Robot

Intelligent Modular Robot

wCK series

User’s Manual

Ver 1.05

User’s Manual v1.05

wCK series

목차
1 제품 소개
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 제품 모델 주요 주요 활용 응용 제품 기구 전기 개요 형명 사양 특징 방식 분야 구성품 사양 사양 및 제어 사양

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p3 p4 p5 p5 p7 p8 p10 p10 p12

2 제품 활용
2-1 2-2 2-3 2-4 기구적 연결 전기적 연결 통신 연결 소프트웨어 활용

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3 제어 기능
3-1 위치 제어 기능 3-2 동기화 위치 제어 기능 3-3 수동 모드 기능 3-4속도/가속도 설정 기능 3-5 동작 범위 설정 기능 3-6 역전압 보호 기능 3-7 과전류 보호 기능 3-8 360 회전 모드 기능 3-9 브레이크 모드 기능 3-10 외부 입출력 포트 기능 3-11 자율 모션 기능 3-12 모듈 ID, 통신 속도 초기화 기능

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p27 p29 p30 p30 p30 p30 p30 p30 p30 p31 p32 p33

A. 부록
A-1 통신 프로토콜 상세 설명 A-2 통신용 신호 조정 회로 보드 A-3 외부 제어기 통신 속도 설정 예 A-4 응용 예제 A-5 출하 시 기본 세팅 파라미터 A-6 프로토콜 요약표

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p34 p59 p60 p63 p70 p71

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wCK series

1 제품소개
1-1 제품 개요
로보빌더의 wCK 모듈은 다양한 형태의 로봇을 손쉽게 조립하고 제어할 수 있는 지능형 로봇 모듈입니다. wCK 모듈은 세계 최초로 관절 삽입식 조립 구조를 가진 블록형 로봇 모듈로서, 관절 부품 하나만 삽입하면 모듈 간 조립이 완성되도록 설계되어 조립시간이 획기적으로 축소됩니다. 내부적으로 컨트롤러와 서보 액추에이터가 소형 케이스 안에 하나로 통합되었고 외부 입출력 포트까지 설치되어 있어서 별도로 센서, 출력수단 등을 설치하면 wCK 모듈 자체가 하나의 소형 로봇 시스템이 됩니다. 따라서 본 제품을 사용하면 지능형 로봇 등 관절형 움직임이 요구되는 다양한 장치를 쉽게 설계할 수 있고, 추가 확장이 혁신적으로 유연해지고 고장 대응 등 유지보수가 매우 편리해 집니다. wCK 모듈은 PID 정밀제어 방식을 채택하여 산업용 서보 모터 수준의 위치 제어 정밀성을 실현 하였습니다.

[그림 1-1a] 제품사진(포장된 상태)

[그림 1-1b] 모델별 사진

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1-2 모델 형명

[그림 1-2a] 모델형명 체계

시리즈명 “wCK”는 로봇 모듈이 동작할 때 나는 소리인 ‘윙치크’, ‘웅치크’ 를 의미함.

[그림 1-2b] 모델번호 테이블

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1-3 주요 사양
통신 방식 통신 속도 모듈 확장 동작 전압 회전 속도 정지 토크 최대 출력 기어 비 제어 방식 제어 각도 동작 각도 분해 능 제어 오차 속도 레벨 케이스 재질기어 재질 크기 무게 Multi drop 방식 Full Duplex UART 직렬 통신 4,800bps ~ 921,600bps(8 단계 중 선택) 채널 당 최대 254 개 모듈 연결 가능(ID 0~253) 6VDC ~ 10VDC(권장 전압 7.4VDC~8.4VDC) 최대 무 부하 속도 0.15sec/60˚(권장전압 시 wCK-1108 기준) 최대 13kg·cm(권장전압 시 wCK-1413 기준) 최대 1.1W(wCK-1108, 1111), 최대 1.4W(wCK-1413) 1/173(wCK-1108), 1/241(wCK-1111, 1413) 위치 제어, 속도제어, 토크 제어 0~254(표준 해상도 모드), 0~1,022(고 해상도 모드) 0˚~269˚(표준 해상도 모드), 0˚~333˚(고 해상도 모드) 8비트/1.055˚(표준 해상도 모드), 10 비트/0.325˚(고 해상도 모드) ±0.8˚(표준 해상도 모드) 30 단계(위치 제어 모드), 16 단계(360˚ 회전 모드) Engineering Plastic POM(wCK-1108), POM+Metal(wCK-1111,1413) 51.6 mm 27.1 mm 36.4 mm 45g(wCK-1108), 49g(wCK-1111,1413)

1-4 주요 특징
All-in-One 통합 로봇모듈 컨트롤러, 센서, 액추에이터, 입출력 포트가 케이스 하나에 통합된 로봇 모듈 컴팩트 디자인 컴팩트하고 기능적인 디자인으로 로봇의 설계 효율 및 미적 디자인 제고 2 개의 동력 연결 축 2 개의 동력 연결 축을 지원하여 다양한 형태의 조립 구조 제작 가능 쉽고 빠른 관절 삽입 형 조립하나의 관절 부품 삽입으로 조립이 완성되어 창의적인 형태의 설계가 용이하고 조립 시간을 획기적으로 단축 정밀한 제어 특성 정밀 PID 제어 방식으로 위치 제어 오차 ±0.8˚ 실현(표준 해상도 모드 기준) 고 해상도 모드 시 분해능 10 비트 1024 단계(제어각 0.325˚), 표준 해상도 모드 시 8 비트 256 단계(제어각 1.055˚) 제어오차 보정 알고리즘 위치 제어 오차 보정 알고리즘을 적용하여 potentiometer 를 이용한 ±0.8˚ 위치 제어 오차 실현

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User’s Manual v1.05 위치 제어, 속도 제어, 토크 제어 지원

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위치 제어, 속도 제어, 토크 제어를 지원하여 어플리케이션에 따른 다양한 제어 방식 활용이 가능 다양한 동작모드 위치 제어 모드, 동기화 위치 제어 모드, 360˚ 회전 모드, 수동 모드, 브레이크 모드, 자율동작 모드, 설정 모드 다양한 파라미터 설정 모듈 ID, 통신 속도, 위치 제어 분해능, PID 위치 제어 게인, 동작 속도, 가감속 시간, 동작 각도, 최대 동작 전류 등 설정 가능 Multi Drop 방식 Full Duplex UART 직렬 통신 세계 최초 Full Duplex UART 양방향 직렬 통신을 실현하여 외부 제어기에서 별도의 통신 장치 없이 wCK 모듈에 직접 연결 가능 응답형 최적화 통신 프로토콜 모든 통신 명령에 대한 실시간 응답 방식을 채택하여 응답 지연 최소화 필요한 기능을 중심으로 최적화된 프로토콜 구조로 통신 지연 최소화 외부 입출력 포트 지원 1 채널 A/D 입력(0V~5V),2 채널 Digital Output(TTL 레벨) 제공 다양한 어플리케이션 구현 가능 자율 동작 모드 외부 제어기 없이 wCK 모듈 스스로 모션 또는 입출력 가능 다양한 동작 속도 단계 위치 제어 모드에서 30 단계, 360˚ 회전 모드에서 16 단계 속도 지정 가능 입력 전압 변화에 맞춘 자동 출력 보상 입력 전압의 실시간 변화에 따라 제어기 출력을 자동 보상 Windows PC 기반 개발 소프트웨어 제공 Windows 환경 wCK programmer, Motion Builder, Action Builder 소프트웨어 제공 넓은 동작 전압 범위 입력 전압 6VDC~10VDC 로 넓은 동작 전압 범위 지원 넓은 위치 제어 동작 각도 표준 해상도 모드시 0˚~269˚, 고 해상도 모드 시 0˚~333˚ 로넓은 위치 제어 동작 각도 범위 지원

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User’s Manual v1.05 절전 브레이크 기능 지원

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브레이크 모드 설정 시 Dynamic Brake 작동하여 전력 소모없이 조립된 형태를 유지할 수 있는 절전 기능 실현 수동 센서 기능 지원 수동 모드 설정 시 Torque off 상태에서 센서 기능 실현 역 전압 보호, 과 부하 보호 역 전압 보호 회로 및 과 부하 보호 회로를 내장하여 제품 보호 모듈 ID, 통신 속도 초기화 기능 wCK 모듈 ID 및 통신 속도 초기화 기능으로 문제 발생 시 개발 편리성 강화 이중 베어링 출력 축에 이중 베어링을 적용하여 정교한 센터링을 위한 파워 강화

1-5 활용 방식
wCK 모듈은...