올바른 가이드 시스템 선택하기

최적의 리니어 가이드를 선택하기에 앞서, 해당 어플리케이션에 적합한 구동 타입을 가장 우선적으로 고려해야 한다. 일반적인 구동 타입에는 스크류 타입이나 랙 & 피니언, 벨트 구동 및 리니어 모터 등이 있으며, 각각의 유형마다 장단점이 서로 달라 주의가 필요하다.

일반적으로, 적합한 드라이브 타입을 결정하는 핵심 변수는 위치 정확도와 속도이다. 그 다음 리니어 모터의 장점으로 손꼽을 수 있는 것은 고속의 정밀운동 기능도 있겠지만, 무엇보다 가장 큰 장점은 캐리지를 개별적으로 제어할 수 있다는 것이다. 이를 통해 매일마다 즉각적인 작업 변경이 필요한 생산 셀에서는 뛰어난 유연성을 확보할 수 있다. 하지만 이러한 여러 장점에도 불구하고, 여전히 주의 깊게 고려해야 할 요소들도 있다; 원래의 Beckhoff XTS 시스템 (리니어 모터 드라이브 시장의 선두주자)은 가벼운 페이로드만 이송 가능하였다. 하지만 HepcoMotion에서 XTS 리니어 모터와 함께 사용할 GFX 가이드 시스템을 특별히 개발함으로써 이러한 한계를 극복하게 되었다. 이를 통해 GFX 통합형 XTS 시스템은 최고속도 4m/s에서 50N까지의 용량을 ±10 μm 보다 낮은 반복 정밀도에서 작동할 수 있게 되었다. 하지만 이와 같은 대용량 시스템에는 복잡한 전자제품들이 필요하기 때문에 그만큼 초기투자 비용이 높을 수밖에 없다. 물론 이러한 초기투자 비용은 대부분의 경우 그 가치가 인정되지만 항상 그렇지는 않기에 주의가 필요하다.

랙 & 피니언 구동방식은 속도에는 제한이 있지만 길이에는 제한이 없다. 이와 같이 드라이브 시스템을 지정할 때는 각각의 요소를 따로 보지 않고 여러가지 기능의 균형을 맞춰야 한다. 짧은 스트로크는 높은 가속도가 필요하기 때문에 스크류 드라이브를 사용하면 신속한 목표 달성이 가능해지며, 랙 & 피니언은 동일한 최대속도를 달성하기 위해 가속 속도를 낮출 수 있는 긴 축에서 일반적으로 더 많이 사용된다.

구성요소의 설치 방향도 고려해야 한다. 가령 수직의 어플리케이션에서는 대용량의 드라이브가 더 적합한 옵션이 될 수 있고, 벨트 인장력이 페이로드를 지지하기에 충분하다면 벨트 드라이브를 사용하는 것이 좋다. 필요에 따라 지지구조를 추가하는 것도 가능은 하지만, 페이로드 아래의 특정 공간까지 영향을 받을 수 있으므로 주의가 필요하다. 단 모든 방향에서의 작동이 가능한 DTS+나 DTS2 제품은 예외이다.

랙 드라이브는 일반적으로 다축 시스템에서 사용된다. Z축 조립품은 모터와 캐리지 플레이트는 고정한 채, 빔과 슬라이드가 이송을 담당하도록 배열하면 그만큼 이송부의 무게를 줄일 수 있다. 고객이 완전한 갠트리 시스템이나 다축 솔루션을 원할 경우, HepcoMotion은 드라이브 및 축 연결부품 등을 모두 지정하여 완전한 시스템으로도 제공하고 있다. 참고로, 링 & 트랙 솔루션의 경우 Hepco의 DTS 제품은 타의 추종을 불허할 만큼 그 우수성을 인정받고 있다.

드라이브 타입이 결정되고 나면, 그 다음으로는 가이드 타입을 고민해야 한다. 가이드는 설계사양, 사용환경 및 페이로드 등을 우선적으로 고려한 후, 직선 및 곡선 시스템인지, 다축 모션인지 등의 조건을 결정한다. HepcoMotion은 광범위한 페이로드 요구조건을 모두 충족시켜 줄 다양한 모션 타입의 가이드 제품을 제공해오고 있다. 원칙적으로, 모든 모션 타입은 드라이브 선택형 또는 비선택형으로 제공 가능하다. 예를 들어, GV3 제품은 용도에 따라 싱글에지나 혹은 피니언 구동 캐리지 장착을 위한 더블에지 슬라이드 및 랙으로 공급 가능하다.

최고의 리니어 모션 구축을 위해, 우수한 품질을 자랑하는 HepcoMotion의 GV3 제품에는 다양한 종류의 부품들이 구비되어 있어 최대의 호환성과 맞춤형 주문 기능을 제공하고 있다. 또한 슬라이드는 원하는 길이만큼 연결하여 사용할 수 있다. 표준형 및 기조립식 슬라이드와 캐리지의 사용이 가능한 어플리케이션에는 Simple Select 제품을 선택하는 것이 좋다. 기성품은 신속한 배송이 가능하며, 용이한 설치를 위해 캐리지는 슬라이드에 조립된 상태로 배송된다. 직선 또는 회전 운동이 조합된 곡선운동의 어플리케이션에는 PRT2가 가장 적합하다.

드라이브 타입이나 정확도 외에, 작업환경 조건도 핵심 고려사항이다. 가령, 식품 및 제약 산업관련 어플리케이션에는 스테인리스 스틸 제품들이 주로 요구된다. HepcoMotion의 SL2 제품에는 GV3의 수많은 리니어 가이드용 부품에 버금가는 다양한 종류의 스테인리스 스틸 재질의 부품들이 구비되어 있다. SL2 외에도 스테인리스 스틸 옵션으로 이용가능한 다른 Hepco 제품들도 많다. 또한 부식방지 기능이 매우 중요한 환경도 있고, 극한의 온도와 진공의 환경을 견딜 수 있는 특수 부품이 필요한 환경도 있다; Hepco는 이런 다양한 요구사항을 모두 충족시켜줄 제품을 보유하고 있다. 반도체 제조분야나 LCD 및 OLED 스크린 생산라인, 진공 챔버 등에 Hepco의 진공 및 극한 온도제품이 주로 사용되는데, 최저 -50°C에서 최고 +210°C까지의 온도를 견딜 수 있다.

대부분의 일반적인 생산 작업환경에서 먼지와 이물질은 흔하게 발생되는 문제이다. 이로 인해 주행 경로에 먼지와 이물질이 노출되어 조기 마모나 고장 등과 같은 문제가 기존의 재순환 볼 제품에서는 종종 발생하였다.

제품 선정 시, 마지막으로 고려해야할 부분은 페이로드이다. 대략 최대 무게가 400kg인 경우에는 GV3 리니어 시스템(또는 곡선/회전 운동의 경우 PRT2)이 권장되며, 최대 약 68kN까지의 더 큰 페이로드의 경우에는 Hepco의 중하중(HDS) 가이드 시스템(선형 운동은 HDS2, 곡선/회전운동은 HDRT 권장)을 선택하는 것이 좋다. 두 시스템은 모두 V-가이드 기술을 기반으로 하며 스테인리스 스틸 재질로도 이용 가능하다. MHD 시스템은 매우 큰 페이로드의 이송을 위해 특별히 설계되었으며, 이를 위해 롤러 베어링에 장착된 베어링 블록을 사용한다. MHD 롤러 베어링은 안에 있는 재순환 볼 및 테이퍼 롤러의 수명을 보존하기 위해 내부적으로 씰링 및 윤활이 되어 있다. MHD 트랙은 경화형 및 연마형 플랫 트랙으로 구성되며, 랙 프로파일과 통합 사용하거나 혹은 단독으로도 이용 가능하다. 시스템 구동은 피니언을 캐리지 플레이트에 장착해주면 된다. 또한 MHD 롤러 베어링은 오정렬(미스얼라인먼트)로 인한 설계 및 조립시간을 보상해 주는 이점이 있다.

요구 사항이 무엇이든, HepcoMotion 시스템은 광범위한 어플리케이션에 걸쳐 다양한 해결책을 제시해준다. 시스템은 부품 단위로도 구입이 가능하여 설계자들이 시스템을 모듈별로 구성할 때 높은 수준의 유연성을 제공해준다. 또한 V-가이드 기술을 통해 기계의 오랜 수명이 보장된다; 가령 시스템 내에 플레이가 발생할 경우, 베어링 조정작업을 통해 캐리지를 재설정할 수 있으므로 슬라이드 시스템과 캐리지 전체를 교체할 필요가 없어진다(기존의 재순환 볼 제품은 일반적으로 전체 교체). Hepco 기술영업부에서는 고객의 어플리케이션 세부사항을 점검하여 제품 선정에 주의를 기울임으로써 시스템의 수명 및 요구사항 등을 충족시켜주고 있다.

드라이브 및 가이드 시스템은 모든 생산 셀의 중심 역할을 담당하므로, 올바른 시스템을 선택하는 것은 매우 중요하다. 사용할 제품들의 사양이 올바른지 확인하기 위해서는 다양한 변수를 고려하여 전체적인 균형을 맞춰주어야 한다. 이를 위해서는 프로젝트 목표에 대한 명확한 인식, 구성 부품의 품질 및 수행 능력에 대한 신뢰가 우선적으로 필요하다.