자율 EV 차량 충전소 – 우수한 반복도 및 정밀도를 제공하는 낮은 유지보수의 강력한 리니어 가이드 적용 사례 소개

산업: 자동화

제품: HDS2 – 중하중 리니어 가이드 시스템

전기 자동차(EV) 산업이 계속해서 인기를 끌면서, 수많은 기업들이 상업용이나 영업용 차량으로 전기 자동차를 선택하고 있습니다. 그러나 여러 대의 차량을 동시에 충전하려면 여러 충천 포트가 필요하므로 그만큼 설치 비용이 높아져, EV 차량에 적합한 충전 솔루션을 찾는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다.

산업 전기 장비 및 설치 전문의 스페인 업체인 LEMIL은 이러한 시장의 수요에 대응하기 위해 전기 자동차의 충전 프로세스를 최적화하는 자동 충전소를 개발했습니다. 이 시스템은 100kW 충전기 하나로 8개의 충전 포트를 동시에 가동할 수 있어 8시간 만에 8대의 자동차를 완전하게 충전할 수 있습니다. 기존 방식대로라면 각 충전 포트별로 8개의 고출력 충전기가 각각 필요하므로 설치 비용이 상당히 높아집니다. 따라서 LEMIL의 시스템은 전기 자동차를 보유한 중소기업에게는 비용면에서 매우 효율적입니다.

이 시스템을 사용하면 한 대의 충전기가 평행하게 설치된 2 x 10m 길이의 리니어 가이드를 따라 이동하면서 KUKA 로봇이 프로그래밍한 대로 각 차량을 순차적으로 충전해 줍니다. 완전 자율 작동의 로봇이 전기 자동차의 충전 포트로 케이블을 연결, 제거 및 다음 차량 충전을 위해 옆 차에 다시 연결하는 작업을 수행합니다. 시스템의 중심에는 HepcoMotion의 중하중 HDS2 리니어 가이드가 있어 높은 반복도와 정밀도로 트랙을 따라 로봇의 부드러운 주행을 도와줍니다. 2m/s의 속도로 이동하는 HDS2는 높은 반복도 및 정밀도로 각 충전 포트에 정확하게 위치하게 됩니다. HDS2의 최대 페이로드 용량은 68kN이므로 KUKA 로봇과 전기 케이스, 제어 케이스를 이동하는 데 필요한 670Kg의 페이로드는 간단히 수용할 수 있습니다.

낮은 유지보수

50여년의 역사를 가진 리니어 모션 전문가인 HepcoMotion은 V 가이드 기술 덕분에 ‘낮은 유지보수의 고급 제품’을 만드는 기업으로 명성을 얻고 있습니다. 베어링에 약간의 마모가 생기더라도 간단하게 재조정이 가능하므로, 시스템의 작동 중단 없이 오랫동안 수명이 유지되는 것도 V 가이드 기술로 인한 장점입니다. 또한 V 베어링의 예상 수명이 다할 경우, 전체 세트가 아닌 개별 부품만 따로 교체가 가능하므로 시간과 비용을 모두 절약해 줍니다. 이 시스템의 요구 수명은 10년인데, 이는 HDS2 제품으로는 가볍게 달성가능한 수명입니다.

전기차 충전소는 상시 운영 기준이므로, 리니어 가이드의 재윤활 작업 등과 같은 일상적인 유지보수로 인해 시스템이 정기적으로 중단되어서는 안됩니다. 이를 위해 Hepco는 오랜 기간 동안 별도의 윤활이나 유지보수 작업이 필요 없게끔 접촉면에 직접 윤활유를 제공해주는 간단한 윤활장치인 HDS2 가이드용 캡 와이퍼를 사용하였습니다.

간편한 설치

두 개의 HDS2 레일 시스템을 나란히 설치할 경우, 반드시 평행하게 설치하지 않아도 됩니다. 이는 LEMIL사의 가이드도 비가공면에서 작동이 되므로 약간의 오정렬에 대한 허용 공차가 필요했기 때문에 더욱 핵심적인 고려사항이기도 했습니다. Hepco의 V 베어링은 고르지 못한 작동면이나 다양한 편차의 장착면에서도 작동이 가능한 디자인입니다. 평행도 공차가 +/- 0.05mm이므로 짧은 시간 내에 정확한 조립이 가능합니다.

비용 효율적인 솔루션

모든 것이 빠르게 변화하는 현대사회에서 기계의 에너지 소비량은 주요한 고려 사항이며, 이번 어플리케이션도 예외는 아닙니다. 또한 220V만 사용하는 고객들도 있기 때문에 드라이브 모터의 에너지 소비량은 가능한 낮아야 합니다. 드라이브 에너지 소비량이 적을수록 비용면에서 효율적일 뿐만 아니라, LEMIL사의 핵심 요구사항도 충족이 됩니다. HDS2는 강력한 모터가 필요 없는 저마찰 가이드로 효율적인 비용과 적은 에너지 소비량의 솔루션을 제공해 줍니다.

모듈식 구성

지속 생산 계획 하에서는, 각 고객사의 요구에 맞게 재조정이 가능한 모듈형, 확장 가능형 충전 설비를 갖추는 것이 중요합니다. Hepco의 HDS2 가이드는 모듈식으로 길이가 제공되기 때문에 해당 어플리케이션에는 매우 적합한 시스템입니다. 즉 HDS2 가이드는 끝단을 정밀하게 가공하여 연결해서 사용하므로 LEMIL사가 언제든지 다양한 사이즈의 충전소를 제공할 수 있게 해줍니다. 이는 또한 향후 자동차 대수가 늘어날 경우 고객이 쉽게 충전소를 확장할 수 있다는 것을 뜻하므로, 그만큼 우수한 유연성과 미래 대비형 시스템을 제공해 줍니다.