코드 디스크 기초
코드 디스크의 외경, 내경, 두께는 어떻게 정하나
코드 디스크 치수는 하우징 공간에서 대충 역산하는 것이 아닙니다. 더 합리적인 순서는 먼저 라인 수와 피치로 판독 반경을 정하고, 트랙과 가장자리 여유를 더해 외경을 구하고, 축과 조립 방식에 따라 내경을, 기재·강성·무게에 따라 두께를 정한 뒤, 마지막으로 패턴면과 동심 기준을 명확히 표기하는 것입니다. 이 글은 이 순서대로 항목별로 설명합니다.
새 엔코더를 설계할 때 디스크 도면의 외경, 내경, 두께는 어떻게 채워야 할까요? 흔한 방법은 하우징 안에 공간이 얼마나 남았는지 보고 외경을 역산하는 것입니다. 사실은 “판독 반경"에서 시작해 안쪽에서 바깥쪽으로 한 항목씩 정하는 편이 더 자연스럽습니다. 순서는 그림 1과 같습니다.
1단계: 판독 반경
판독 반경은 트랙 중심이 위치한 반경으로, 리드헤드가 이곳을 향합니다. 라인 수와 피치로 결정됩니다: p = 2πr ÷ N, 거꾸로 r = N × p ÷ 2π.
예를 들어 2500라인, 피치 약 50 μm인 디스크라면 r ≈ 2500 × 50 μm ÷ 6.283 ≈ 19.9 mm로, 20 mm 정도로 잡습니다. 리드헤드 안의 인덱스 격자도 특정 판독 반경에 맞춰 설계되는 경우가 많으므로 둘이 맞아야 합니다.
반경이 크면 장점이 하나 더 있습니다. 편심에 덜 민감하다는 것입니다. 같은 5 μm 편심이라도 반경 20 mm에서는 오차가 약 52″, 반경 10 mm에서는 약 103″입니다(Δθ ≈ e ÷ r).
2단계: 외경
외경 ΦD = 2 × (판독 반경 + 트랙 반폭 + 가장자리 여유).
- 트랙 폭: 판독 창의 높이를 덮고, 조립 편심과 반경 방향 흔들림의 여유를 더 남깁니다;
- 가장자리 여유: 절단과 엣지 연삭은 가장자리에 미세한 치핑을 남기고, 취급과 클램핑도 가장자리로 하므로 눈금선이 가장자리에 너무 가까우면 안 됩니다.
계산 예(수치는 설명용): 판독 반경 20 mm, 트랙 폭 2 mm, 가장자리 여유 1.5 mm이면 외경은 약 2 × (20 + 1 + 1.5) = 45 mm입니다.
외경을 함부로 키우면 안 됩니다. 꽉 찬 원판의 관성 모멘트는 J = ½mR²이고 질량도 R²에 비례하므로, 같은 두께에서 외경이 2배가 되면 관성 모멘트는 16배가 되어 소형 모터의 동특성에 불리합니다.
3단계: 내경
내경은 축 지름과 조립 방식에 따릅니다:
- 허브에 접착: 내경은 허브의 위치결정 단차보다 약간 크게 하여 접착층 공간을 남깁니다. 조립 시에는 센터링 링을 이용해 현미경 아래에서 정렬하며, 구멍 끼워맞춤으로 중심을 잡지 않습니다;
- 중공축 구조: 내경이 축을 위한 공간을 확보해야 해서 매우 크게 만드는 경우가 많고, 트랙과 내경 사이의 환대가 그만큼 좁아집니다;
- 내경 기준 위치결정: 조립에서 내경으로 직접 중심을 잡는다면, 내경과 트랙의 동심도를 명확히 요구해야 합니다.
내경과 트랙 사이에는 접착면도 남겨야 하며, 접착제가 트랙으로 넘쳐서는 안 됩니다.
4단계: 두께
두께는 강성, 무게, 공간 사이에서 균형을 잡습니다. 글래스 디스크는 두꺼울수록 튼튼하고 치핑이 덜하지만 무거워지고 관성 모멘트가 커집니다. 메탈 디스크는 매우 얇게 만들 수 있습니다. 외경이 크고 두께가 얇은 디스크는 평면도에 더 주의해야 합니다.
투과형 디스크는 또한 눈금선을 어느 면에 만드느냐에 따라 눈금선과 인덱스 격자 사이 거리가 달라진다는 점에 유의합니다. 패턴면이 리드헤드 쪽을 향하면 판독 갭은 유리 두께의 영향을 받지 않습니다.
5단계: 패턴면과 기준
치수가 정해지면 도면에 다음 사항도 명확히 표기합니다:
| 항목 | 표기 요점 |
|---|---|
| 판독 반경 | 트랙 중심 반경, 리드헤드는 이를 기준으로 설계 |
| 외경 ΦD | 치수와 공차; 위치결정 기준으로 쓰는지 여부 |
| 내경 Φd | 치수와 공차; 내경으로 중심을 잡을 때의 동심도 요구 |
| 두께 t | 치수와 공차; 평면도 요구 |
| 패턴면 | 눈금선이 어느 면에 있는지, 리드헤드 쪽인지 광원 쪽인지 |
| 동심 기준 | 센터링 링, 내경, 외경 중 무엇을 기준으로 하는지 |
정리
디스크 치수를 정하는 순서는 판독 반경 → 외경 → 내경 → 두께 → 패턴면과 기준입니다. 판독 반경은 라인 수와 피치로 계산하고, 외경은 여기에 트랙과 가장자리 여유를 더하며, 내경은 조립 방식, 두께는 기재와 강성에 따라 정합니다. 이 순서로 정리한 뒤 디스크 제조사와 공정 가능성을 확인하면 도면을 다시 고칠 일이 줄어듭니다.
중국어 원문 기사 번역 (0019). ENC7 코드 디스크 제조사 (문의) · 기술 자료 · https://enc7.com
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