Semiconductor,Innovative 솔루션

Semiconductor, Solarcell 및 OLED의 고진공 application에서

캐리어 반송 및 물류에 최적인 Innovative 솔루션

Bosch Rexroth LMS (Linear Motion System) Solution

 

보쉬 렉스로스는 Semiconductor, Solarcell 및 OLED와 같이 고진공의 application에서 캐리어 이송 및 물류에 최적인 LMS (Linear Motion System) Solution을 제공한다. LMS는 기존의 고진공 물류 시스템과는 달리 Innovative 솔루션이며, 다음과 같은 장점이 있다. 
ㆍ 진공 내 케이블 없이 캐리어 반송
ㆍ 진공 내 최대 32개 캐리어 속도 및 위치 제어
ㆍ 홀센서를 이용한 비 접촉 캐리어 위치 센싱
ㆍ 리니어 트랙 및 타원형 트랙 등 다양한 트랙 구성 가능
ㆍ 간편한 유지 및 보수

1. LMS 솔루션 콘셉트
LMS 솔루션은 <그림 2> 와같이 마그넷이 고정되고, 코일이 Moving하는 기존의 리니어 모터 콘셉트와는 반대로, <그림 3> 과 같이 코일이 고정되고 마그넷이 Moving한다.
마그넷의 길이는 캐리어의 사이즈에 따라 결정되며, 단일 캐리어뿐만 아니라 다수개의 캐리어 제어도 가능한 솔루션이다.
LMS는 캐리어 위치 측정시 리니어 엔코더 대신에 자기장을 이용하는 홀센서를 사용하기 때문에 캐리어와 코일 간 간격이 0.5mm ~ 8mm에서도 적용이 가능하다. 이러한 장점으로 인하여 LMS는 기존 리니어 모터를 사용하기 어려운 열악한 화학 가스 환경이나, 진공 환경에서 사용할 수 있다.
보쉬 렉스로스 LMS 솔루션은  Solarcell의 고온 고진공 증착 공정에 양산 적용한 사례뿐만 아니라 다수의 양산 적용한 Reference를 갖고 있다.
LMS 솔루션은 <그림4>와 같이 리니어 트랙뿐만 아니라 Ferry 트랙을 혼합하여 구성이 가능하며, 타원형 트랙도 구성할 수 있다. 또한, 하나의 LMS 시스템에서 최대 16개의 트랙을 지원할 수 있다.

2. LMS 하드웨어 구성
LMS의 하드웨어 구성은 Load를 포함한 캐리어 하중에 따라 내장형 드라이브 또는 외장형 드라이브를 사용할 수 있다. 내장 드라이브는 1개의 드라이브로 2축을 제어할 수 있고, 1축 당 2개의 홀센서를 통해 캐리어 위치를 감지한다. 코일에 내장된 PTC 센서는 모터의 온도를 감지하여 overheat을 방지하게 해준다.
하중이 1,000 kg 넘는 고하중의 캐리어를 구동하는 경우에는 외장형 드라이브를 사용하는 것이 효과적이며, 외장 드라이브 기반으로 LMS 하드웨어 구성하는 경우 <그림 6> 과 같이 1개의 드라이브로 1축을 제어하게 된다. 드라이브는 최대 전류 54 Arms까지 지원 가능하기 때문에 고하중의 캐리어도 구동이 가능하다.

3. LMS  확장성
LMS는 PC기반의 솔루션으로서, PC 1대당 최대 64축까지 지원 가능하다. 각 노드는 Firewire  네트워크 기반의 실시간 통신을 하며, 각 노드는 리니어 모터 4축을 제어할 수 있고, <그림 7> 과 같이  노드를 확장함으로써 제어 가능 축수는 증가시킬 수 있다.

LMS 제어용 PC와 LMS 노드 간 FireWire 케이블 길이를 확장할 필요가 있는 경우, 하기 그림과 같이 FireWire 케이블에 Converter를 통하여 CAT6 케이블을 연결하여 확장할 수 있다.

상위 Application PC와 통신
LMS를 위한 PC와 상위 Application PC와 통신은 Ethernet, Profibus 등 을 통하여 가능하다.

4. 코깅 보상 및 위치 보정 
Cogging Compensation 기능 제공
LMS Solution은 속도 리플이 적은 Application에도 적용 가능한 솔루션으로서 하기 그림과 같이 리니어 모터의 Cogging 을 보상하는 Table을 생성하여, 이를 통해 Feedforward 제어 기반으로 Cogging Compensation을 수행하게 된다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - Semiconductor,Innovative 솔루션