 모터에 대해 서술한다.
간단하게 말해서 서보모터라고 하면 일반적인 모터(원형으로 빙빙 돌기만 함)와는 달리 움직임을 지정하면 제어계측 회로에 의해 정확하게 움직일 수 있는 모터란 뜻이다. 여기서 나오는 서보모터는 산업용 서보모터와 RC 서보모터.
펄스모터 또는 stepping motor를 사용한 서보기구는 피드백 회로를 가지고 있지 않은 개방회로 방식 servo mechanism으로 분류한다. 만일 기계의 미끄럼 운동부하가 절삭력이나 윤활 등 기타 이유로 변화되면, 서보모터의 속도 역시 영향을 받게 되나, 속도의 변동은 자체 내의 피드백 장치가 없기 때문에 자동적으로 감응 및 조절될 수 없는 단점이 있다.
1.1. 산업용 서보모터
산업용 서보모터는 대개 다른 어플리케이션의 부품으로 사용되는 경우가 많다. 생산을 위해 이곳에서 사용되는 많은 어플리케이션은 특정한 형상으로 제작되어 교체 및 업그레이드를 편리하게 한다. 또한, 성능 역시 많이 높은 편.
모터의 드라이브는 4가지가 존재한다. DC 서보, AC 서보, BLDC 서보, 스텝 서보.
현재는 BLDC 방법이 가장 많이 사용된다. AC 서보라고 불리는 서보도 AC로 들어오는 고전압을 사용하는 BLDC 모터가 들어가는 것이 다수. 단, 예외적인 경우로 Response 가 매우 높아야 할 경우 브러시가 있는 DC 서보를 사용하기도 한다. RC 에서 반응속도를 중요시 하는 것과 같이, BLDC 나 AC 의 경우 Space Vactor PWM 제어를 하게되는데, 이 속도보다 DC 서보의 변속기 전원 변경속도가 훨씬 빠르기 때문에 반응속도는 DC 서보가 가장 높다. 또한 스텝 모터에 엔코더를 달아서 제어 하는 방식도 있는데, 토크와 속도제어 특성은 BLDC보다 나쁘지만 모터 구조상 단거리 위치결정 속도가 매우 빠르다는 특성이 있어 경우에 따라서는 좋은 성능을 낸다.
서보 컨트롤러는 대개 모터와 분리되어, 모터로 가는 동력선과 모터에서 오는 인코더 케이블로 연결되어 있다. 서보 컨트롤러에 지령을 알맞은 방법으로 하면 서보 모터가 구동되는데, 이 과정에서 서보 컨트롤러에 의한 보정이 이루어진다.
가령, 이송 시스템에서 적제된 제품을 다음 라인으로 옮기고자 서보를 불러올 경우,
> +1800000 to -3400 (step) val 100% tor 20N*M
하여 서보를 원점으로 불러온다. 이 때의 서보는 무부하.그리고 적제가 되었을 경우, 다시
> -3400 to +1800000 (step) val 100% tor 20N*M
으로 저 멀리 보내게되는데, 이 때의 서보는 적제가 된 항목으로 인해 부하가 생겨 출렁출렁거리게 된다. 특히, 이걸 제대로 제어하지 못하는 서보의 경우, 도착지점에서 브레이크 동작의 시작을 늦게 하여 오버슛이 일어나 대형사고가 난다. FANUC, 미쯔비시 의 경우가 대표적으로, 이런 부분을 자동 보정한다.
생긴 건 대략 이렇게 생겼다.
[image]
1.2. 무선용 서보모터
포인트는 '''하는 일은 다 똑같다.''' 만 보면 된다. 무선 조종용 서보모터는 그 자체가 완제품으로, 그 서보모터에 Horn 이라는 파츠를 달아 와이어링, 특정 파츠를 움직일 수 있도록 해준다. 서보 컨트롤러는 내부에 내장되어 있고, 드라이브 방식은 DC 와 BLDC. 토크 때문에 DC 를 많이 사용한다. 이런 제품들은 특정 포지션으로 이동하는 것을 주 목적으로 하므로, 토크제어는 되지 않는다. 특히, 이런 제품은 제어할 때 PWM 시그널의 폭을 기준으로 혼의 움직이는 각도가 변한다.
2. 웹 브라우저 렌더링 엔진 Servo
서보(엔진) 문서 참조.
3. 슈퍼휴먼 사무라이 사이버스쿼드의 등장 히어로
원작 전광초인 그리드맨의 그리드맨. 해당 문서 참조.