리니어 모터와 연결형 트랙 시스템 중 최적의 드라이브 선택하기

이렇듯 하나의 결정에 따른 그 결과가 서로 다르므로 장기적으로 어떤 옵션이 더 나은지 신중하게 고려하는 것은 매우 중요하다. 마찬가지로, 설계 엔지니어는 자신의 생산 셀에 가장 적합한 옵션으로 연결형과 독립형 가운데 어떤 것을 선택해야 할지 고민하게 되는데, 이는 결국 리니어 모터 구동 시스템과 기계적으로 연결된 시스템 중 어떤 것을 선택하느냐의 문제로 좁혀진다

HepcoMotion은 50년 넘게 고품질의 리니어 가이드 부품과 시스템을 제작, 공급해 왔으며, 두 가지 구동방법 모두에 대한 솔루션을 제공해오고 있다. 즉, 고성능 연결형 시스템인 DTS(구동 트랙 시스템)가 Hepco의 핵심제품 중 하나인 동시에, 최근에는 리니어 드라이브 제조산업을 주도하고 있는 업체 중 선두주자인 Beckhoff사의 XTS 제품에 대한 가이드로 GFX 가이드 시스템도 많은 관심을 받고 있는 제품이다. HepcoMotion은 두 가지 드라이브 시스템 모두를 위한 제품 공급이 가능하므로, 고객의 요구에 가장 적합한 솔루션 상담을 종종 해오고 있다.

따라서 필요한 시스템 타입을 결정하기 전에 다음 사항을 먼저 평가해야 한다: 새로운 시스템이 달성하고자 하는 목표는 무엇인가? – 더 정밀하거나, 더 빠르거나 혹은 더 유연한 시스템이 목표인가?

연결형 캐리지가 있는 시스템과 독립 제어형 무버가 있는 시스템의 주요 차이는 물론 유연성이다. 리니어 모터 시스템에서는 가장 느린 공정에 의해 생산이 제한되지 않는다. 즉, 생산 처리시간이 서로 다른 여러 공정들도 매끄럽게 연결 가능하다. 이러한 최적화는 생산 효율을 크게 증가시키고, 필요한 경우 기존의 분리형 생산 공정들을 단일 셀에 통합할 수 있게 해준다.
이것은 생산 셀 내에 복합적인 시스템을 구축할 필요를 없애주어 결과적으로 설치공간도 줄여준다.

또한 독립 제어형 무버 시스템에서는 프로그래밍을 통해 작업단계의 추가나 제품의 변경작업을 쉽게 조정할 수 있다. 이는 잦은 변경이 불가피한 수많은 제조 공정들의 끊임없이 변화하는 생산환경에서는 매우 중요한 특징이다. 이와 달리, 기계적으로 연결된 캐리지 시스템에서는 이러한 유연성은 얻기 힘들다.

리니어 드라이브 시스템은 정교한 제어 기술을 필요로 하기 때문에 구매 가격이 상대적으로 높은 편이다. 또한 가장 느린 프로세스를 두 번 정도 실행해 봄으로써 발생되는 시스템 교육 인건비나 생산흐름의 최적화 작업 등과 관련된 추가 비용도 발생한다. 일반적으로 이러한 추가 비용은 향상된 생산성을 통해 빠르게 회복되지만 항상 그런 것은 아니다. 예를 들어, 최근 도자기 공장의 한 사례를 보면, 컵 제조 생산 공정 중 가장 느린 단계가 컵 1개당 30초가 걸리는 도장(페인팅) 작업이었다. 그 결과, 컵 하나를 완성하는 데 드는 전체 공정 시간도 상당히 길어졌다.

얼핏 보면 처리 시간을 줄이고 생산성을 높이기 위해 독립 제어형 무버를 갖춘 리니어 모터 구동 시스템의 설치가 타당해 보인다. 그러나 기계를 통과하는 컵의 양을 늘리기 위해 컵을 도장하기 위한 로봇을 추가로 구입하는 것은 리니어 구동 시스템 자체 비용 외에도 상당한 금액이 추가된다. 이 경우에는 리니어 구동 시스템에 대한 투자가치를 따져봐야 한다; 즉, 리니어 구동 시스템이 제공하는 유연성이 배치(batch) 사이즈를 변경하는 데 굳이 필요하지 않으며, 생산 속도가 더 빨라진다고 해도 초기 투자를 충분히 회수해주지 못하기 때문이다.

연결형 캐리지 시스템의 사용을 주장하는 또 다른 이유는 작동 온도가 지속적으로 상승하는 작업환경을 들 수 있다. 리니어 모터 시스템의 전자장치는 자연적으로 열에 매우 민감하다. 예를 들어, 베이스 플레이트에 냉각 메커니즘을 설치할 수는 있지만 이는 반드시 시스템의 설계 단계에서 계획되어야만 한다.

하지만 이 때 DTS를 사용할 경우, 열원으로부터 보호되도록 드라이브를 배치할 수 있다.
종합해보면, 연결형 캐리지 시스템의 단순한 구조와 덜 복잡한 전자장치는 일반적으로 먼지나 습기, 극한의 온도에 덜 민감하게 해준다. 이렇듯, 작동환경이 이와 유사한 곳이라면 어디든 연결형 시스템이 더 유리할 수 있다.

DTS와 같은 연결형 캐리지 시스템은 품질에 대한 신뢰도가 우수하고, 빠른 속도 구현 및 적은 유지보수가 가능하다. 즉, 유연성이 핵심 고려사항이 아니고 다양한 처리 시간 별로 표준화된 작업 프로세스가 필요하지 않은 경우라면 DTS가 고객의 요구를 충족시켜주기에 가장 적합한 시스템이라고 할 수 있다. 특히 소규모 기업의 경우, DTS와 같은 통합 패키지 제품을 통해 예상 비용의 정확한 파악 및 추가 후속비용에 대한 걱정도 덜 수 있다. 하지만 현대 제조업에서는 ‘표준형’ 생산공정이 점점 줄어들고 있으며, 사실상 모든 산업에서 유연성에 대한 필요성은 점점 더 부각이 되고 있는 게 현실이다.

바로 이러한 경우에 GFX 가이드의 리니어 모터 구동 시스템은 타의 추종을 불허하는 장점을 제공해준다. 최종적으로, 기계 제작자는 시스템 구축 비용과 그에 따른 이윤을 전체적으로 검토해야 한다. 어플리케이션에 따라 두 가지 유형의 시스템이 모두 장점이 될 수 있으므로, 더 큰 그림을 고려해야만 한다. 즉, 시스템의 장기적인 요구사항을 고려하면서 우선순위와 결과 사이의 균형을 맞추어야 한다.