레이저 절단 분야에서 제어 시스템의 선택은 장비의 정확성, 안정성 및 생산 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 전통적인 펄스 제어가 점차 결함을 드러내면서 EtherCAT 제어는 고급 제조를 위한 첫 번째 선택이 되었습니다. 오늘은 Zhiyuan(Shenyan)에서 개발한 EtherCAT 제어 시스템을 4차원에서 분석하고, 펄스 제어 대신 EtherCAT 제어를 사용하는 이유를 밝히고, 둘 사이의 차이점을 자세히 비교해 보겠습니다!
기존 펄스 제어에서 이중 구동 갠트리 시스템은 일치하는 펄스 주파수에 의존합니다. 그러나 신호 지연과 모터 응답 불일치로 인해 빔 왜곡이 발생하는 경우가 많습니다. 고속에서는 갑작스러운 움직임이나 심지어 스텝 손실이 발생할 수 있습니다. 더 중요한 단점은 정전 후 모터 위치 데이터가 손실되어 수동으로 원점 복귀가 필요하며 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉽다는 것입니다.
대조적으로, EtherCAT 제어는 두 모터의 인코더로부터 실시간 피드백을 가능하게 하여 토크 분포를 동적으로 조정하여 동기화를 유지합니다. 2000mm/s의 속도에서도 동기화 오차는 ±3μm 이내로 유지됩니다. 정전 후 시스템은 자동 위치 수정을 수행하므로 수동 개입 없이 즉시 재개가 가능합니다. 이는 펄스 시스템에서 흔히 발생하는 단계 손실로 인한 재료 낭비의 위험을 크게 줄여줍니다.
레이저 절단기의 내부 전자기 환경은 매우 복잡하여 펄스 제어 시스템의 단점이 점점 더 분명해지고 있습니다.
각 축에는 별도의 펄스, 방향 및 활성화 신호 라인이 필요하므로 케이블 수가 많습니다. 이로 인해 전자기 잡음 결합 및 펄스 신호 손실 위험이 증가합니다.
장거리 전송에는 추가 차폐 배선이 필요하므로 비용이 증가하고 유지 관리가 어려워집니다.
이와 대조적으로 EtherCAT 제어 시스템은 모든 장치를 데이지 체인 방식으로 연결하기 위해 단일 차폐 연선 케이블만 필요합니다. 이 설정은 CRC 오류 검사 및 재전송 메커니즘과 같은 기능 덕분에 탁월한 간섭 방지 성능을 제공합니다.
최대 16개의 신호 라인이 필요한 기존 4축 펄스 시스템에 비해 EtherCAT 제어는 배선을 90% 줄이고, 조립 시간을 크게 단축하며, 고장률을 60% 낮추고, 시스템 안정성을 크게 향상시킵니다.
펄스 제어 시스템은 단방향으로만 명령을 보낼 수 있으므로 모터 상태는 "맹인 영역"에 있게 됩니다. 문제 해결은 수동 경험에 크게 의존하므로 가동 중지 위험이 높아지고 유지 관리가 비효율적입니다. 이와 대조적으로 EtherCAT 제어는 전이중 통신을 가능하게 하여 모터 상태 및 시스템 매개변수에 실시간으로 액세스할 수 있습니다. 이는 다음과 같은 주요 이점과 함께 스마트 결함 예측 및 적응형 제어를 지원합니다. 모터 및 축에 대한 전체 수명주기 데이터 로깅.
처리 중 언제든지 모션 조건을 추적할 수 있는 클라우드 기반 기록 데이터 통합 정전 후 신속한 복구로 생산 중단 시간을 최소화합니다. 이러한 수준의 인텔리전스는 신뢰성을 향상시키고 유지 관리 비용을 크게 줄여 기존 펄스 시스템에 비해 대폭적인 업그레이드를 제공합니다.
펄스 제어를 사용하면 매개변수를 조정하려면 일반적으로 기계를 재부팅해야 하므로 다양한 재료나 처리 방법 간의 신속한 전환을 지원하기가 어렵습니다.
반면 EtherCAT 제어는 클라우드 기반 프로세스 라이브러리와 통합될 수 있어 사용자는 한 번의 클릭으로 사전 정의된 절단 프로파일을 즉시 로드할 수 있습니다. 이를 통해 소규모 배치 및 맞춤형 생산 요구에 효율적으로 적응할 수 있어 작업 현장의 유연성과 생산성이 크게 향상됩니다.
EtherCAT 제어는 우수한 정밀도를 위한 완전 폐쇄 루프 피드백을 가능하게 합니다. EtherCAT 제어 시스템은 완전 폐쇄 루프 피드백 메커니즘(인코더 → 드라이버 → 컨트롤러)을 통해 위치, 속도 및 토크의 3중 제어를 달성합니다.
이와 대조적으로 펄스 제어는 개루프 또는 반폐쇄 루프이므로 비슷한 성능을 얻으려면 추가 피드백 모듈이 필요합니다. 고급 레이저 절단 기계는 이제 이중 절대 인코더 이중화(모터 측과 부하 측 모두에 장착)를 통합하여 전송 체인 오류를 효과적으로 제거합니다. 이 고급 설계는 ±1μm 이내의 갠트리 자동 수정 정확도를 보장하여 까다로운 응용 분야에서 탁월한 정밀도와 신뢰성을 제공합니다.
EtherCAT 제어는 고급 제조를 위한 엄격한 요구 사항이 되었습니다. 펄스 제어는 비용이 저렴하지만 고속, 고정밀 및 지능형 생산 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. EtherCAT 제어는 고정밀 동기화, 간섭 방지 배선, 실시간 모니터링 및 유연한 생산이라는 네 가지 장점을 통해 레이저 절단의 효율성 한도를 재정의하고 있습니다!
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