이번 시간에는 Lead Screw Linear Actuator에 대해 알아보겠습니다.
1. Lead Screw
Lead Screw(리드 스크류)는 기계에서 링크로 사용되는 나사로,
회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위해 사용됩니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Leadscrew
Leadscrew - Wikipedia
Floppy disc drive with leadscrew and stepper motor. A leadscrew (or lead screw), also known as a power screw[1] or translation screw,[2] is a screw used as a linkage in a machine, to translate turning motion into linear motion. Because of the large area of
en.wikipedia.org
Lead screw에 대한 기본 사항은 다음과 같습니다.
- Pitch(피치) : 나사산 사이의 거리
- Lead(리드) : screw(스크류)가 한 바퀴 돌았을 때, nut(너트)가 직선으로 이동한 거리
- 아래 그림의 T8은 지름 8mm를 의미합니다.
https://www.thomsonlinear.com/en/support/tips/difference-between-screw-pitch-and-lead
What is the difference between screw pitch and lead?
HomeSupportThomson TipsBall, Lead, & Glide Screws What is the difference between screw pitch and lead? What is the difference between screw pitch and lead? Pitch Pitch is the distance between screw threads and is commonly used with inch sized products and
www.thomsonlinear.com
2. Step Motor
Step Motor(스텝 모터)는
한 바퀴의 회전을 수 많은 동일한 steps으로 나눌 수 있는 brushless DC(직류) electric motor입니다.
따라서, 위치를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
제가 사용한 스텝 모터는 42SHDC3025-24B으로,
NEMA 17 Step motor(faceplate가 1.7인치), 42각 스텝 모터(faceplate가 42mm)에 해당합니다.
| Model | Holding Torque |
Rated voltage |
Shaft | Step angle |
Motor length |
Rated current |
| 42SHDC3025-24B | 40 N·cm | 3.96 V | Ø 5 mm Single | 1.8° | 40 mm | 0.9A |
https://reprap.org/wiki/NEMA_17_Stepper_motor
NEMA 17 Stepper motor - RepRap
NEMA 17 Stepper motor Vitamin another NEMA-17 size motor A NEMA 17 stepper motor is a stepper motor with a 1.7 x 1.7 inch (43.18 x 43.18 mm) faceplate. The NEMA 17 is larger and generally heavier than for example a NEMA 14, but this also means it has more
reprap.org
여기서 중요한 점은 Step angle이 1.8°이므로,
총 200 step(=360°/1.8°)으로 나누어 제어할 수 있다는 것입니다.
이러한 스텝 모터는 모터 드라이버가 PWM 신호를 받아 움직입니다.
3. Linear Actuator
제가 사용한 제품은 위와 같습니다.
리드가 2인 T8 Lead Screw와
한 바퀴의 step이 200인 step motor를 사용하였으므로,
기본적으로 1/100mm(=2lead/200step)의 resolution을 가지게 됩니다.
(모터 드라이버로 더욱 조정이 가능합니다)
저는 Jetson TX2의 GPIO와 모터 드라이버를 이용하여 제어하였습니다.
4. Backlash
위 제품은 Screw와 nut에 의한 공간이 있어
Backlash 현상이 있었습니다.
만약, 좀 더 정밀한 제어를 원한다면
아래의 그림이 하나의 해결책이 될 수 있습니다.
리드 스크류 | Thomson
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