리니어 엔코더와 로터리 엔코더의 비교설명

1. 리니어 스케일(엔코더)

당사 홈페이지에서 MSA 6707을 클릭하시고 mounting instruction을 프린트 해보시기 바랍니다.  리니어 스케일은 그 내부에 직선형 유리 혹은 Steel을 내장하고 있으며, 거기에 보통 10micron 혹은 20 micron 간격으로 눈금이 새겨져 있으며 이런 눈금이 새겨진 부분을 센서모듈이 직선으로 지나가면서 mm 당 50 내지 2500 펄스 혹은 그이상의 펄스를 읽어들여 이를 직선 이동거리로 환산하여 테이블의 직선 이동거리를 알려주는 장치입니다.
또한 리니어 스케일자체의 정밀도는 보통 레이저 인터페로메타를 이용하여 제품 출하전에 test 하여 매 스케일마다 report를 첨부해드리는데, 이는 스케일 자체가 가지는 고유의 정밀도로 최적의 LM guide 를 사용하여 규정하는 설치 tolerance 를 지켰을때의 기준 정밀도를 뜻하는 것입니다.
또한 보통의 경우 헤드가 스케일 Glass 혹은 Steel tape 를 최적의 직선 상태로 흔들림이 없는 상태로 따라다니도록 만들기 위해서 5개 정도의 roller bearing을 헤드와 스케일면 사이에 장착하여 여타의 진동이 있을경우 그 진동을 흡수함은 물론 흔들림이 있을 때에도 유리와 센서간에 최적의 거리 유지를 시켜주어 정밀도를 개선하도록 하고 있습니다.  
물론 이는 메이커의 특허권 문제이므로 메이커마다 나름대로의 제조방법을 택하고 있으므로 직선 스케일 메이커에 따라서 그 정밀도는 상당한 차이를 보일 수 있습니다.
리니어 스케일은 그 용도에 따라 적절한 모델을 선정하는것이 아주 중요합니다. 주로 리니어 스케일의 선정에 필요한 사항들은; 사용되는 기계의 기종, 설치면적, 실제 stroke, 열팽창관련 사용온도, 속도, 사용장소의 환경, 구현하고자하는 정밀도, 분해능, Absolute or incrementa type or distance coded reference mark type, 엔코더 출력신호, 공급전압, 리미트 스위치 포함여부, XY 일체형 엔코더 적용가능여부,등이 중점적으로 고려되어야 할 사항들입니다.
RSF Elektronik 사의 제품은 이러한 모든 환경에 대응하기위하여 약 300종의 리니어 엔코더를 생산하고 있으며, 당사에서는 고객과 상담시 이러한 모든 내용을 종합하여 설명해 드리고 최적의 엔코더를 추천해 드립니다.
당사의 추천 품목으로는 MSA 670x 씨리즈가 있습니다. 당사의 홈페이지인 http://www.yoochang.net 에서 사진및 도면을 보실 수 있습니다.

또한 리이어 모터에 적용되는 엔코더는 현재까지는 주로 개방형 엔코더( 센서와 스케일 분리형 ) 을 70퍼센트 이상 적용하고 있는데 이때에는 주로 정밀 제어가 일반적이므로, 열팽창대책, 엔코더의 최대 허용속도, 가속도, 분진에 대한 대책, 설치 tolerance 등이 집중적으로 고려되어야할 사항입니다.  
당사는 약 50종의  리니어 모터 전용엔코더를 공급하고 있으며, 그동안 쌓아온 현장경험을 바탕으로 단순히 제품을 판매하는 영업방식에서 탈피하여 고객의 시스템 성능 개선을 위해 최선의 선택이 이루어질 수 있도록 계속 연구/실험을 하고 있습니다.
당사의 추천 품목으로는 RSF Elektronik사의 MS 5x, MS 6x, MS 7x, MS 8x 그리고 Numerik Jena사의 LIE 5 모델등이 있습니다. 특히 와이어 본더등의 XY stage에 쓰이는 평판형 XY 일체형 엔코더로는 TDE 6x를 추천합니다.

2. 로타리 엔코더

로타리 엔코더는 대개의 경우 비접촉식의 엔코더 입니다.  로타리 엔코더 내부에는보통 유리 disk가 shaft에 고정되어 있고 엔코더의 몸체에 센서가 위치해 있어, 디스크에 새겨진 눈금을 센서가 읽는 형태로 제작되어 있습니다. 또한 로타리 엔코더는 보통 직선 이동거리를 감지하는 용도로는 회전당 2000 펄스 혹은 1000ppr 타입을 정밀급에서 많이 사용하고 있으며, 요즈음에는 속도 문제 때문에 ball screw pitch를 넖게하고 엔코더의 펄스수가 큰 형태를 사용하는 경우가 많은 추세 입니다. 당사가 취급하는 RSF Elektronik 사의 제품으로는 DG 119, DG120, DG 150, DG 151 등이 있습니다.

인덱스테이블, 스핀들, 로보트, 안테나의 위치등에서 각도를 검출하기 위해서도 로타리 엔코더를 사용하는데 이때는 보통 3600펄스에서 900,000펄스를 내는 엔코더가 사용됩니다. 보통의 경우 검출하고자하는 테이블의 직경이 클수록 많은 펄스가 필요합니다.
당사의 취급품목으로는 Numerik Jena 사( http://www.numerikjena.de)의 Kit-R 이 있습니다.

3. 로타리와 리니어 엔코더의 차이점

로타리 엔코더와 리니어 엔코더는 그 엔코더 자체의 정밀도 측면에서는 거의 동일한 정밀도를 가졌다고 생각하셔도 무방하겠으나, 이들을 설치하는 시스템의 볼스크류나 직선 가이드의 등급에 따라, 로타리를 써야할지 리니어를 써야할지를 결정하는것이 바람직할거라고 사료됩니다.
로타리 엔코더는 회전당 펄스를 직선 이동거리로 환산하므로 만일 볼 스크류가 정회전후 역회전으로 반전했을때는 볼스크류의 Back latch로 인해 콘트롤러에서 인식하는 거리와 실제 이동량 사이에 상당한 차이가 발생합니다. 따라서 대개의 경우 콘트롤러는 이러한 back latch를 자동으로 보상해주는 기능을 탑재하고 있으나 이는 완전한 방법이 될수 없을 것입니다. 왜냐하면 볼스크류의 마모는 항상 일정하게 되는것이 아니고 자주 사용하는 구간은 많이 마모되고 사용빈도가 낮은 부분에서는 적게 마모가 되므로 그 시스템을 장기간 사용한 후에는 얼마정도의 에러가 항시 발생된다고 보아야 할것입니다.  요즈음에는 이를 방지하기위하여 콘트롤러에 구간 에러 보정 기능을 넣어 구간마다 다른 보정치를 입력할수 있도록 하는 콘트롤러도 많이 사용되고 있습니다.

그러나 직선 스케일은 그야말로 볼스크류의 마모에 관계 없이 직선 이동량을 항시 정확히 감지해 주므로 back latch에 대한 문제는 로타리 엔코더 보다 적습니다. 그러므로 요즘은 CNC 공작기계에 까지도 로타리 대신 리니어를 쓰는비율이 급속도로 증가하는 추세입니다.  이는 기계의 정밀도를 개선하고자하는 모든  업체들의 공통적 생각이 반영되고 있음을 반증합니다.

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