ICT/융합

광전식 인코더 자체개발 관련 핵심기술 파악

발행일 : 2019 / 08 / 31

최근 중국은 최초로 고정밀도 절대치형 로터리 광전식인코더(absolute value rotary photoelectric encoder) 핵심 칩 및 관련 기술을 자체적으로 개발했다.

광학, 전자, 정밀기계 기술의 집대성인 로터리 광전식인코더는 광전원리를 이용해 회전축의 회전각도 변화를 검출하는 센서로서 엘리베이터, 로봇, 드론, 수치제어 공작기계, 정밀조각기, 의료기계 등에 광범위하게 응용된다. 해당 인코더는 스마트제조 실현 과정에서 필수적인 첨단 제어센서설비이다.

현재 중국의 로터리 광전식인코더 핵심 칩의 수입 의존도는 심각하다. 그리고 중국내 관련 업체 첨단제품은 대부분 독일과 일본의 해결방안을 채택하고 있다.

연구팀은 광전식 인코더 핵심기술을 자체적으로 파악함과 아울러 포토다이오드 어레이, 고정밀도 저잡음 연산증폭기, 제2단 고정 게인 증폭기, 백래시(backlash)가 존재하는 히스테리시스 비교기(hysteresis comparator) 등으로 구성된 정밀도가 23자리에 달하는 로터리 광전식인코더 칩을 개발했다. 해당 칩은 마이크로 3채널 광학버니어(optical vernier) 부호화 기술, 실시간 빛의 세기 교정기술을 통합시켜 온도에 따른 LED 발광 변화, LED 노화, 인코딩 디스크(encoding disk)의 기름·먼지 오염, 탐지기 표면의 청결도 미흡 등 환경요인이 인코더 판독 값에 미치는 영향을 제거함으로써 인코더의 반복 정밀도 및 위치결정 정밀도를 향상시켰다.

이외에도 연구팀은 새로운 분리식 인코더 구조를 발명했다. 아울러 해당 구조로부터 새로운 분리식 인코더 교정·설치 방법을 파생시켜 분리식 인코더 교정·설치 과정의 조작 난이도를 낮추었을 뿐만 아니라 분리식 인코더 완제품의 두께를 뚜렷이 감소시켜 인코더 설치공간을 절약했다.