SolidWorks Motion과
MotionAnalyzer를 이용한 Motor 선정
◑ Mechatronics제품의 Motor선정
■ 제품 개발과정의 Motor선정
ㆍ기계제품의 개발 과정에서 Motor선정은 제품구동을 책임지는 핵심으로서 개발과정에 매우 중요한 과정 중의 하나다. 하지만 Motor선정에 대한 기준을 정하는 방법이 매우 난해하며, 여러 축의 Motor를 선정해야 하는 제품 일수록 각각의 Motor선정이 더욱 어려워진다.
ㆍ이러한 문제로 인해 설계자들은 업무의 편리성과 안전을 위해 기존의 Motor를 재사용하거나 보다 높은 출력의 과도한 Motor를 선정하여 사용한다.
ㆍ하지만 과도한 Motor선정이 정답이 아니라는 것은 누구나 알고 있는 사실일 것이며, 보다 안전하고 최적의 제품 개발을 위한 Motor선정은 설계자들이 꼭 해결해야 하는 과제이다.
■ Motion을 이용한 Motor선정
ㆍSolidWorks를 이용하여 제품을 설계하고 SolidWorks Motion을 이용하여 제품을 실제와 같이 구동해 볼 수 있다.
ㆍ또한 SolidWorks Motion으로 구동된 시간에 따른 제품의 변위, 속도, 하중 및 구동에 필요한 파워 소비량 등을 계산하여 그래프로 확인한다.
ㆍ계산된 그래프를 근거로 부품의 안전성을 평가하거나
구동축의 Motor를 선정하는 기준으로 활용 가능하며, 제품이 개발되기 전 시제품만으로 확인이 가능하던 구동오류를 시간에 따른 결과값으로 사전에 확인 가능하다.
ㆍ처음 언급한 구동제품의 Motor선정을 위해 파워 소비량으로 기준을 지정할 수 있다. 정확한Motor를 지정하여 해당 Motor의 여러 정보를 한눈에 확인 가능하다면 금상첨화일 것이다.
ㆍ이제부터 설명할 RockWell Automation의 Motion Analyzer를 이용하면 SolidWorks Motion의 결과값을 Motion Analyzer에서 분석하여, RockWell Automation의 Motor 중 구동 제품에 필요한 최적의 Motor를 선정할 수 있다.
■ RockWell AutoMation의 Motion Analyzer를 이용한 Motor 선정
ㆍ우선 RockWell Automation의 Motion Analyzer에 대해 간단히 설명한다.
ㆍMoion Analyzer는 RockWell Automation에서 무료로 제공하는 Software로서, RockWell Automation에서 제공되는 Motor를 Motion Analyzer에서 최적의 Motor로 조합하고 확인, 결정하는 과정을 도와준다.
ㆍMotor선정과 조합을 보다 정확한 조건으로 결정하기 위해 SolidWorks Motion의 결과값을 이용하게 된다
ㆍMotion Analyzer의 Download는 다음의 RockWell Automation 홈페이지를 참고한다.
http://www.ab.com/motion/software/analyzer_download.html
ㆍ참고로 Windows 7에서는 구동이 되지 않으므로 Windows XP Service Pack 2이상, Windows Vista에서의 설치를 권장한다.
ㆍMotion Analyzer의 설치를 시작한다.
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ㆍ설치는 비교적 쉬운 편이며, ‘Next’ 버튼만 선택한다면 설치에는 큰 문제가 없다. |
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ㆍMotion Analyzer 실행 화면이다. ㆍSolidWorks 버튼을누르면 SolidWorks에서 실행 중인 모델과 연결된다.
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ㆍMotion Analyzer 창에서 SolidW |
ㆍSolidWorks에서 작성 되어있는 Motion Study 중 하나를 선택하거나 Motion Study를 새롭게 작성한다 |
ㆍ해당 Motion Study에 사용되는 Motor 개수를 확인 하고 다음으로 넘어간다. |
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| ㆍMotion Study의 첫 번째 Motor설정을 한다. | ㆍ두 번째 Motor설정도 마찬가지로 설정 확인한다. |
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| ㆍMotion 설정을 Summary하고 우측 Animation을 클릭하면 SolidWorks창에서 Motion이 실행되고 해당 Motion의 Animation을 확인할 수 있다. | ㆍMotion Analyzer에서 SolidWorks Motion의 정보를 받아오는 과정을 모두 거치게 되는 것이다. |
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ㆍSolidWorks Motion에서 불러온 프로파일을 확인한다. |
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ㆍSolidWorks Motion에 지정된 각각의 Motor에서 정보를 Motion Analyzer로 불러온다. 프로파일을 그래프로 볼 수도 있고 Data형태로 확인 가능하다.
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ㆍ이 모든 과정을 마쳤다면 적용하여 각 축의 최적의 모터를 확인한다.
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ㆍMotion Analyzer에서 구동 Motor나 Actuator의 종류를 선택한다.
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ㆍ구동Motor의 종류를 선택한 후 Cycle Profile을 확인한다. |
ㆍMotor나 Actuator의 Mechanism을 확인하고 각 항목에 맞는 사항을 체크한다. |
ㆍ이제 Motor, 혹은 Actuator의 설정을 마쳤다면 해당 축의 최적의 Motor를 검색한다. ‘Search’ 버튼을 선택하여 리스트를 확인한다. |
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ㆍ검색 항목이 리스트로 나타나기 때문에 여러 조건을 참고하여 해당 제품에 맞는 Motor를 선택한다. |
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| ㆍ리스트를 근거로 Motor를 선택하여 더블 클릭하게 되면 해당 Motor의 속성이 나타나며, Simulation하게 되면 해당 Motor의 시간에 따른 프로파일을 확인할 수 있다. | |
■ SolidWorks와 Motion Analyzer 통합의 사용자 이점
ㆍ시제품으로 확인해야 했던 Motor나 Actuator의 선정을 제품 개발 과정에서 정확하게 선정하여 해당 Motor나 Actuator의 성능을 확인 해볼 수 있다.
ㆍ설계 과정에서의 Motor의 선정으로 전기설계부서에 보다 정확한 정보 전달이 가능해 졌다. 제품의 구동에 필요한 Motor 및 해당 Motor를 설정했을 때 필요한 정보를 정확히 데이터로 활용 가능하기 때문에 전기 설계부서와의 의사소통이 원활해 질 수 있을 뿐만 아니라 상당부분의 업무를 대신할 수 있을 것이다.
ㆍ여러 축을 가지고 있는 구동 제품의 축간 Motor선정은 축의 수가 늘어날수록, 축과 축간의 관계가 밀접 할수록 Motor의 선정은 더욱 어려워진다. SolidWorks Motion과 Motion Analyzer에서 정확한 브랜드의 제품을 선정하게 되고, 선정된 Motor의 성능을 확인할 수 있기 때문에 설계자의 고민은 그만큼 줄어들게 될 것이다.
ㆍ뿐만 아니라 RockWell Automation의 Logix로 Export하여 보다 정확하고 간편하게 제어 프로그래밍에 활용하고 제품에 적용하기 때문에, 제어프로그램에서의 실수를 줄일 수 있다.
■ 자동화 작업에 보다 가까이…
ㆍSolidWorks 및 RockWell Automation의 협력으로 설계자들은 보다 쉽고 정확한 Motor 및 Actuator선정이 가능해 졌다.
ㆍ기계 구동제품은 점점 더 자동화되어 가며 지능적으로 발전해 가고 있다. 보다 빠른 대응과 보다 정밀한 자동화 구현을 위해 SolidWorks 및 Motion Analyzer가 도움이 될 것으로 생각한다.