서보모터 튜닝 용어, 기계의 강성이란?

기계 강성이란 외령에 의한 변형에 저항하는 단단함 이라는 잘 이해 안되는 설명으로 시작한다.

이것은 기계에 외력이 가해지면, 변형이 완료 될 때까지 기계의 반응이 지연된다는 것을 의미하는데, 쉽게 이해하면, 그냥 고강성 기계는 저강성 기계에 비해 반응이 빠른다는 것이다. 이것은 고유 주파수로 표현 할 수 있다. 즉, 고강성의 의미는 기계가 높은 고유 주파수와 높은 제어성을 가진다는 뜻이다.

서보모터에서는 위치제어주파수(위치루프게인)가 기계 시스템(부하)의 고유주파수를 초과하면 제어 동작에 반응 할 수 없기 때문에(요란한 소리가 난다) 구동에 문제가 생긴다. 그러므로 고강성 시스템은 높은 위치루프게인을 가질 수 있고, 이것은 빠른 응답이 가능하다는 것을 의미한다. 시스템의 강성을 아는 것은 서보모터의 최적 튜닝에 매우 중요하다.

기계의 특성에 따른 강성레벨 예시(출처 NS SYSTEM)

스프링의 예를 들어 강성을 이해해 보면,

작은 힘으로 스프링이 더 잘 늘어나는 것이 강성이 작은 것이다.

강성이 강하면, 스프링이 덜 늘어난다.

즉 작은 힘에 기계의 움직임, 변형 등이 크다면 강성이 작은 것이다.

또 하나 생각해보면, 회전하는 물체가 구조 물인 경우 구조물의 지름이 증가하면, 작은 힘에도 움직임 즉 변형이 커질 것이다. 서보모터 측면에서 생각해보면, 강성이 작아지는 것이다. 서보모터 튜닝에서는 강성 관련 파라미터를 줄여야 하는 것이다.