'독보적' 리니어 모터용으로 선정된 Renishaw 옵티컬 엔코더

과제

대부분의 리니어 모터는 일련의 전자기 코일(Forcer) 아래 영구 마그넷 트랙이 있는 '플랫 리니어 모터'입니다.

반도체, FPD 제조 등의 분야에서 까다로운 모션 제어 적용이 가능하려면 포서의 위치 제어가 정확해야 합니다.

많은 첨단 산업 공정에서 일정한 속도 제어가 필수적이지만 전통적인 모터 설계는 모터 속도에 리플을 일으키는 코깅력을 유발합니다.

설계자들이 선택할 수 있는 한 가지 대안은 추력 출력이 다소 떨어지더라도 정밀 제어가 가능한 무슬롯(무철심) 플랫 모터를 사용하는 것입니다. 코베리는 추력 저하없이 코깅력을 최소화하는 독보적인 모터 제품군을 개발했습니다.

두 개의 영구 자석 트랙이 있는 코베리 리니어 모터

코베리는 첨단 QUANTiC 옵티컬 엔코더를 포함해 다양한 Renishaw 옵티컬 엔코더를 코베리 리니어 모터에 채용하고 있습니다.

반도체 및 FPD 공정 장비 분야용 코베리 리니어 모터에는 0.2 µm 분해능, RTLC40 증분형 스케일, 아날로그 또는 디지털 신호 출력을 제공하는 QUANTiC 엔코더 시리즈가 장착됩니다. 다른 분야용 모터는 RTLA50-S 리니어 스케일과 함께 Renishaw의 EVOLUTE 앱솔루트 옵티컬 엔코더를 채택하고 있습니다.

김홍중 대표는 다음과 같이 부연합니다. "코베리의 리니어 모터는 다양한 규격으로 제공되며, 스트로크 길이만 수십 가지가 넘습니다. 최대 몇 미터 길이 스트로크의 맞춤형 제품을 요구하는 경우도 있습니다. 또한 앞으로 스트로크가 더 연장된 리니어 모터에 대한 시장 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 편리한 릴 형태로 공급되는 QUANTiC 엔코더의 RTLC40 강철 테이프 스케일은 모터별로 필요한 길이만큼 정확히 자를 수 있어 유연성이 개선됩니다. 더 나아가 공급 리드 타임이 짧고 원가 성능이 탁월한 점도 큰 장점입니다. Renishaw의 엔코더 채용으로 코베리 제품의 경쟁력이 높아졌습니다.”

QUANTiC 엔코더는 업계 표준 디지털 또는 아날로그 출력과의 호환성, ±0.3 mm(설치 높이) 및 ±0.9°(Z축 회전) 범위의 넓은 설치 및 작동 공차, 최대 24 m/s의 작동 속도, 최저 ±80 nm 수준의 낮은 보간 오차(SDE)를 지원하며, EMI 방지용 연성 단일 쉴드 케이블, 설치 보조용 통합형 셋업 LED를 포함한다는 장점이 있습니다.

선택 사양인 고급 진단 도구 ADTi‑100과 무상지원 ADT View 소프트웨어를 사용하면 더 자세한 진단 데이터를 얻을 수 있습니다. ADTi‑100은 까다로운 조건의 설치, 현장 진단 및 결함 확인에 적합한 도구입니다.

특히, QUANTiC 엔코더의 셋업 LED와 월등히 넓은 설치 공차 덕분에 빠르고 직관적인 설치가 가능해 기계 제작 비용을 절감하고 정비 시 기계 작동 중단을 크게 줄일 수 있습니다. 더 나아가 QUANTiC 엔코더의 낮은 SDE와 높은 분해능이 리니어 모터 정확도를 높이고, 속도 리플을 줄여 더욱 원활한 모션 제어가 가능해집니다.

김홍중 대표가 설명합니다. "엔코더 시스템을 선택할 때, 고객 분야에 필요한 엔코더 사양 외에 우리 생산 환경의 설치 난이도와 신뢰성도 고려하고 있습니다. 장비 제조업체로부터 받은 주문에 필요한 리드 타임은 매우 짧아서 주문 접수 후 설계, 제조, 테스트 및 배송 기간이 3~6개월에 불과한 경우가 많습니다."

"부품의 빠르고 간편한 설치는 정시 공급을 위한 절대적인 요인 중 하나입니다. QUANTiC 엔코더는 설치 공차가 넓어 신속한 설치가 가능합니다. 또한 판독헤드의 셋업 LED 색상 모니터링을 통해 신호 강도가 표준에 부합하는지 여부와 설치 성공 여부를 신속하게 확인할 수 있습니다. 이러한 특성은 시간과 비용 절감은 물론이고 제품의 품질에 자신감을 더해줍니다."

Renishaw의 EVOLUTE 앱솔루트 엔코더는 넓은 설치 공차와 우수한 내진 특성을 포함하여 QUANTiC 시리즈의 다양한 장점도 그대로 제공합니다. 고급 진단 도구 ADTa-100 하드웨어 및 ADT View 소프트웨어를 사용하면 향상된 진단 데이터도 얻을 수 있습니다.

코베리에서는 기계 캘리브레이션과 품질 관리용 Renishaw XL-80 레이저 간섭계 시스템을 사용하여 제품 출고 전에 모터에 대한 테스트와 캘리브레이션도 실시합니다. 이러한 시스템은 속도가 빠르고 정확도가 아주 뛰어나며(리니어 측정 정확도 0.5 ppm) 가볍고 휴대성이 좋습니다.

"고객사 대부분이 정밀 장비 제조업체들로, 품질 요건이 매우 까다롭기 때문에 제품을 출고하기 전에 모터를 엄격히 검증해야 합니다. Renishaw의 XL-80 레이저 간섭계를 사용하여 각 리니어 모터의 선형성과 진직도 및 직각도를 측정합니다. 속도 리플 분석을 포함한 동적 측정도 수행합니다. 제품 테스트용으로 설치와 사용이 간편한 XL-80 시스템은 의심할 여지없이 훌륭한 선택입니다."라고 김홍중 대표는 말합니다.

코베리 사장, 김홍중

결과

Renishaw의 엔코더 제품과 레이저 캘리브레이션 시스템을 채용한 덕분에 코베리는 반도체 제조 등 다양한 분야에서 첨단 공정 기계를 위한 최첨단 리니어 모터를 제작할 수 있게 되었습니다. 최신 리니어 모터 개발을 지원하기 위해 Renishaw와 코베리의 파트너십은 계속될 것입니다.

김홍중 대표의 결론입니다. “우리 회사는 초고정밀 고속 리니어 모터 개발에 주력하고 있습니다. 모든 구성품을 완벽하게 파악하기란 불가능하지만, Renishaw의 뛰어난 A/S 지원이 큰 도움이 되었습니다. 지원팀에서 우리 개발팀과 긴밀히 소통하면서 필요할 때 관련 교육을 제공하고, 많은 응용 문제를 해결해 주었습니다.