서보 시스템의 미래를 준비하다!

세계적인 경제 한파속에서 서보 시스템의 미래를 준비하다!

세계적인 경제 한파가 몰아치는 가운데 서보 시스템 업체들은 미래를 준비하고 있다. 나날이 커지는 서보의 영역을 확고히 다지기 위해 새로운 기능들을 접목한 제품에 집중하고 있다. 차별화된 기술력을 바탕으로 고객의 개발 요구에 대한 적극적인 대응 전략을 취하고 있는 것. 2009년 어려운 시장상황에서 새로운 도약을 위해 준비가 한창인 서버 시스템 업체들이 예상하는 시장전망과 대응전략, 그리고 신제품 출시 등 주요전략을 살펴본다.
글·이진수 기자(LJS@motioncontrol.co.kr)

보쉬 렉스로스 코리아

나날이 커지는 시장을 위해
세 단계 제품전략으로 대응

국내에도 많은 분야에 다수의 업체가 서보 시스템을 선보이고 있다. 자동차 관련 여러가지 장비에서부터 반도체 라인의 소형 서보 모터까지 많은 스테핑 모터나 기어드 모터 및 범용 모터가 사용되는 산업현장에 대응하며, 좀 더 정교하고 빠른 곳, 그리고 스테핑 모터들이 아직은 여러가지 이유로 도달할 수 없는 수십~수백 Kw의 영역까지 서보의 시장은 나날이 커지고 있는 실정이다. 이와 같이 매년 시장의 크기를 늘려가며 다양한 제품들이 선보이고 있는 이때 업계는 새로운 서보 기술을 선보이며 다음 시장을 준비하고 있다.
서보 시스템의 사용자들이 한결같이 바라고 있는 것은 저렴한 가격과 장비에 알맞은 기능으로 기존의 여러 시스템들을 대치하는 것인데, 스테핑 모터나 기어드 모터를 대응 하기엔 아직도 가격 등이 커다란 걸림돌이 되고 있다. 이미 서보의 기술들은 시장에 널리 알려져 있어, 성능은 검증이 되어 있고 나날이 사용되는 장비는 다양해 지고 있으며 거의 모든 시장에서 사용된다고 해도 과언은 아닐 것이다.
최근 스테핑 모터의 주요 시장이었던 디지털 인쇄는 물론 일부 반도체 및 의료 장비에서도 서보의 기술은 강력한 효과를 보이고 있다. 리니어 서보를 사용한 직선 운동과 한 회전에 하나의 전자 캠(CAM) 기능을 보이던 서보들이 다양한 모션을 구현하는 플렉서블 캠(Flexible Profile)을 선보이면서 기계적으로만 해결이 가능하였던 구조들을 부드럽게 대응하고 있다.
서보 모터의 자체 기술은 고분해능(회전당 수백만)을 제공하는 엔코더의 성능 향상으로 이미 많은 업체들이 비슷한 성능을 보이고 있으나 드라이브 기술은 여전히 많은 차이를 보이고 있는 실정이다. 보쉬렉스로스에 합병된 독일 인드라마트(Indramat)가 1973년 세계 최초로 서보 시스템을 상용화 한 이래 35년의 시간이 흘렀고 그 동안 유럽, 미주, 아시아에서는 각각의 산업과 기술방향에 맞게 서보시스템을 진보시켜 왔다.
서보 시스템은 섬유, 자동차, 목재 및 펄프, 철강 및 금속가공, 공작기계, 인쇄 등 전통 산업의 부흥과 맞물려 성장해 왔고, 1990년대에 들어서 전자제품 및 반도체의 발달, IT 산업혁명과 더불어 반도체 및 FPD 산업영역에 확장되었다. 기술이 시장을 이끌고, 시장이 기술을 이끄는 선순환 과정속에 서보 시스템은 새로운 전환기를 맞이하고 있다.
2000년대 중 후반과 2010년대 산업의 키워드는 ‘융합(Con- vergence)’이다. 다양한 기기를 휴대하기 원한 소비자의 욕구는 시장에 반영되었고 금융, 은행, 디자인, 문화 등 이질적인 산업들도 서로 융합의 과정을 거치고 있으며, 서보 시스템에서도 '융합'의 거대한 물결은 이미 ‘진행 중’이다.
서보 시스템의 시장을 위와 같이 파악하고 서보의 미래를 준비하고 있는 보쉬 렉스로스 코리아의 이종문 팀장은 “자동화 산업의 소비자들(End User)들은 다양화, 복합화, 전문화된 생산시스템을 쉽고, 빠르고, 유연하고, 비용 대비 높은 생산성을 갖게 하기 위해 융합된 서보 시스템의 출현을 요구해 왔고, 보쉬 렉스로스와 같은 통합 모션 전문업체들은 이미 10여년 전부터 이러한 요구에 대응해 오고 있다.”고 말하며, “보쉬 렉스로스는 수 십에서 수 백 kW 용량의 AC 서보 모터 기술(좀 더 정확히 말하자면 수 Nm에서 수 천 Nm), 컨버터 기술, 전자 샤프트 기술 및 다이렉트 드라이브 기술은 물론 드라이브에 포함된 안전기술에 관한 많은 앞선 기술들을 제공하였으며, 2009년 시장의 어려운 상황에도 새롭게 도약하기 위하여 세 단계의 제품을 준비하고 있다.”고 밝혔다.

인드라컨트롤 MLC

보쉬렉스로스의 인드라컨트롤 MLC

컨트롤러 단계：서보 시스템 사용자들의 다양한 요구에 대응하기 위한 제품으로 여러가지 서보 시스템의 기능을 하나의 하드웨어 플랫폼에 담았다. 여러 사용자들은 범용의 컨트롤러를 요구하기도 하고 특화된 전용 컨트롤러를 요구하기도 한다. 과연 시장이 요구하는 다양한 솔루션을 모두 해결할 수 있을까?
보쉬 렉스로스의 인드라컨트롤 MLC라면 가능하다. 하나의 하드웨어에 사용자의 선택에 따라 범용 PLC는 물론 소형CNC가 되기도 하고(CNC 모션 컨트롤러), 각종 인쇄 장비 및 지(紙) 가공 컨트롤러(프린팅 모션 컨트롤러：Roll-to-Roll 프린팅, 그라비아, 오프셋, 윤전기, 플렉소, 라벨 인쇄 및 핸들링 등), 물류와 포장 라인에 적합한 컨트롤러(로지스틱 컨트롤러 - 갠트리, 파렛타이징, 직교좌표 등 전문화된 키네메틱스 및 핸들링 툴 + 외부 확장 디바이스)로 사용이 가능하다. 또한 IEC표준인 Open PLC(IEC 61131-3)가 기본으로 탑재되어 누구나 쉽게 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다.

인드라드라이브 CS

보쉬렉스로스의 인드라드라이브 CS

드라이브 단계：적은 용량(~수 Kw)의 서보 시스템 중에 많은 서보 시스템들이 펄스(CW/CCW) 지령만으로 사용이 되고, 그 이상의 기능들을 필요로 할 때, 상위 컨트롤러의 도움으로 기능을 수행하거나 상위 컨트롤러의 제어 부하(Load)를 늘리며 부담을 주는 서보가 많았다.
그리고 과거 단순한 앰프(Amp) 구조의 드라이브에서 지능형 드라이브로 진화해 왔으며, 지능형 드라이브는 분산형 시스템을 구축할 수 있게 함으로써 모션 컨트롤러 하나에 모든 리소스(Re-source)가 집중되어 시스템 성능이 저하되는 것을 방지해 주고 있다.
또한 드라이브의 개방성도 동시에 이루어지고 있는데, 리니어 서보 모터, 로터리 서보 모터, 비동기 유도 모터, 횡자속형 리니어 모터 등 다양한 종류의 모터가 하나의 드라이브로 구동 될 수 있게 발전해 오고 있다. 보쉬 렉스로스의 인드라드라이브 CS는 상상할 수 없었던 여러가지 기능들을 포함하면서도 안정된 기능으로 여러 산업현장에서 각광을 받고 있다.

인드라드라이브 Mi

보쉬렉스로스의 인드라드라이브 Mi

서보 모터 단계：서보 모터 기술은 이미 성숙 단계에 이르렀고, 특별한 구조적 변화 없이 재료나 용량에 따라 제품군이 다양해지는 모습을 보이고 있다. 전통적인 서보 모터는 교류 동기(로터리/리니어)모터에 피드백을 연결한 시스템이며 일반적으로 서보모터 후면에 부착 되어서 드라이브 및 컨트롤러에 클로우즈 루프(Closed Loop) 제어를 가능하게 한다.
하지만 다이렉트 드라이브 모터나 리니어 모터 등은 피드백을 다른 방식으로 연결을 하게 된다. 결국 기술적으로 큰 변화가 없는 상태에서 자본력과 생산 시설을 갖추면 쉽게 제조할 수 있는 제품이 출시 되고 있으며, 점점 더 개방화된 제품들이 시장에 출시될 것으로 예상되고 있다.
서보 모터 부문의 수평적 융합은 다양한 기술(전기/공압/유압)의 융합 형태로 발전해서 초정밀부문은 전기 액츄에이터+피드백 시스템, 준정밀 및 저가형은 공압 액츄에이터+피드백 시스템, 초중량 및 초고추력을 위해서는 유압 액츄에이터+피드백 시스템으로 발전하게 될 것이며, 이질적 기술분야의 데이터는 쉽게 호환되며 제어될 것으로 보인다. 결국 이 부문의 수직적 융합은 드라이브 단계로의 진화로 이루어지는데, 이미 꽤 많은 제품이 시장에 출시되어 있다.
즉, 서보모터＋피드백시스템＋드라이브 형태로 진화하게 될 것으로 보이며, 이는 캐비넷 공간을 획기적으로 절약하고 배선을 줄이며, 장비를 단순화 시키는데 일조할 것이다. 여기서 한 단계 더 진화한 것이 서보모터+피드백시스템+드라이브+PLC+모션 컨트롤 형태이다. 서보 모터 여러 대를 하나의 케이블로 링크시켜 연결만 하면 되는 구조를 제공함으로써 기존의 드라이브, 모션컨트롤러, PLC 들을 생략할 수 있으므로 사용자는 혁신적 장비를 구현해 낼 수 있다.
서보 모터를 사용함에 따라 반드시 사용되어야만 하는 것이 드라이브 시스템이다. 서보 모터의 수량에 따라 제어 드라이브는 거의 대부분 1:1 형식으로 사용 되어야만 하고 드라이브를 설치하기 위해서는 일정 크기의 캐비닛(Cabinet)이 필요하게 된다.
장비에 사용되는 서보 모터의 증가에 따라 캐비닛의 크기는 점점 커져야만 하고 케이블이나 기타 여러가지 전장 부품이 필요로 하게 되는데 인드라드라이브 Mi는 이런 사항들을 해결하고자 출시되었
으며, 각종 포장 라인은 물론 물류 라인에서 탁월한 기능을 보여주고 있다.

메트로닉스

외삼품과의 경쟁력 제고
신성장을 달성하는 기회 삼아

메트로닉스는 세계 경기침체 여파에 따른 시장상황의 악화를 새로운 기회로 삼고 있다. 환율 문제에 따른 수입제품의 가격인상을 외산 제품들과의 경쟁력을 키우는 발판으로 삼아 새로운 성장의 기회로 잡는다는 전략.
메트로닉스의 박진호 박사는 “서보 시장의 2009년 시장은 세계적인 경제 한파를 어떻게 대응해 나가느냐? 하는 문제가 핵심이 될 것이며, 기술적인 이슈는 100MBps급 이더넷 기반 서보 통신 기술의 확산(Mechatro-Link III, SSCNET III, EtherCAT 등)이 있다.”고 설명하며, “메트로닉스는 국내에서는 유일하게 37Kw급까지의 대용량 제품군에 대한 대응이 가능한 업체로 환율 급등으로 인한 가격 경쟁력을 새로운 성장의 기회로 삼고 있다. 외국 제품의 경우, 15Kw급 이상의 서보 제품은 대부분 주문으로 생산되는 시스템으로 납기기간이 긴 것이 현실이지만 메트로닉스는 국내 업체로 신속한 대응이 가능한 장점도 적극 활용할 전략”이라고 전했다.

메트로닉스의 VN 서보 드라이브

메트로닉스는 2009년에 380Volt Class 제품군 및 보급형 시장을 위한 신형 서보 제품과 18비트급 시리얼 인코더 장착한 고정밀 제품을 출시할 계획이다. 장기적인 제품개발의 방향은 상위 제어기 시장의 트렌드에 따른 다양한 필드버스 통신을 지원하고 초고용량 제품 시장의 확대에 따른 고용량 제품의 영역확대를 추구하고 있다.
메트로닉스의 APD VS 서보 드라이브 제품군은 최신 제어 이론을 내장한 전용 ASIC을 자체개발로 고효율 전력변환기술 실현한 것이 특징이다. 국산 제품 최초로 55Kw급까지의 특대용량을 지원하고 있으며, 중국 및 유럽향의 380V급 제품 공급이 가능해짐으로써 수출형 장비를 생산하고 있는 관련업체들의 제품 선택폭 확대에 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 외에도 대용량 Flash 메모리 사용으로 다양한 기능 추가 및 사용편리성 강화, 고성능 제어 알고리즘 적용으로 정밀제어 실현, 다양한 통신 옵션으로 부가서비스 제공(PC통신, 상위기 Network 통신), 사용편의를 위한 로더(6자리) 기본장착 등의 기능을 제공한다.
박진호 박사는 “기존 제품과 대비해 소형이면서도 응답성 및 서보 특성은 더욱 향상시킨 메트로닉스의 신형 VN 서보 드라이브는 제품의 크기가 중요한 소형 시장에 대응하기 위한 제품”이라며, “17~19Bit급 시리얼 인코더 지원을 통해, 고정밀 서보 구동 실현한 VN 서보 드라이브는 100Watt~3.5Kw급의 제품을 출하할 예정”이라고 밝혔다.

B&R 코리아

일본 기업 견제 위한
국내 업체와의 공동전략

현재 한국 서보 시스템 시장은 일본이 독점하고 있는 상황이다. 일본 업체들이 독점할 수 있는 이유는 고성능의 소형 서보 드라이브와 모터를 생산하고 소프트웨어 및 프로토콜 지원 때문이다. 이에 한국 업체들이 대응하지 못하는 이유는 고성능 서보 모터와 엔코더 하드웨어 및 프로토콜 개발이 잘 안되기 때문이다.
또한 많은 기계 제조 업체들이 일본 제품들의 장점을 받아들여 기계에 적용하고 있기 때문에 다른 서보 드라이브나 모터들의 사용을 꺼려한다. 일본 업체들은 이러한 상황을 공략하여 서보 시스템뿐만 아니라 전체 시스템을 일본 제품으로 사용하게 만들고 있다. 하지만 대용량 서보 시스템은 유럽이 앞서고 있다.

B&R 산업자동화의 ACOPOS

고엔화 시대인 지금 일본 제품과 맞설 수 있는 유럽 제품을 테스트할 수 있는 좋은 기회다. 또한 한국 기계 제조 업체들은 유럽 회사들과 프로토콜 제휴를 해서 시장의 근본적인 문제를 해결할 수 있는 기회다. 이런 시장상황을 고려한 B&R 코리아는 일본 회사들과 대응하기 위해서 한국 업체들과 손을 잡고 공동 전략을 세우고 있다. 지금이 유럽의 선진 기술을 받아들여 서보 시스템 시장을 공략할 때라고 판단하고 있다.
모든 서보 시스템이 이더넷을 베이스로 한 프로토콜과 공통된 소프트웨어를 사용하여 엔지니어의 개발 시간을 줄이고 다축 사용 및 로봇 제어를 쉽게 구축할 수 있다. B&R의 ACOPOS 서보 드라이브 시스템은 플라스틱 또는 인쇄기계 등 까다로운 시장에서 입증된 기술을 다른 산업 분야에 적용할 계획이다.
미래의 드라이브 시스템은 서보뿐만이 아닌 인버터, 스테핑 모터, 토크 모터, 리니어 모터 등 다양한 시스템을 하나의 시스템으로 또는 오픈 통신 프로토콜을 이용하여 제어하는 것을 판단한 B&R은 Stepper 모터 제어용 제품들과 인버터를 새로 출시하였으며, POWERLINK를 보다 적극적으로 알려서 유저들의 제품 선택 범위를 넓히는 전략을 꾀하고 있다.
B&R은 소형화된 드라이브 시스템인 ACOPOSmicro 개발로 비용의 절감과 ACOPOSmulti의 특별한 쿨링 시스템과 고효율의 다양한 파워 서플라이를 개발하여 에너지의 절감, 그리고 판넬 비용 절감을 위해 ACOPOSmulti 사이즈의 고성능 산업용 PC 개발 등 뛰어난 기술력을 발휘하고 있다.
B&R의 고성능 싱글 드라이브인 ACOPOS는 객체지향 Axis 프로그래밍을 통한 개발시간의 단축과 재사용성의 증가, 산업 특유의 작업을 위한 통합된 테크놀러지 기능, 50us의 컨트롤러 스캔시간, ‘Embedded Motor Parameter Chip’을 사용한 감소된 커미셔닝과 서비스 시간, CAN 버스와 POWERLINK 네트워크 커넥션, 광범위하게 사용되는 400-480 VAC(±10%)의 입력 전압 범위 등의 성능을 제공한다.
하나의 파워 서플라이와 공용 DC 링크를 적용하여 여러 개의 인버터형 서보 드라이브를 제어하는 고성능 드라이브 ACOPOSmulti는 모든 커넥션이 플러그로 디자인, 모터 홀딩 브레이크와 모터 온도 센서를 위한 통합된 커넥션, 기계 변화의 쉬운 관리를 위한 디자인이 특징이다.
ACOPOSmicro는 Stepper 모터 또는 서보 드라이브용 소형 드라이브로 모든 어플리케이션을 위한 하나의 솔루션 제공과 작고 경제적 기능적인 구성, 유연한 기능성, 쉬운 옵션 확장, 최대 102,400까지의 분해능 등의 성능을 제공한다.

산요전기 코리아

차별화된 기능과 제품
타사제품과의 협력도 검토

산요전기에서도 현재는 세계적인 불경기국면으로 모든 산업이 어려운 상황이 설비산업이 회복되지 않는 한 쉽게 경기 회복은 어려울 것으로 보고 있다. 서보시스템의 보급이 일반화되어서 많은 산업에 기여하고 있으나, 거꾸로 서보의 본래의 성능을 전부 활용하지 못하는 어플리케이션도 점점 늘어나고 있어 서보 본래의 성능을 모두 잘 활용하기 위해서는 아주 상세한 조정이 필요하다고 판단하고 있다.
산요전기 코리아의 조장훈 과장은 “위와 같은 시장상황을 고려하여 산요전기에서는 차별화된 기능을 접목한 제품으로 시장을 공략하는 영업활동을 전개하며, 자사의 제품에 어울리는 특화된 용도를 고객에게 제안하여 차별화를 꾀한다는 전략”이라며, “R모터 중용량 제품의 라인업과 네트워크 관련 신제품의 출시도 계획하고 있으며, 특히 국내에서만 한정된 조건으로 타사의 제품과 협력을 검토하는 등 새로운 시도를 추진하고 있다.”고 말했다.

SANMOTION Model No.PB

산요전기는 종래의 오픈루프 스테핑 시스템과 AC서보 시스템의 중간영역을 보완하는 제품으로서 SANMOTION Model No.PB 시스템을 제품화하였다. 산요전기는 SANMOTION Model No.PB 시스템으로 주로 반송부문의 위치결정 장치 및 스테핑 모터의 특장인 저속일 때의 고토크의 특성을 유효하게 이용하는 짧은 스트록, 하이 힛트 레이트의 분야를 중심으로 시장을 공략하고 있다.
조장훈 과장은 “근래에 들어, 스테핑 시스템의 고속화, 신뢰성향상, 서보 시스템으로부터 대체품 등으로 코스트를 중요시 하면서도 고토크, 고성능화 등을 요구하는 분야에서 SANMOTION Model No.PB 시스템의 사용이 지속적으로 늘고 있다.”며, “성능의 향상이나 새로운 기능의 부가 등 여러가지 어플리케이션에 적용할 수 있는 SANMOTION Model No.PB 시스템을 환경과 자기음 해소, 파워레이트의 향상 등을 고려하여 고성능화를 위한 SANMOTION Model No.PB 시리즈의 확충에 노력할 것”이라고 설명했다.

한국야스카와전기

전략의 중심에 있는
Σ-Ⅴ시리즈와 MECHATROLINK 3

한국야스카와전기에서는 서보의 주요 시장인 LCD 및 반도체 투자의 급감으로 인한 시장상황이 매우 악화되었으며, 기술적으로는 모션 네트워크의 기술경쟁이 더욱 치열해 질것으로 예상하고 있다.
한국야스카와전기의 전진수 팀장은 “주요 시장인 LCD 및 반도체의 투자상황에 따른 시장상황의 급락으로 어려운 시기가 될 것으로 예상하지만 야스카와전기는 경쟁사와 차별화된 기술력을 바탕으로 고객의 개발요구에 대한 적극적인 대응을 전개해 나갈 예정”이라고 밝히며, “그 중심에 있는 제품이 Σ-Ⅴ시리즈 및 모션 네트워크인 MECHATROLINK 3”라고 강조했다.

야스카와의 Σ-Ⅴ시리즈

야스카와전기는 주력제품인 Σ-Ⅴ의 용량확대 및 각종 네트워크 대응을 위한 제품을 준비 중이며, 이 라인업이 완성되면 고객의 다양한 요구에 대한 대응이 더욱 강화될 것으로 예상하고 있다.
2008년 본격적으로 판매 개시한 Σ-Ⅴ시리즈는 속도 주파수 응답 1.6kHz로 업계 최고 수준의 서보 응답성을 실현했으며, 100만 펄스/분해능(20비트 엔코더)의 고분해능의 엔코더를 표준 탑재했다. 또 진동 억제기능 및 내부 제어 루프 속도 역시 향상됐다. 특히, 튜닝이 매우 간편하기 때문에 고객이 스스로 간단하게 세팅할 수 있어서 엔지니어를 부를 필요가 없다는 점 역시 이 제품의 큰 장점 가운데 하나다.
따라서 기술적인 관점에서도 고객의 반응이 대단히 빠르게 나타나고 있다. 기술에 민감한 일본시장의 경우에도 신제품 적용 시 보통 6개월 정도의 테스트 기간을 갖는데 비해, 이 제품은 2~3개월로 테스트 기간이 짧아진 것이 특징이다.
MECHATROLINK Ⅲ는 기본 통신 속도 100Mbps에 통신 네트워크에서 가장 중요한 최소 전송주기를 기존 0.5ms에서 31.25㎲로 향상시켰다. 또한 62개까지의 슬레이브 스테이션에 연결이 되는 등 뛰어난 네트워크 성능을 기본으로 하고 있으며, 이러한 고성능 네트워크에 업계 최고 성능의 Σ-Ⅴ시리즈 서보 드라이브를 조합하여 사용하면 모션 네트워크 관련 최고 수준의 시스템을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

ABB 코리아

모션 컨트롤 드라이브
기존 서보 시스템을 향상시켜

현재 서보 시장에서 이슈가 되고 있는 기술이 있다면 단연 모션컨트롤 제품일 것이다. 많은 메이커에서 서보 시스템 제품이 출시되어 시장에서 판매되고 있다. 기존 서보시장 제품들은 어떻게 구동성능을 극대화시켜 제품의 성능을 향상시킬 수 있는가가 가장 큰 이슈였다.
이와는 달리 새로운 컨셉으로 출발한 모션 컨트롤 드라이브는 별도의 모션 컨트롤 제어장치 없이 드라이브에서 모션을 제어한다는 개념은 처음 제품이 출시되었을 때와 달리 많은 SI 또는 OEM 업체들에서 거부감 없이 받아들여지고 있으며, 제품의 성능향상과 비용절감이라는 면에서 다양한 시도가 이루어지고 있다.
ABB 코리아의 최왕수 대리는 “모션 컨트롤 드라이브 제품이 처음 시장에 출시되었을 때 기존 서보 시장을 보조하는 영역으로 생각되었지만 시간이 지난 지금 모션컨트롤 제품을 활용할 수 있는 모션 컨트롤 시장이 형성되고 있지 않나 생각한다.”며, “치열해지는 시장경쟁으로 기존의 제품 성능을 향상 없이는 시장을 고수하는 것 조차 어려워지는 시기에 모션 컨트롤 드라이브를 사용하여 기존의 서보 시스템을 향상시키고자 하는 노력은 어려운 시기와 맞물려 많은 수요를 창출할 것”이라고 강조했다.

ABB의 ACSM1

ABB에서는 기존의 시스템에 적용하여 성능을 향상시킨 많은 솔루션으로 업체의 다양한 요구사항을 만족시킨다는 전략이다. 기존 설비의 성능을 향상시키는 다양한 방법 중에 한 가지로 기존의 서보 시스템을 모션컨트롤 기능이 탑재된 서보 드라이브 제품을 교체함으로써 기존 서보 시스템에서 구현할 수 없었던 새로운 방법의 솔루션으로 성능개선의 효과를 가져올 수 있다. 물론 성능 개선을 통한 비용절감 효과가 같이 수반되어야 할 것이다.
최왕수 대리는 “모션컨트롤 드라이브를 처음 적용하는 SI 또는 OEM 업체로써는 제품에 대한 약간이 두려움과 어떻게 시스템을 구성해야 하는지에 대해서 궁금한 점이 많을 것”이라며, ABB는 전세계 100여개 국가에 지사를 가지고 있으며 ACSM1을 비롯한 서보 시스템으로 구성된 제품에 대한 다양한 솔루션이 한 개의 DB로 관리되고 있으며 이러한 솔루션을 각 국의 ABB 엔지니어가 공유하고 있다. 이렇게 모아진 데이터를 가지고 업체에서 원하는 다양한 솔루션을 제공하고 있으며, 이로 인해 새로운 제품을 사용함으로써 가져올 수 있는 적응기간을 최소화시킬 수 있다.”고 설명했다.
ABB에서는 서보 모터와 일반 농형 전동기를 같이 구동시킬 수 있는 통합형 드라이브를 개발하여 시장이 출시하였으며, 철강, 제지라인과 같이 서보와 일반전동기를 사용하는 현장에 사용되고 있다. 이는 유지보수 면에서 한가지 종류의 드라이브를 사용함으로써 얻을 수 있는 비용면에서 편의성에서 많은 장점을 제공한다. 또한 용량사이즈에 상관 없이 동일한 컨트롤 유닛을 사용한다는 장점이 있다.
ABB는 드라이브 시장에서 요구하는 동기 및 비동기 전동기, 오픈 루프 및 폐 루프 방식을 모두 적용할 수 있는 ACS M1 모션 컨트롤 드라이브를 공급하고 있다. 지난해 출시된 ABB의 ACSM1 제품은 크레인, 제지, 철강, 엘리베이터와 같은 어플리케이션에 적용하는데 있어서 손쉽게 셋팅이 가능하도록 특성화된 프로그램이 개발되어 출시되고 있다.
ABB의 ACS M1은 0.75kW에서부터 110kW까지 생산, 공급되며, AC 드라이브의 표준 기술과 함께 서보 드라이브 시장에서 ABB 제품을 선택할 수 있도록 주목할 만한 성능 개선을 이룬 제품이다. 기계장치 제조사는 전동기의 유형에 관계 없이 어플리케이션의 필요에 따라서 적절한 피드백 장치와 단 하나의 드라이브만을 지정하여 사용할 수 있다.

하이젠 모터

DDR 모터 개발과
다양한 네트워크 지원

최근 서보 드라이브는 고속응답 특성이 양호하고 사이즈도 과거에 비해 콤팩트 한 형태를 갖는다. 드라이브에는 별도의 조작 장치가 필요 없는 내장형 조작 장치가 제공되며, 다양한 형태의 자동조정 기능이 제공되어 누구라도 쉽게 사용할 수 있는 형태로 진화하고 있다.
현장 경험에 기반한 튜닝기술을 PC로 옮긴 형태의 다양한 분석기능을 갖는 툴도 제공되고 있다. 시스템의 소형 고속화와 더불어 초정밀 운전제어 성능의 요구에 대응하기 위한 엔코더의 고분해능화는 고성능 서보 모터 설계와 더불어 필수적이다. 엔코더의 경우 인크리멘탈 엔코더 최대 분해능은 10,000ppr정도지만 17t급과 20Bit급의 시리얼 인크리멘탈 절대치 엔코더 또는 시리얼 통신형 엔코더가 일반화되어 있다.
시리얼 엔코더 적용은 엔코더 배선자체의 축소뿐만 아니라 신호의 안정성을 높일 수 있고 이로 인해 제어성능에 있어서도 속도 및 전류제어 주기를 단축함으로써 응답성을 안정적으로 높일 수가 있으므로 결과적으로는 기계시스템 전체의 제어성능을 높일 수가 있다. 또한 다양한 상위 제어장치와의 인터페이스를 위해 필드버스로 통칭되는 고속 디지털 인터페이스가 각 회사 마다 체계에 맞춰 전용화되고 있다.

하이젠모터의 FDA7000

2009년도는 전반적인 경제가 위축 될 것으로 전망되나 하이젠 모터는 다양한 업체와의 협력 관계를 구축하여 다양한 제품을 빠른 시일 내에 제공하는 것을 전략으로 삼고 있다.
하이젠 모터의 최철 박사는 “하이젠 모터에서는 우선적으로 기반 기술의 확보를 위해 2009년안으로 DDR(Direct Drive Rotary) 모터의 개발을 목표로 하며, DDR 모터는 감속기를 사용하지 않고 부하를 직접 구동하는 모터로 지금까지 해외 업체에서 전량 수입하였으나, 이를 국내 개발하여 수입 대체 효과를 가져 올 수 있을 것”이라며, “하이젠 모터의 차별된 기술로는 네트워크 서보 드라이브를 개발하면서 축적된 기술이 있고 이를 기반으로 2009년에는 확대 개발할 계획과 더불어 이미 개발된 단축형 서보 드라이브(MDA)를 본격적으로 확대 판매, 그리고 확보된 네트워크 서보 드라이브 기반 기술을 기반으로 다양한 형태의 네트워크 지원 제품을 개발 예정”이라고 밝혔다.
구체적인 하이젠 모터의 2009년도 신제품 개발의 계획은 400V 계열 서보 드라이브 개발, EtherCat 서보 드라이브 시리즈 계열화, 모션 업체와의 공동 개발을 들 수 있다.
최철 박사는 “전동 사출기 및 펌프 등의 시스템에는 일반적으로 전원 전압이 400V이지만 당사의 서보 드라이브는 200V 계열의 서보 드라이브를 생산하므로 별도의 변압기를 사용 할 수 밖에 없다. 따라서, 비용 및 공간이 커지므로 경쟁력이 떨어 지는 것이 현실이다. 이를 극복하기 위해 400V 계열의 서보 드라이브 개발을 목표로 한다.”며, “2008년도 신제품으로 개발된 EtherCAT 기반의 네트워크 서보 드라이브는 200W급이 개발되었으며, 이를 기반으로 2009년도 상반기내에는 400W~4.5KW급까지 개발 예정, 그리고 현재 하이젠 모터의 네트워크 방식은 EtherCAT 방식의 서보 드라이브가 있으나 모션 업체와 공동 개발을 통한 Ethernet 등과 같은 개방형 네트워크 방식이 가능한 서보 드라이브를 개발할 예정”이라고 설명했다.
하이젠 모터 서보 드라이브의 주요 생산 모델은 FDA7000 서보 드라이브이다. 서보 드라이브는 고속응답 특성이 양호하고 사이즈도 과거에 비해 콤팩트 한 형태를 갖는다. 드라이브는 별도의 장치가 없어도 내장형 조작 장치를 통해 사용자의 의지에 따른 설정이 가능하고 다양한 형태의 자동조정 기능이 제공 되어 누구라도 쉽게 사용할 수 있는 형태로 개발하였다.
따라서 이 제품은 일반 FA장치는 물론이고 초정밀 제어성능이 필요한 부분까지 폭넓게 적용이 가능하다. 하이젠 모터는 향후 상위 제어장치라고 할 수 있는 모션 유닛이나 CNC 등과의 연동운전을 위한 디바이스의 개발이 순차적으로 수행되면 현재까지 국내 제품으로는 적용할 수 없었던 산업영역에 능동적으로 참여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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