CASE REPORT

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엔코더 작동 방법을 완전히 이해하기 전에 해야 할 게 있다. 엔코더가

무엇인지 그리고 어떤 일을 하는지부터 아는 것이다.

엔코더는 물리 환경으로부터 피드백을 제공하는 센서 장치이다. 즉,

모션을 카운터 또는 PLC와 같은 일부 유형의 제어 장치에서 읽을 수

있는 전기 신호로 변환한다. 그런 다음 제어 장치는 해당 신호를 사용

해 인쇄 헤드를 활성화한다.

특정 위치에 마크를 만들거나 관절이 있는 로봇 팔다리에 관절을 정

확하게 포지셔닝(positioning)하는 따위의 조건 이벤트를 제어한다.

엔코더 유형

엔코더는 다양한 유형의 기술을 사용해 신호를 생성한다. 일반적인 엔

코더 기술은 기계과 자기 그리고 저항과 광학이다. 엔코더는 인크리멘

털(incremental) 또는 앱솔루트(absolute) 신호를 생성할 수 있다.

인크리멘털 신호는 한 위치에서 다음 위치로 이동하는 것을 나타내

는 일련의 고저 파형을 제공한다. 특정 위치를 드러내기 위한 표시는

없으며 위치가 변경됐을 때만 표시된다.

앱솔루트 엔코더는 각 위치에 대해 고유한 ‘단어(word)’를 사용한다.

즉, 앱솔루트 엔코더는 위치가 변경됐다는 표시와 엔코더의 절대 위

치 표시를 제공한다.

각 엔코더 유형에는 장점이 있지만, 여기서는 오늘날 사용되는 가장

일반적인 엔코더 유형인 광학 인크리멘털 엔코더로 제한한다.

출력 유형

인크리멘털 엔코더는 두 가지 기본 출력 유형, 단일 채널과 구적

(quadrature)으로 제공된다. 일반적으로 타코미터라고 하는 단일 채

널 엔코더는 한 방향으로만 회전하고 간단한 위치와 속도 정보가 필

요한 시스템에서 주로 사용된다.

구적 엔코더에는 전기적으로 90도 위상차가 있는 이중 채널(A와 B)

이 있다. 두 출력 신호는 위상 관계에서 선행 또는 후행 신호를 감지

해 방향이나 회전을 결정한다. 구적 엔코더는 복잡한 모션 제어 애플

리케이션을 위해 고속의 양방향 정보를 제공한다.

구형파가 생성되는 방법

그림 1에는 인크리멘털 엔코더의 기본 구성이 나와 있다. LED에

서 방출되는 빛의 속도는 불투명한 선으로 패턴이 된 투명 디스크

를 통과한다. 광 빔은 포토 센서라고도 알려진 포토다이오드 어레이

(photodiode array)를 통해 수집된다. 포토 센서는 광 빔에 반응해

Encoder Products

엔코더 작동 원리

EPC 엔코더 모델 선택

그림 1

DISK

LED

PHOTO SENSOR

SQUARING CIRCUIT

2019•July│65

사인파 또는 펄스 트레인으로 변환되는 정현파(square wave)를 생

성한다. 펄스 신호는 카운터나 컨트롤러로 보내지며, 원하는 기능을

생성하기 위해 그에 알맞은 신호를 보낸다.

위의 다이어그램은 일반적인 로터리 엔코더에서 생성된 신호이다.

인크리멘털 엔코더는 엔코더 샤프트 회전의 동일한 기계 지점에서

발생하는 회전당 펄스(종종 인덱스, 마커, 참조라고 함)를 제공할 수

있다.

이 펄스는 신호 채널 또는 직교 출력에서 별도의 출력 채널(Z)에 있

다. 인덱스 펄스는 종종 모션 제어 애플리케이션에서 사용되며 기구

적인 기준으로 알려졌다.

해상도

해상도는 증분 인코더의 CPR(Cycles Per Revolution)을 설명하는

용어이다. 각 인크리멘탈 엔코더는 샤프트의 각 360도 회전에 대해

생성된 정의된 수의 사이클을 가지고 있다. 이러한 사이클은 카운터

나 모션 컨트롤러를 통해 모니터링되고 위치 또는 속도 제어를 위해

카운트로 변환된다. 그림 2는 전체 엔코더의 구성을 보여준다.

적용 사례

그림 3은 엔코더가 일반적인 모션 컨트롤 애플리케이션에서 사용되

는 방법의 한 예를 보여준다.

길이 절단, 플로터, 패키징(packaging)과 전달, 자동화와 정렬, 채우

기, 이미징(imaging)과 로보틱스는 엔코더가 적용되는 사례이다.

공정은 다음과 같다. 엔코더가 카운트를 생성하고 컨트롤러로 보내

면, 컨트롤러는 기능을 수행하기 위해 신호를 기계로 전송한다.

자료 제공 : Encoder Products(www.encoder.com)

그림 3

엔코더(측정 휠 포함) : 측정 휠 아래에서 재료가 움직이면 엔코더 샤프트가 회전해서 컨트롤러에 펄스가 전송된다.

컨트롤러엔코더로부터 펄스가 전달된 재료의 거리를 나타낸다. 정확한 양의 재료가 통과할 때마다 블레이드를 작동시키는 신호가 절단 어셈블리로 보내진다.

커팅 어셈블리 적절한 길이의 재료를 만들기 위해 절단을 시작하는 타이밍을 나타내는 컨트롤러로부터 신호를 받는다.

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다이어그램. (참고 : 모든 각도는 전기적인 각도이다. Push-pull 출력에는 무료 채널이 포함되지 않는다.)

180° MINIMUM

OUTPUT A

OUTPUT A

OUTPUT B

INDEX ZCLOCKWISE ROTATION

그림 2

Electronics Board

Photodetector Assembly

Code Disk

Light Source

Housing Assembly