모터 사이즈를 바꾸지 않고 “고속·고토크”를 양립시킨 기술이란?

비용 경쟁이 격화하는 아시아 시장. "승리 남아"에 요구되는 것은 "사이클 타임 단축".

각종 FA기기나 검사장치, 정밀기계의 개발·제조, 판매를 다루는 S사에서는 최근 국내 시장의 성장 고민을 받아 글로벌 전략의 강화를 결정. 주력 제품의 하나인 「기판 외관 검사 장치」등의 각종 검사 장치에 대해서, 국외에서의 점유율 확대를 목표로 하고 있었습니다.
특히, 성장 시장인 중국이나 인도, 태국 등을 비롯한 아시아 시장에서의 제품 전개와 판로 확대에는 적극책을 강구하고 있으며, 시장의 특성상 국내용 제품의 염가판 모델을 개발하고 ，현지 메이커에 판매하고 있었습니다.

그러나 시장 경쟁이 격화하는 가운데 “저가격화 노선”을 진행하고 있는 것만으로는 소모전이 되어 수익성을 악화시키는 요인이 될 수도 있습니다. 경쟁사와의 차별화를 도모해 아시아 시장에서의 점유율 확대를 성공시키기 위해서는 저가격이면서도 “높은 성능”이 요구되고 있었습니다. 이 회사의 기술 개발 본부장 T 씨는 이렇게 말합니다.

"향후 아시아 각국에서도 생산공정의 자동화가 급속히 진행될 것으로 생각되지만, 지금까지처럼 단순히 가격을 낮추는 것만으로는 외자계를 포함한 다른 메이커에 검을 칠 수 없습니다. 앞으로는 아시아 시장에서도 국내와 마찬가지로 검사 효율의 향상에 의한 「사이클 타임 단축」이 필수 불가결한 요소가 될 것입니다.

검사 속도 향상에 필요한 "모터의 토크 업"은 크기와 비용을 희생할 수밖에 없는 것인가?

이러한 배경으로부터 T씨는, 「기판 외관 검사 장치」의 수출용 차기 모델에 대해서, 성능면의 재검토를 도모하는 것을 결정합니다.
"사이클 시간 단축"이라는 시장 요구를 충족시키기 위해서는 검사 효율을 향상시켜야 합니다. 우선은, 반송 부분에 대해서 재검토를 행했습니다만, 현행 모델에서는 “탑재 모터”가 넥이 되어, 충분한 반송 스피드의 업을 할 수 없었습니다.

「비용의 문제로부터, 장치의 반송 벨트 부분에는 스테핑 모터를 사용하고 있었습니다. 반송 스피드를 올리려면, 「보다 높은 토크 특성」이 필요했습니다만, 종래의 스테핑 모터는 고속역 에 있어서의 토크 저하가 현저해, 더 이상 스피드를 올릴 수 없었습니다.」(T씨)

해결책의 하나로서 모터 사이즈를 크게 하는 방법이 있었습니다만, 모터가 커지면 그만큼 비용이 증가해 버립니다. 또, 모터 사이즈의 업은 장치 자체의 사이즈 업에도 연결되어, 제품 경쟁력의 저하를 초래합니다.

현재의 모터 사이즈인 채, 스피드 업해도 토크를 떨어뜨리지 않는 방법을, 어떻게든 찾아낼 필요가 있었습니다.

모터의 「권선 사양」의 커스터마이즈에 의해, “반송 스피드 10% 업”을 실현!

「모터 사이즈는 그대로, 필요한 토크를 유지하면서 반송 속도를 높이려면-.」

해결책을 찾고 있던 T씨는 서보모터의 거래로 교제가 있던 산요전기에 이 문제를 상담해보기로 했습니다.

산요전기의 영업 담당은 S사의 요건을 상세히 청문하고 다음과 같은 제안을 했습니다.
"스테핑 모터는 토크를 올리면 최고 속도가 내려가고, 반대로 최고 속도를 올리면 토크가 내리는 "트레이드 오프"의 관계에 있습니다. 귀사의 요구에 맞게 토크 특성을 조정합시다."

얼마 지나지 않아 「권선 사양」을 커스터마이즈한 시제품을 받은 S사는, 실기에 짜넣어 검증했습니다.
「권선 사양을 세밀하게 조정함으로써 필요한 속도로의 토크를 확보하고 최적의 특성을 내 주셨습니다. 그 기술력의 높이에는 놀랐습니다. 결과적으로,“반송 속도 의 10% 업”에 성공할 수 있었습니다.”(T씨)

모터의 사이즈를 바꾸지 않고 끝난 것으로 비용 증가를 피할 수 있는 동시에, 디바이스 사이즈도 현행 그대로 유지할 수 있었습니다.
또, 시제품 받기까지의 기간은 불과 3주간으로, 산요전기의 신속도도 T씨를 만족시켰습니다.

“그 후, 스테핑 모터의 생산 현장(산요전기 전기 진천 공장)을 견학시켜 주었습니다.제조 공정이나 부재 관리는 모두 시스템화되어 생산 관리 체제도 완전하게 가시화되고 있었습니다.이 경우, 양산태세에 들어가도 안심하고 맡길 수 있다고 판단할 수 있었습니다.

유연한 커스터마이즈로 장치의 성능 향상에 공헌. 「25%의 사이클 타임 단축」에 성공!

플랜지나 샤프트 길이를 종래품에 맞추어 변경하는 제안이 있던 것도 결정수가 되어, S사는, 산요전기 제 스테핑 모터의 정식 채용을 결정했습니다.

게다가 검사 알고리즘 등의 시스템을 재검토한 결과, 차기 모델에서는 「사이클 타임 25% 단축」을 실현해, 비약적으로 성능 업할 수 있었습니다. 이번 결정에 대해 T씨는 이렇게 말합니다.

산요전기 에는 단순히 스테퍼 모터를 공급할 뿐만 아니라 당사의 요건에 따른 유연한 커스터마이즈에 의해 실현이 곤란한 차기 모델의 대폭적인 성능 향상에 공헌해 주셨습니다. 이것으로, 가격 경쟁에 마침표를 치고, 제조 일본 특유의 높은 품질·성능을 무기로, 아시아 시장에서 차별화를 도모할 수 있을 것 같습니다.또, 부품의 신속한 납품 등, 항상 당사의 요구를 만족 하겠습니다. 정말 고마워요.”

스테핑 모터에 대한 자세한 내용은「스테핑 모터란?​

게시일: 2019-01-21 00:00