요트처럼 우아하게 움직이는 고중량 플레이트

최소한의 소음과 정확한 위치를 결정해야 하는 4.5t의 무거운 샌드위치 플레이트는 고중량 클램핑시스템 특성과 강력한 토크드라이브가 필요하다.

미하엘 슈테커(Michael Stöcker): 전문 저널리스트

상당히 무거워 보이는 동체이지만 부드럽고 조용하게 움직인다. 좁은 선착장을 조심스럽게 빠져 나오는 요트처럼 우아하게 공간을 소리 없이 미끄러져 나간다. 무게가 7톤에 육박하지만 ‚윙‘하고 낮게 깔리는 저주파 외에 안전 경고음 외에는 거의 소리가 나지 않는다. 현존하는 가장 큰 Witte SWPL(샌드위치 플레이트) 이야기이다. 하이라이트는 그 다음 부분이다. Witte의 설계 팀은 최신 컨트롤 기술과 구동기술을 이용하여 이동식 고중량 클램핑 시스템을 제작하였다. 이 클램핑 시스템은 최대 2.5톤의 공작물을 고정하여 안전하고 정확하게 위치를 결정하여 운반하는 장비이다. 가변 그리드 시스템과 맞춤 부시를 갖춘 알루미늄 샌드위치 플레이트는 클램핑 기술 전문업체 Witte의 성공작이라 할 수 있다. 이 샌드위치 플레이트는 큰 공작물을 취급하는 자동차 산업이나 항공우주 산업에서 로봇 기반 3D 측정을 위해 사용할 계획이다.

현재까지 가장 크다

„당사 샌드위치 플레이트는 사용분야에 상관 없이 많은 옵션이 추가되어 있습니다. 이 샌드위치 플레이트는 응용사례별로 간단한 조작으로 조정이 가능합니다.“(루츠 카트만, Witte 설계 KE1 분야 책임자) 루츠 카트만이 설명에 따르면 이동 정확성, 위치 정확성, 자재 흐름 최적화, 효율 및 이동성을 공간이 정한다. Witte는 최근 한 자동차 제조사로부터 8m x 2.4m의 현존하는 가장 큰 이동식 샌드위치 플레이트 9대를 주문 받았다. 이 샌드위치 플레이트의 상부에는 ISO 공차 js7에 따른 100mm 그리드에 맞게 1,838개의 맞춤 부시를 갖추고, 모터구동과 무선 제어식 클램핑 및 공급 유닛으로 미니 밴 생산을 위한 품질보장시스템에 사용할 예정이다. „당사 고객은 최대 2.5톤의 무겁고 큰 차량 요소를 최소한의 소음과 최대한의 위치 정확도로 위치를 결정할 수 있는 이동식 고중량 클램핑 시스템을 요청했습니다. 이 샌드위치 플레이트는 자동 모드로 방향을 바꿀 수 있고 통신이 가능해야 했습니다.“(루츠 카트만)

Witte는 어려운 요건에 직면하여 외부 전문가를 초빙하였다. 전자 기술과 컨트롤 기술에 대해서는 GEM의 노하우를 활용하였고, 구동기술 부문에 대해서는 Engel Elektroantriebe에게 조언을 구했다.

뛰어난 성능의 동기 모터

HBI 시리즈의 통합된 드라이브는 콤팩트하여 장착공간이 작은 설계에 특히 적합하다.

Engel Elektroantriebe는 고효율 삼상모터와 디지털 컨트롤러를 5개 시리즈와 맞춤형 특별솔루션을 제공하였다. Witte 설계팀은 서보드라이브 시리즈 HBI에 관심을 집중하였다. „우리 회사 HBI는 리니어 홀 센서시스템을 이용하여 고해상도로 각도를 감지할 수 있습니다. 각도 감지기능은 이 토털시스템을 토크가 일정하고 정밀하게 제어 가능한 구동 솔루션입니다.“(토마스 프로이서, Engel Elektroantriebe 전무 이사) 이 드라이브는 콤팩트한 디자인으로 300mm에 불과한 작은 공간에 모터를 설치하여 샌드위치 플레이트 섀시에 통합할 수 있었다.

높은 성능의 HBI 드라이브는 새로운 샌드위치 플레이트의 자체 중량은 4.5톤에 이르기 때문에 이동성이라는 과제를 해결하기 위해 만들었고, 이 시리즈의 플래그십 가운데 하나인 48V 사양의 HBI3790으로 결정하였다. „이 통합 시스템은 높은 출력, 탁월한 이동 정확성, 슬림 구조의 조합으로 당사 샌드위치 플레이트의 섀시에 장착할 드라이브 어셈블리로서 최적의 솔루션이었습니다.“(루츠 카트만) Witte는 원래 샌드위치 플레이트에 에어 베어링을 장착한 공압식 구동 솔루션을 사용하였지만, Engel Elektroantriebe 모터의 긍정적인 경험을 통해 전동식 구동기술로 교체하였다.

톤 단위의 샌드위치 플레이트 섀시는 매우 복잡한 구조를 가지고 있어, 서로 독립적인 다수의 구동 롤러와 스티어링 롤러가 장착되어 있다. 두 개의 HBI 모터는 치형 벨트를 통해 두 개의 고중량 롤러를 듀플렉스 드라이브가 책임지고, 세 개의 고중량 더블 롤러를 포함하는 360° 회전 요소로 구성되는 8개의 스티어링 롤러 모듈은 샌드위치 플레이트의 이동성을 보장한다. 목표 지점에 도달하면, 섀시와 듀플렉스 드라이브는 플레이트 내부로 들어가고 샌드위치 플레이트는 자신의 조절식 발 위에 내려 앉는다. 드라이브의 에너지 공급은 축전지를 통해 이루어지며, 이 축전지는 샌드위치 플레이트가 정지하여 측정 절차 중에는 충전대기 모드로 들어간다.

CAN 버스를 통한 통신

HBI 시리즈의 네 개의 동기 드라이브는 24/48 VDC 제어 전자장치가 통합된 우수한 성능의 삼상 시스템으로, 공급, 운반 및 포지셔닝을 위한 분산 단축과 다축 어플리케이션을 위한 이상적인 소형전압솔루션이다.

Witte 샌드위치 플레이트는 네 개의 HBI 롤러 드라이브와 여덟 개의 스티어링 롤러 유닛을 통해 방향을 바꾸고 위치를 변경한다. 이런 기능은 CAN-Open을 통해 직접 HBI 드라이브의 통합 제어 전자장치와 통신하는 컨트롤 시스템을 통해 이루어진다. „당사의 고중량 샌드위치 플레이트는 우수한 성능의 HBI 드라이브와 고해상도 제어 전자장치를 통해 자체 무게와 2.5톤 정도의 공작물을 적재한 고중량 상태에서 스스로 이동하고 높은 정확도로 위치를 결정할 수 있습니다.“(루츠 카트만) 샌드위치 플레이트의 비틀림 없는 구조와 정역학적 안정성은 공작물과 장치가 안전하게 고정상태를 유지할 수 있도록 가공단계(3D 측정 작업)중에 최대한의 안정성을 유지한다. 여섯 개의 안전 레이저 스캐너는 이동경로 상에 있는 구조물을 우회하고 이동 방향에 따른 경고 필드와 안전 필드를 통해 샌드위치 플레이트의 모든 움직임을 지속적으로 모니터링 한다.