「소음 30%」 「진동 67%」 저감을 단기간에 실현한 방책이란?

검사 정밀도의 향상을 위해, 반송 부분의 진동 저감이 화급의 과제에

다양한 FA 시스템이나 검사 장치의 개발·제조·판매를 다루는 B사에서는 기판 외관 검사 장치의 차기 모델 개발에 착수하고 있었습니다. 기판 외관 검사 장치는 균일하고 고품질의 기판을 만들기 위해서 빠뜨릴 수 없는 장치입니다. 차기 모델에서 가장 중요한 과제는 반송 부분의 진동을 줄이는 것이었습니다. 동사 설계·개발부 A 부장은 이렇게 말합니다.

「당사의 기판 외관 검사 장치의 반송 부분에는 2상 스테핑 시스템 사용하고 있었습니다만, 기판을 반송할 때의 진동이 문제가 되었습니다. 이동해 온 기판을 센서로 검출해 위치 결정 를 하고 있었습니다만, 이동시에 기판이 진동하면, 스테핑 시스템의 검출에 오차가 생겨, 정지 정밀도가 떨어져 버리는 것입니다. 시스템 전체를 재검토하고 있어 개발에 시간이 너무 걸립니다.
또한 진동에 의해 소음이 커지는 문제도 발생하고 있었습니다.

「기구의 소형화」는, 토크나 스피드를 희생할 수밖에 없는 것인가…

또한 장치의 소형화에 대해서도 검토 사항이되었습니다.

「경쟁력을 높이기 위해서, 장치의 소형화가 필요했습니다. 반송 부분의 기구를 소형화하고 싶었습니다만, 모터를 작게 해 버리면 토크가 부족해, 반송 속도의 저하를 초래할까 하지 않습니다. 검사장치에는 생산효율 향상에 공헌하기 때문에 정확도가 높은 검사를 고속으로 하는 성능이 요구됩니다.

“진동 67%” “소음 30%” 저감의 열쇠는 5상 스테핑 시스템!

후일, 요건을 상세히 청취한 산요전기의 담당자는, A씨에게 제안을 합니다.
"5상 스테핑 모터라면 진동과 소음을 낮출 수 있습니다. 또한 당사의 DC 입력 마이크로스텝 드라이버에는 2상 스테핑 모터로부터의 교체를 용이하게 하기 위해 "2상 모드"가 탑재되어 있습니다. 게다가, “오토 마이크로 기능”도 탑재되고 있으므로, 어떠한 분해능을 설정해도, 드라이버는 항상 마이크로 스텝으로 모터를 제어합니다. 즉, 분해능의 설정에 관계없이, 항상 진동 소음도 최소화할 수 있습니다.

A씨는, 조속히 샘플을 입수해, 2상 스테핑 시스템 으로부터 치환의 검증을 해 보는 것에.
“상위를 변경하지 않고 5상 스테핑 모터가 정확히 같은 동작을 했을 때에는 이것이라고 생각했습니다. 할 수 있었습니다.

그 후, 상세한 평가를 실시한 결과, 진동을 67%, 소음도 30% 저감할 수 있는 것을 확인할 수 있었습니다. 또한 진동을 억제했기 때문에 기판 정지 정밀도와 위치 결정 시간도 크게 향상하여 장치의 사이클 타임 단축으로 이어졌습니다.

일석이조의 해결책은 “리니어 구동 스테핑 모터”. 공간 절약화와 오차 저감을 동시에!

또한 산요전기 담당자는 검사시에 기판을 고정하는 돌출축에 리니어 구동 스테핑 모터를 제안합니다.

「돌출축에는 볼 나사를 사용하고 있었습니다만, 그것을 리니어 구동 스테퍼 모터로 해서는 어떨까, 라고 제안해 주셨습니다. 이 제안에는, 과연이라고 생각했네요. 모터에 볼 나사가 내장 되어 있기 때문에 복잡한 구조를 없앨 수 있습니다. 구성이었던 것이, 리니어 구동 스테핑 모터에 집약됨으로써, 공간절약화할 수 있었습니다.”(A씨)

게다가 스테핑 모터와 볼 나사가 일체화되어 있어 기구가 간략화되어 돌출축의 위치 결정 정밀도도 향상할 수 있었습니다.

이렇게 프로토 타입에서 예상대로 성능을 확인한 A 씨는 차기 모델에 탑재하는 스테핑 시스템 을 산요전기의 5 상 스테핑 시스템" SANMOTION F5 (5상) "의 마이크로 스텝 모델과 리니어 구동 스테핑 모터로 대체하기로 결정 했습니다. A씨는 이렇게 말하고 있습니다.

"우리의 요구에 근거한 유연한 제안 덕분에 최적의 스테핑 시스템 얻을 수 있었습니다. 신모델에서는 목표대로 진동을 저감할 수 있어 검사 정밀도의 향상과 소음의 저감을 도모하는 것이 우리는 고객의 생산 라인의 사이클 타임 단축에 기여하는 검사 장비를 개발할 수있어 매우 만족합니다.

스테핑 모터에 대한 자세한 내용은「스테핑 모터란?​

게시일: 2019-01-22 00:00