스마트 실린더의 힘 제어 모드와 위치 제어 모드 비교

3가지 피드백 아키텍처, 양 챔버 힘 계산, 안전한 모드 전환 및 인수 시험을 통해 스마트 공압 실린더의 힘 제어와 위치 제어를 비교합니다.

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Eric Zhou, 공압 제어 시스템 엔지니어, 벱토 뉴매틱

작성자 소개

Eric Zhou

공압 제어 시스템 엔지니어

저는 벱토 뉴매틱의 공압 제어 시스템 엔지니어 Eric입니다. 견적 전 공압 제품 요구 사항, 부품 적용, 기술 세부 사항 검토를 돕습니다.

작성자 글Eric@bepto.com

기계가 측정된 위치에 도달해 그 위치를 유지해야 할 때는 위치 제어를 선택하십시오. 공정이 공작물에 하중을 형성하고 조절해야 할 때는 힘 제어를 선택하십시오. 두 조건이 모두 중요하다면 감시 시퀀스를 사용하십시오. 위치 제어로 접근하고, 접촉을 확인한 다음, 힘을 조절하고, 다시 위치 제어로 복귀합니다.

시스템 관점에서 스마트 실린더의 힘 제어 모드와 위치 제어 모드를 비교한다는 것은 결국 어떤 측정값으로 루프를 닫을지 선택하는 일입니다. 챔버 압력은 힘을 추정하는 데 사용할 수 있지만 공작물에 작용하는 힘을 직접 측정하지는 않습니다. 마찬가지로 위치 엔코더는 모션 루프를 닫을 수 있지만 안전한 접촉 하중을 보장할 수는 없습니다. 여기서 스마트 실린더란 종단 스위치만 장착한 표준 실린더가 아니라 연속 피드백, 비례 방향 제어 밸브 및 축 컨트롤러를 갖춘 서보 공압 축을 의미합니다.

핵심 요점

  • Festo는 서보 공압 위치 결정 시스템을 엔코더가 장착된 실린더, 비례 방향 제어 밸브 및 위치 컨트롤러라는 3가지 핵심 요소로 정의합니다.
  • 압력으로 산출한 힘의 불확도에는 모델에 반영되지 않은 마찰과 하류 하중 전달 경로의 영향이 포함됩니다.
  • 이동에는 위치 모드를, 중요한 접촉 하중에는 직접 힘 피드백을 사용하고, 한 사이클에 두 기능이 모두 필요할 때는 감시 전환을 적용하십시오.

힘 제어와 위치 제어를 구분하는 요소는 무엇입니까?

Festo는 서보 공압 위치 결정 시스템을 변위 엔코더가 장착된 실린더, 비례 방향 제어 밸브 및 위치 컨트롤러라는 3개의 연결 요소로 설명합니다. 동일한 시스템으로 목표 위치를 지정하거나 목표 힘을 생성할 수 있지만, 선택한 피드백 변수와 인수 시험은 서로 다릅니다(Festo 서보 공압 위치 결정 시스템, 2026년 확인).

위치 제어는 위치 오차를 최소화합니다.

ex=xsetxmeasurede_x = x_{\mathrm{set}} - x_{\mathrm{measured}}

변수 exe_x는 위치 오차, xsetx_{\mathrm{set}}은 지령 위치, xmeasuredx_{\mathrm{measured}}는 엔코더가 보고한 위치입니다. 세 값은 모두 같은 거리 단위를 사용합니다. 컨트롤러는 측정 위치가 정의된 정위치 판정 기준을 충족할 때까지 실린더 챔버로 들어가고 나오는 공기를 계량합니다.

힘 제어는 힘 오차를 최소화합니다.

eF=FsetFfeedbacke_F = F_{\mathrm{set}} - F_{\mathrm{feedback}}

이 식에서 eFe_F는 힘 오차, FsetF_{\mathrm{set}}은 요구 힘, FfeedbackF_{\mathrm{feedback}}은 압력 기반 추정값 또는 직접 힘 센서 측정값입니다. 이 두 가지 피드백 방식은 서로 대체할 수 없습니다. 컨트롤러가 안정적인 추정 힘을 표시하더라도 가이드 마찰, 치구 휨 또는 접촉 형상 때문에 공구에 실제로 작용하는 하중은 달라질 수 있습니다.

엔지니어링 질문 위치 제어 압력 기반 힘 제어 직접 힘 제어
제어 변수 측정된 축 위치 계산된 피스톤 힘 힘 전달 경로에서 측정한 하중
주요 센서 연속 변위 엔코더 양쪽 챔버의 압력 센서와 감시용 위치 피드백 로드 셀 또는 힘 변환기, 일반적으로 위치 피드백 포함
가장 적합한 용도 이동, 인덱싱, 다중 위치 핸들링 마찰 불확도를 허용할 수 있는 제어된 공압력 공작물 힘 한계가 계약 조건인 압입, 시험 또는 조립
주요 사각지대 접촉력 마찰 및 하중 전달 경로의 영향 컴플라이언스 또는 부품 변형 후의 위치

위치 루프에 사용되는 센서 선택지는 공압 실린더 위치 감지 기술 가이드를 참조하십시오. 밸브 동작과 축 정확도의 차이는 비례 밸브 위치 제어 가이드에서도 설명합니다.

각 피드백 장치는 실제로 무엇을 측정합니까?

Festo CPX-CMAX 매뉴얼은 결정적인 차이를 명시합니다. 이 장치의 힘 모드는 2개 실린더 챔버의 압력 힘을 제어하며, 공작물에 작용하는 힘을 직접 제어하려면 힘 센서가 필요하다고 설명합니다. 또한 실린더와 가이드의 마찰은 계산된 힘에 포함되지 않는다고 밝힙니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인).

유용한 제어 도면에는 물리적 측정 지점이 표시되어야 합니다. 센서가 실린더 포트에 있으면 해당 포트의 압력을 측정합니다. 캐리지에 있으면 캐리지 위치를 측정합니다. 로드 셀이 액추에이터와 공구 사이에 있으면 해당 기계적 경로를 통해 전달되는 하중을 측정합니다.

스마트 공압 실린더 시스템의 세 가지 피드백 경계 위치 피드백, 압력 기반 힘 피드백 및 직접 힘 피드백을 수직으로 비교하며 각 센서가 관측할 수 있는 변수와 관측할 수 없는 변수를 보여 줍니다. 센서 위치가 제어 변수를 결정합니다 컨트롤러는 피드백 경로가 실제로 관측하는 값만 보정할 수 있습니다. 위치 루프 변위 엔코더축 위치 측정 위치 컨트롤러위치 오차 보정 위치결과 공구의 접촉력을 직접 측정하지 않음 압력 기반 힘 루프 두 압력 센서챔버 압력 측정 힘 모델압력과 면적 사용 추정피스톤 힘 씰 마찰, 가이드 마찰, 치구 휨 또는모든 외부 하중 경로를 관측하지 못함 직접 힘 루프 로드 셀전달 하중 측정 힘 컨트롤러측정 하중 보정 공작물 부품 컴플라이언스, 변형 또는 치구 이동 후의위치를 보장하지 못함 컨트롤러 모드를 선택하기 전에 측정 변수를 지정하십시오.
위치, 압력 기반 힘 및 직접 힘은 서로 다른 세 가지 피드백 경계입니다. 근거 자료: Festo 서보 공압 시스템 문서 및 CPX-CMAX 제어 매뉴얼.

이 구분은 흔한 사양 오류도 방지합니다. 비례 압력 레귤레이터에 공개된 선형성과 히스테리시스 값이 있더라도 해당 값은 레귤레이터 센서에서 조절된 압력을 설명합니다. ISO 10094-1:2021은 공급업체가 전공압 연속 압력 제어 밸브의 정의된 특성을 공개하도록 요구하지만, 레귤레이터 사양을 실린더 축의 힘 정확도로 바꾸어 주지는 않습니다(ISO 10094-1:2021).

압력 기반 힘은 추정값일 뿐입니다

두 챔버 압력을 모두 측정해도 압력으로 산출한 힘은 여전히 추정값입니다. Festo CPX-CMAX 알고리즘은 피스톤 및 로드 직경, 설치 위치, 기본 하중 및 탑재 하중도 사용하지만, 매뉴얼은 실린더와 가이드 마찰을 모델링하지 않으므로 불확도가 드라이브의 정지 마찰 범위에 남는다고 설명합니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인).

복동 단로드 실린더가 전진할 때는 두 유효 면적에서 시작합니다.

Ap=πD24A_p = \frac{\pi D^2}{4}
Aa=π(D2d2)4A_a = \frac{\pi \left(D^2-d^2\right)}{4}

전체 피스톤 면적은 ApA_p, 로드측 환형 면적은 AaA_a, 피스톤 직경은 DD, 로드 직경은 dd입니다. 결과를 뉴턴 단위로 얻으려면 미터와 파스칼을 사용하거나 일관된 공학 단위 환산을 적용하십시오.

수평 축이 전진 방향으로 천천히 움직일 때의 준정적 추정식은 다음과 같습니다.

Fest=PcApPrAaFfrictionF_{\mathrm{est}} = P_c A_p - P_r A_a - F_{\mathrm{friction}}

PcP_cPrP_r은 각각 캡측 및 로드측 챔버의 게이지 압력입니다. FfrictionF_{\mathrm{friction}}은 전진이 시작될 때 반대 방향으로 작용하지만 하나의 고정된 기지값은 아닙니다. 정지 또는 방향 전환 부근에서는 마찰을 방향에 따라 달라지는 불확도 대역으로 취급하십시오.

수평선보다 θ\theta만큼 기울어진 동적 축에서 전진 방향을 양으로 정의할 경우 다음의 부호 있는 힘 평형식을 사용합니다.

Fload=PcApPrAamamgsinθFfF_{\mathrm{load}} = P_c A_p - P_r A_a - m a - m g \sin\theta - F_f

전체 이동 질량은 mm, 양의 전진 축 방향 가속도는 aa, 중력 가속도는 gg입니다. 축이 수평선보다 위로 올라갈 때 각도 θ\theta는 양수입니다. FfF_f는 양의 전진을 방해하는 음수가 아닌 마찰력의 크기입니다. 후진할 때는 압력-면적의 역할과 마찰 방향을 반대로 바꾸어 평형식을 다시 작성하십시오. 따라서 공급 압력이 안정적으로 보여도 배기 제한 때문에 사용 가능한 힘이 감소할 수 있습니다.

준정적 전진 중인 보어 50 mm, 로드 20 mm의 수평 실린더를 생각해 보겠습니다. 캡 챔버 압력이 5.0 bar, 로드 챔버 압력이 0.8 bar일 때 마찰을 제외한 이상적인 양압력 추정값은 약 850 N입니다. 단축식 F=PcApF = P_c A_p는 약 982 N을 산출합니다. 로드측 압력을 무시하면 이 사례의 힘을 약 132 N, 즉 15.5% 과대평가합니다. 이 계산은 크기 선정의 기준선일 뿐 폐루프 정확도를 입증하지 않습니다. 실제 동작 중 양쪽 챔버 압력을 측정하고 배기 배압을 확인하며, 공정 인수 기준이 공구의 힘이라면 로드 셀을 사용하십시오. 차압 힘 가이드배압 가이드에서 이 두 항을 더 자세히 설명합니다.

도구실린더 선정실린더 힘 계산기보어, 로드 직경, 압력 및 여유값으로 정적 전진력과 후진력을 추정하십시오. 폐루프 검증에는 측정한 챔버 압력 또는 로드 셀을 사용하십시오.힘 = 압력 × 유효 면적보어 직경로드 직경작동 압력마찰 여유계산기 열기

위치 제어 모드 선정 기준

위치 제어는 프로그래밍 가능한 이동, 인덱싱 및 측정 위치 작업에 적합합니다. Festo는 CPX-CMAX에 설정 가능한 위치 세트 128개가 있고 최대 8개 모듈을 독립적으로 운전할 수 있다고 명시하지만, 이러한 모델별 수치가 보편적인 축 정확도를 입증하지는 않습니다(Festo CPX-CMAX 제품 문서, 2026년 확인).

합격 결과가 측정 위치, 경로 또는 모션 프로파일일 때 위치 제어를 선택하십시오. 대표적인 예로 포맷 변경 위치, 여러 스테이션에 대한 캐리지 정렬, 지령 궤적 추종 및 공구를 검증된 안전 위치로 복귀시키는 작업이 있습니다. 연속 위치 피드백은 필수입니다. 리드 스위치는 종단 위치를 확인할 수 있지만 지속적으로 보정되는 중간 스트로크 위치 루프를 지원할 수는 없습니다. “정확도”를 하나의 독립된 수치로 지정하지 마십시오. 측정 기준점을 정의하고 실린더 캐리지만이 아니라 완성된 공구에서 시험하십시오. 지령 위치, 측정 위치, 접근 방향, 탑재 하중, 속도, 공급 압력, 튜브 길이, 온도 및 유지 시간을 기록하십시오. 그런 다음 다음 용어를 구분하십시오.

  • 분해능은 보고할 수 있는 최소 증분입니다.
  • 반복성은 정의된 조건에서 같은 동작을 반복했을 때의 산포입니다.
  • 정확도는 측정 결과를 추적 가능한 기준과 비교합니다.
  • 정위치 안정성은 축에 정지 명령이 내려진 동안의 움직임을 설명합니다.
  • 정착 시간은 축이 허용 대역에 진입하고 그 안에 계속 머무를 때까지 걸리는 시간을 측정합니다.

공구가 목표 위치에 도달하기 전에 장애물과 접촉하면 어떻게 됩니까? 위치 오차가 남아 있으므로 컨트롤러는 밸브 출력을 계속 지령할 수 있습니다. 따라서 생산용 위치 루프에는 힘, 압력, 출력, 속도 및 타임아웃 한계가 필요합니다. 위치 제어는 접촉 안전을 대신하지 않습니다.

힘 제어 모드 선정 기준

힘 모드는 압력이 상승할 때까지 제어 없이 이동하는 과정이 아니라 감시되는 접촉 공정에 사용해야 합니다. CPX-CMAX 매뉴얼은 힘 설정값, 힘 허용차, 힘 램프, 소프트웨어 종단 위치, 속도 감시 및 스트로크 감시를 별도 파라미터로 다룹니다. 이는 하중 조절과 모션 감시가 함께 작동해야 함을 보여 줍니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인).

부품 높이나 컴플라이언스가 달라지고 공정 품질이 접촉 하중에 좌우될 때 힘 제어를 선택하십시오. 압입, 클램핑, 표면 추종, 장력 제어 및 힘-변위 시험이 이 유형에 해당할 수 있습니다. 먼저 압력 기반 힘으로 충분한지 판단하십시오. 마찰, 툴링 휨 또는 제품 손상 때문에 허용 오차가 좁다면 하중 전달 경로에서 힘을 직접 측정하십시오. 힘 제어에도 위치 감시가 필요합니다. 예상한 공작물이 없으면 반력이 발생하지 않아 힘을 찾는 액추에이터가 계속 움직일 수 있습니다. Festo 매뉴얼은 이 상태에서 고속 이동과 제동되지 않은 스트로크 종단 충돌이 발생할 수 있다고 경고하며, 이 때문에 힘 모드에 임계 속도 및 임계 스트로크 감시 기능을 제공합니다.

접촉 충격이 중요한 경우 급격한 계단 입력 대신 힘 램프를 사용하십시오. 접촉 감지 후 최대 이동 거리, 각 챔버의 최대 압력, 최대 밸브 명령, 유지 시간 및 센서 단선 시 대응도 정의하십시오. 제어 루프는 기계적 정격 하중, 독립 안전 기능 또는 위험성 평가를 대신하지 않습니다. 이 아키텍처 안에서도 압력 조절은 유용할 수 있습니다. 반복 가능한 압력 명령을 설정하거나 사용 가능한 힘을 제한할 수 있습니다. 그러나 비례 압력 레귤레이터와 비례 유량 밸브는 서로 다른 변수를 제어하며, 어느 하나만으로는 공작물에 작용하는 힘을 보장할 수 없습니다.

위치 모드와 힘 모드는 어떤 순서로 전환해야 합니까?

신뢰할 수 있는 위치-힘 전환 시퀀스는 힘 조절을 시작하기 전의 비제어 이동을 최소화합니다. Festo CPX-CMAX 매뉴얼은 제어된 힘을 가장 빠르게 형성하려면 드라이브를 압입 위치에서 1 mm 미만 떨어진 곳에 위치시키도록 권장합니다. 이는 모델별 방식이지 보편적인 전환 거리가 아닙니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인).

타이머만으로 모드를 변경하지 말고 상태 머신을 사용하십시오. 부품이 없거나 축이 늦게 도착하거나 압력 신호가 드리프트해도 타이머는 만료될 수 있습니다. 각 전환에는 측정 조건이 필요하며 독립적인 타임아웃이 있어야 합니다.

위치 접근에서 힘 제어와 복귀까지의 감시 시퀀스 다섯 단계 수직 상태 머신이 위치 접근, 감시 접촉 감지, 힘 램프와 유지, 제어된 해제 및 안전 감시가 포함된 위치 복귀를 보여 줍니다. 안전한 사이클은 측정 조건에 따라 모드를 전환합니다 모든 상태에는 진입 조건, 운전 한계 및 고장 이탈 조건이 있습니다. 1. 위치 제어 접근검증된 접촉 전 구간을 향해 이동합니다.한계: 속도, 가속도, 위치 오차, 압력, 타임아웃 접근 구간 진입 2. 감시 접촉 탐색속도를 낮추고 검증된 접촉 신호를 탐색합니다.입력: 로드 셀 또는 압력 변화, 위치, 속도, 이동 한계 접촉 확인 3. 힘 램프 및 유지힘 설정값까지 램핑한 뒤 허용 대역 안에서 유지합니다.한계: 힘, 압력, 위치 구간, 힘 변화율, 유지 타임아웃 공정 완료 4. 제어된 힘 해제고속 동작을 지령하기 전에 접촉 하중을 제거합니다.확인: 힘이 해제 임계값 미만이며 센서 신호가 타당함 해제 확인 5. 위치 제어 복귀검증된 안전 위치 또는 원점으로 복귀합니다.확인: 정위치 상태, 안전 압력 상태, 사이클 데이터 저장 타임아웃, 타당하지 않은 센서 신호 또는 한계 위반 시 정의된 안전 상태로 이탈합니다.
단계별 시퀀스는 고속 이동을 감시 접촉 및 힘 조절과 분리합니다. 전환 거리와 임계값은 실제 축에서 검증해야 합니다.
상태 필요한 진입 근거 기록 데이터 고장 예
접근 축 원점 설정 완료, 명령이 안전 범위 내에 있음 명령, 위치, 속도 추종 오차 또는 타임아웃
접촉 탐색 검증된 접근 구간 내에 있음 위치, 양쪽 압력, 힘 신호 접촉 없이 이동 한계 도달
힘 램프 접촉이 확인되고 센서 신호가 타당함 힘 설정값, 피드백, 램프, 밸브 출력 힘 오버슈트 또는 힘이 상승하지 않음
유지 힘이 허용 대역 내에 있음 평균, 피크, 최솟값, 지속 시간, 위치 드리프트 힘이 허용 대역을 벗어남
해제 및 복귀 힘이 해제 임계값 미만임 잔류 힘, 복귀 추적 데이터, 최종 위치 하중이 갇힌 상태로 남음

모드 전환을 보편적인 밀리초 값으로 지정해서는 안 됩니다. 실제 전환은 컨트롤러 로직, 밸브 동특성, 튜브 체적, 챔버 체적, 접촉 강성, 탑재 하중 및 힘 램프에 따라 달라집니다. 대신 측정된 전체 시퀀스를 승인하십시오.

안전 한계와 인수 시험

ISO 4414:2010은 설계, 설치, 조정, 운전 및 유지보수 전반의 주요 공압 시스템 위험을 다루는 38페이지 분량의 국제 표준입니다. 따라서 일반적인 위치 또는 힘 루프는 여러 계층 중 하나일 뿐이며, 기계에는 정의된 안전 상태와 위험 기반 보호 조치가 여전히 필요합니다(ISO 4414:2010).

전원 상실, 공기 공급 상실, 엔코더 고장, 압력 센서 불일치, 로드 셀 과부하, 튜브 파손, 밸브 통신 상실 및 비상 정지 시 발생할 동작부터 정의하십시오. 수직 하중에는 기계적 정격을 갖춘 브레이크 또는 잠금 장치가 필요할 수 있습니다. 회로를 배기하면 저장 에너지가 방출되거나 매달린 질량이 떨어질 수도 있으므로 “공기를 배출한다”는 방식은 보편적으로 안전한 대응이 아닙니다. 시운전에서는 인상이 아니라 추적 데이터를 남겨야 합니다. 지령 위치, 측정 위치, 캡측 압력, 로드측 압력, 장착된 경우 직접 측정한 힘, 밸브 명령, 컨트롤러 상태, 한계 플래그 및 타임스탬프를 기록하십시오. 최소 및 최대 탑재 하중, 낮고 높은 공급 압력, 양쪽 접근 방향, 관련 온도 한계 및 대표 튜브 길이에서 시험하십시오.

각 모드에 별도의 인수 기준을 사용하십시오.

위치 모드 지표 힘 모드 지표 시퀀스 및 안전 지표
정의된 기준점에서의 정확도 정의된 로드 셀에서의 힘 정확도 접촉 감지 후 최대 이동 거리
접근 방향별 반복성 부품 및 온도 범위 전체의 반복성 최대 힘 또는 압력 오버슈트
오버슈트 및 정착 시간 힘 램프 및 유지 안정성 전환 타임아웃 및 고장 대응
정위치 드리프트 힘 유지 중 위치 드리프트 공작물 누락 시 안전 대응
모션 프로파일 전체의 추종 오차 추정 힘과 직접 측정한 힘의 차이 중단된 사이클 후 재시작 동작

하나의 부품 데이터시트만으로 이 표를 승인할 수는 없습니다. 예를 들어 CPX-CMAX 자료에는 VPWP 비례 밸브가 350, 700, 1,400 및 2,000 L/min으로 제시됩니다. 이 네 가지 공칭 유량 등급은 부품 선정에 도움이 되지만, 완성된 축의 응답은 전체 공압 체적, 제한 요소, 하중 및 튜닝에 따라 달라집니다.

어떤 제어 모드가 적용 분야에 적합합니까?

CPX-CMAX는 직접 모드 제어 비트 B1에서 위치에 0, 힘에 1을 할당하지만, 매뉴얼은 각 상태에 서로 다른 한계, 램프 및 감시 동작을 정의합니다. 소프트웨어 비트 하나로 모드를 선택할 수는 있어도 두 제어 목표를 동일하게 만들 수는 없습니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인). 공정 인수 기준에 따라 결정하십시오.

주요 요구사항 권장 아키텍처 필수 인수 시험
여러 프로그래밍 위치에 도달 연속 엔코더를 이용한 위치 제어 부하 조건에서 위치 오차, 반복성, 정착 및 고장 대응
대략적인 공압력 적용 위치 감시를 포함한 양압력 힘 추정 운전 범위 전체에서 계산 힘을 기준 로드 셀과 비교
섬세하거나 규제 대상인 조립품 보호 위치 감시를 포함한 직접 로드 셀 힘 제어 힘 오버슈트, 유지 안정성, 이동 한계 및 센서 고장 대응
빠르게 이동한 뒤 압입 단계별 위치 접근, 감시 접촉, 힘 램프 및 위치 복귀 시간 동기화된 전체 위치, 압력, 힘 및 상태 추적 데이터
매달린 하중 유지 위험성 평가를 거친 모션 제어와 적합한 기계식 유지 조치 전원 상실, 공기 상실, 브레이크, 재시작 및 저장 에너지 시험

RFQ에 “힘 및 위치 제어 기능이 있는 스마트 실린더”라고만 적혀 있다면 사양이 불완전합니다. 제어 변수, 센서 형식과 위치, 힘 추정 방식, 탑재 하중, 설치 방향, 스트로크, 속도 프로파일, 튜브, 압력 범위, 허용 오차, 안전 상태 및 인수 절차를 추가하십시오. 이 정보에 따라 프로젝트에 압력 기반 추정, 직접 힘 피드백 또는 다른 액추에이터 기술 중 무엇이 필요한지가 결정됩니다.

스마트 실린더 제어 모드 FAQ

CPX-CMAX는 위치와 힘이라는 2개의 선택 가능한 직접 제어 모드를 제공하지만, 내부 힘 피드백은 압력 기반입니다. 공작물에 작용하는 힘을 직접 제어하려면 외부 로드 셀 신호를 받을 수 있는 컨트롤러 또는 감시 외부 루프 아키텍처가 필요합니다. 다음 FAQ에서는 이 제품 사례를 보편적인 요구사항과 구분합니다(Festo CPX-CMAX 제어 매뉴얼, 2026년 확인).

힘 제어에서 압력 센서가 로드 셀을 대신할 수 있습니까?

두 챔버의 압력, 유효 면적, 탑재 하중, 설치 방향 및 마찰 여유를 알고 있다면 압력 센서로 피스톤 힘을 추정할 수 있습니다. 그러나 공구에 작용하는 힘을 직접 측정하지는 않습니다. 공정 인수 기준이 실제 공작물 하중에 좌우된다면 관련 하중 전달 경로에 교정된 힘 센서를 설치하고 정렬, 측정 범위, 과부하 용량 및 측정 불확도를 검증하십시오.

하나의 컨트롤러가 위치 모드와 힘 모드 사이를 전환할 수 있습니까?

예. 일부 서보 공압 컨트롤러는 두 모드를 모두 지원합니다. 예를 들어 Festo CPX-CMAX는 위치 및 힘 명령과 레코드 시퀀싱을 제공합니다. 선정 전에 정확한 컨트롤러 기능을 확인하십시오. 모드 전환은 접촉 확인, 힘 및 이동 한계, 타임아웃, 예상 공작물이 없을 때의 정의된 대응을 포함하는 감시 상태 머신을 통해 이루어져야 합니다.

위치 제어가 일정한 접촉력을 보장합니까?

아닙니다. 위치 루프는 위치 오차를 보정하므로 부품 높이, 강성, 마찰, 치구 변형, 압력 및 컨트롤러 출력 한계에 따라 접촉력이 달라질 수 있습니다. 힘 또는 압력 한계로 공정을 보호하십시오. 접촉 하중 허용차가 계약 조건이라면 최종 위치나 밸브 명령으로 추론하지 말고 힘을 직접 측정하십시오.

접촉 전 전환 지점은 어떻게 설정해야 합니까?

측정된 부품 높이 편차, 정지 거리, 센서 불확도, 축 반복성 및 허용된 접촉 탐색 이동 거리를 기준으로 설정하십시오. Festo는 한 가지 CPX-CMAX 압입 방식에 1 mm 미만을 제시하지만 보편적인 값은 아닙니다. 최악 조건의 속도, 탑재 하중, 공급 압력, 툴링 공차 및 공작물 상태에서 전환 구간을 검증하십시오.

어떤 인수 시험 데이터를 기록해야 합니까?

동기화된 위치, 양쪽 챔버 압력, 사용 가능한 경우 직접 측정한 힘, 밸브 명령, 컨트롤러 상태 및 고장 플래그를 기록하십시오. 탑재 하중, 압력, 온도, 접근 방향 및 부품 편차 전 범위에서 반복 사이클을 수행하십시오. 위치 정확도와 반복성을 구분해 보고하고, 힘 정확도와 압력 레귤레이터 선형성 또는 계산된 피스톤 힘도 구분해 보고하십시오.

출처 및 기술 참고 자료

기술적 주장은 처음 언급되는 위치에서 해당 ISO 및 Festo 자료에 연결되어 있습니다. 모델별 수치는 최신 문서를 확인하지 않고 다른 컨트롤러에 적용해서는 안 됩니다.