로봇 자동화를 위해 기억해야 될 공식

M2Plus가 제안하는 로봇 자동화 시스템은 합리적이고, 또 유연하다. 앞선 기술의 모듈러 시스템으로 적재적소에 필요한 콘셉트의 로봇 및 자동화 장비를 제안하는 동사는 설립된 지 4년 만에 괄목할 만한 성장세를 보이며 바쁜 나날들을 보내고 있다. 본지에서는 자동화 분야 15년 경력의 최기화 대표가 제안하는 Motion & Mechanic 시스템을 소개한다.

취재 정대상 기자(press2@engnews.co.kr) 

M2Plus 최기화 대표

intro

구동 기기의 기능들이 하나로 합쳐졌을 때 얻을 수 있는 시너지는 상당히 크다. 아이템에 따라 일견 차이는 있지만, 모터, 센서, 컨트롤러, 드라이브를 통합하거나, 혹은 포스 토크 센서를 하나의 하드웨어로 일체화한다거나, 혹은 특정 기능이 통합된 모듈들을 마치 ‘레고 블록’처럼 자유롭게 구성하기도 한다. 

특히 기능이 통합된 모듈을, 용도에 따라 자유롭게 시스템으로 구성할 수 있다는 것은 로봇을 비롯한 자동화 설비를 유연하게 설계할 수 있다는 장점이 있다.

그렇다면 지금 우리나라에서 모듈형 모터를 공급해 눈에 띄는 성장을 실현한 기업은 어디일까. 개인적으로, 본문에서 소개할 M2Plus를 주목하라고 전하고 싶다. 

M2Plus는 스위스 제니사이언스의 모듈형 모터를 공급하고 있다. 제니사이언스의 특별한 점은 리니어모터와, 이를 구동하기 위한 컨트롤러 및 드라이버를 하나의 모듈로 통합시켰다는 점이다. 여기에 접목된 M2Plus의 기술력은 이 리니어 모듈 시스템을 국내 시장에 성공적으로 안착시키는데 일조하고 있다.

지난 2013년 설립된 ‘M2Plus(엠투플러스)’는 스위스 제니사이언스(Jenny Science)의 모듈러 시스템을 국내에 공급하며 빠른 속도로 성장을 지속하고 있다. 

모션(Motion)과 메카닉(Mechanics)를 조합한다는 의미의 사명, M2Plus에는 동사의 정체성이 담겨 있다. 2013년 설립된 이래 4년여 만에 다양한 자동화 관련 전시회에서 두각을 나타내고 있는 동사는 로봇 시스템 인터그레이션에서부터 모션 컨트롤 및 설비 자동화, PCB 디자인 및 펌웨어/어플리케이션 프로그래밍에 이르기까지 다방면에서 활약하고 있다. 

M2Plus의 최기화 대표는 “제니사이언스는 20년 간 축적된 기술력을 바탕으로 통합된 모듈 솔루션으로 업그레이드된 모듈러 시스템의 대표 기업”이라고 소개하며 “리니어모터와, 이를 구동하기 위한 컨트롤러 및 드라이버를 하나의 세트로 구성함으로써 완벽한 시스템을 창출해냈다”고 설명했다. 

모터에 컨트롤러와 드라이버를 통합했을 경우 얻을 수 있는 장점은 다양하다. 제어를 위한 별도의 공간이 필요 없기에 시스템이 콤팩트해지고, 경량화를 실현할 수 있으며 무엇보다 엔지니어들이 로봇 자동화 시스템을 구축하기가 간편해진다. 

최기화 대표는 “제니사이언스는 연구개발에서부터 제품에 대한 테스트, 양산에 이르기까지 자체적으로 수행함으로써 더욱 고품질의 모듈형 시스템을 제조하고 있다”며 “여기에 오랫동안 로봇 자동화 설비를 위한 부품 개발 및 셋업, 제작, 판매를 경험해온 노하우를 바탕으로 더욱 유연하고, 합리적인 시스템을 제안하고 있다”고 전했다.

C, U, S, E - 네 가지 개성의 ‘LINAXⓡ’

제니사이언스의 주요 라인업은 리니어 모터인 LINAXⓡ와 전동 슬라이더 ELAXⓡ, 서보 컨트롤러와 드라이버 기능을 통합한 XENAXⓡ 등으로 구성된다. 각 리니어 모터는 최대 속도 4m/s의 속도와, 100m/s²(10G)의 가속도, 1um의 분해능 및 ±1um의 스펙을 보유하고 있다. Ethernet TCP/IP와 RS232 등 통신 환경에서도 이용이 가능하며, 추가적인 Bus 옵션으로 EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, CANopen 등의 통신도 지원한다

LINAXⓡ의 라인업은 각각의 특징별 이니셜을 조합해 Lxc, Lxu, Lxs, Lxe로 명명된다. Lxc(Compact)는 초소형의 슬라이드 시리즈로, 특허 출원된 모노블록 디자인에 바탕을 두고 있다. 코일이 모노블록 내부에 위치하고 있으며 옵티컬 스케일을 장착한 마그네트는 이동 슬라이더 위에 위치해 코일의 움직임 없이 슬라이더 구동이 가능하다. 

또한 최기화 대표가 “다양한 형태로 설비 구성이 가능한 최고의 멀티플레이어”라고 소개한 Lxu(Universal)는 슬라이드나 고정자, 앞면 등에 조립이 가능한, 고정자-가동자 역할 치환이 가능한 구조의 시리즈이다. 여기에 슬라이딩 캐리지를 통과하는 네 개의 긴 구멍을 이용해 Lxu 슬라이드의 뒷면을 직접 연결하는 단순한 작업만으로 X-Z 핸들링을 위한 조립을 손쉽게 할 수 있다. 한편 최대 1,600㎜의 긴 스트로크를 자랑하는 Lxs(Shuttle)는 단층 리니어 모터를 장착한 넓은 바디 구조로 디자인되어 높이가 38㎜에 불과하며, 넓은 가이드 레일로 인해 중량물에도 견딜 수 있다. 마지막으로 Lxe(Exclusive)는 리니어 모터의 캐리지 슬라이더를 통과하는 특수한 커버로 마그네트를 보호하고, 이물의 침투를 방지하는 클린 사양의 제품이다.

똑똑한 전동 리니어 모터 ‘ELAXⓡ’

기존의 공압 실린더를 대체할 수 있는 ELAXⓡ는 고속·고정밀 구동이 가능한 전기 리니어 모터로, 프로그래밍을 통해 조립, 검사, 정밀조정 분야에 적용이 가능하다. 

강한 내구성과 견고한 구조를 자랑하는 이 제품은 최대속도 및 적용 가능한 최대하중에서 내구성 실험을 진행한 결과 1억 사이클 이상의 구동이 가능했다. 

통합된 케이블 타입으로 배선이 간단하고, 케이블 커넥터의 방향 전환이 손쉬우며, 수직보정장치를 이용한 Z축 사용이 가능하다. 더불어 모든  ELAXⓡ 시리즈에는 양 끝단(전/후)에 Reference Mark가 있어 외부 센서 없이 원점기능을 실행할 수 있다. 

유연한 로봇 시스템의 핵심 ‘포스 프로세스’

제니사이언스의 핵심 기술을 논함에 있어 서보 컨트롤러와 드라이브를 통합한 XENAXⓡ를 빼놓을 수는 없다. 그중에서도 특히 LINAXⓡ와 ELAXⓡ에 모두 적용가능한 ‘포스 프로세스(Force Process)’ 기술은 리니어 모터와 서보 컨트롤러의 완벽한 조화를 실현한다. 

포스 프로세스는 포스 캘리브레이션(Force Calibration)이라고 불리는 모터의 모든 이동위치 포스 최적화 기능과, 포스 한계치를 설정하는 포스 리미테이션(Force Limitation) 기능, 그리고 실시간 이동 위치에 따른 포스 모니터링(Force Monitoring) 기능과 분석한 포스 값을 사용해 힘 제어를 실현하는 포스 컨트롤(Force Control) 기능 등으로 구성되어 있다. 이 4가지 기능은 식품, 제약 포장 설비 및 의료기기, 물류 자동화, 기판 테스트 설비 및 프로브 스테이션, 전극 테스트 설비, 커넥터 삽입 설비, 버튼 성능 및 수명 테스트 설비 등에서 폭넓게 활용된다. 

최기화 대표는 “특히 포스 컨트롤 기능을 이용한 힘 제어는 기존에 제품을 누르거나, 밀어야 했던 부분을 힘으로 분석하고, 이를 제어할 수 있어 설비를 구성할 때 로드 셀 등 별도의 부품이 필요 없다”고 전했다. 

유저의 콘셉트에 가장 적합한 시스템을 제안하다

제니사이언스의 완성도 높은 모듈러 시스템은 이미 오래 전부터 국내 업계에서도 알려진 바 있었지만, 이 시스템을 본격적으로 현장에 적용하고, 시장을 열어간 데에는 M2Plus의 단단한 기술력이 버팀목으로 작용했다. 특히 동사는 지난 2016 오토메이션월드에서 선형회전이 가능한 3축 직교좌표 스테이지를 선보이며 기술력을 과시하기도 했다. 

로봇을 비롯한 자동화 장비의 콘셉트부터 개발, 제조에 이르기까지 가장 최적화된 기술을 제안하는 M2Plus는 지금, 이 순간에도 성장을 지속하고 있다.

M2Plus www.m2plus.kr

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 로봇 자동화를 위해 기억해야 될 공식