Transcript 3.5 적용 사례

하이젠모터주식회사
_ 서보 분야 소개자료
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“世界와 未來를 向한 挑戰”
“世界 最高水準의 强小企業 育成”
CEO: 김 재학(1948)
서울대학교 기계공학과 (공학사)
(미)M. I. T. 기계공학과 (공학석사)
(미)University of California, Berkeley, 기계공학과 (공학박
사)
(미)Harvard Business School (MBA)
HIGEN Motor
경남 창원시 성산구 성산동 74-5
한국공학한림원 정회원
한국전기 및 기계산업진흥회 부회장
대한전기협회, 신재생에너지학회 이사
1999~2001 두산중공업 (전 한국중공업) 대표이사 부사장
2001~2007 주식회사 효성 대표이사 사장/중공업 PG장
사업장
사원수 : 210명[한국], 80명[청도]
창원공장[13,000평], 중국 청도[4,000평]
중국 청도, 중성전기
연구소
창원/여의도 기계산업 진흥회관
서보기술연구분야 : 21명, 전동기제품개발분야:32명
금성사
LG전자
·OTIS Elevator
HIGENMOTOR
2008
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주요 생산품
제품구분
저압 소형
Motor
용도
단상 모터,220V
삼상 소형모터,220~660V
출력범위
일반산업용기기
Pump,Fan,etc.
생산능력
0.1 ~ 2.2 kW
357,000 sets
0.1 ~ 15 kW
저압 중형
Motor
삼상 중형모터,220~660V
일반산업용기기
Pump,Fan,etc.
18.5 ~ 200 kW 86,000 sets
저압 대형
Motor
삼상 대형모터,220~660V
일반산업용기기
Pump,Fan,etc.
210 ~450 kW
Geared Type
Gearless Type
OTIS E/L
5.5 ~ 76 kW
Hydraulic
Cemco E/L
11 ~ 45 kW
690V~6600V
일반산업용기기
Pump,Fan
Compressor etc.
55 ~ 1500 kW
Elevator용
Motor
고압
Motor
서보
Motor & Drive
고 관성
저 관성
8,500 sets
31,000 sets
공장자동화 Sys.
CNC Sys.
로봇
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700 sets
0.5 ~ 7.5 kW
40,000 sets
0.1 ~ 75 kW
외형
제품군
전기자동차
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기술개발 History
Robot Motion 제어기술 개발
멀티구동을 위한 동기제어 드라이브 및 고
출력 서보모터
모듈형 전원회생유니트 및 드라이브 개발
스핀들 파워스택 개발
빌트인 스핀들용 고속전동기 개발
Direct Drive Motor 및 드라이브 시스템 개발
능동현수 제어시스템 개발
 모션네트워크 기반 드라이브 개발
고토크 DC Torque 모터 개발
터렛용 중공형 횡자속 전동기 개발
방폭형 서보모터 개발
고성능 서보드라이브 기술개발
빌트인 스핀들 드라이브 시스템 개발
PC Based Monitoring 기술 개발
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1. 기술개발활동
1.1 다축 동기제어 드라이브 & 고출력 서보모터
1.2 수냉형 서보모터 & 능동현수 제어장치
1.3 IPM 시리즈 & 서보유압제어 시스템
1.4 EtherCAT 기반 HiGEN-Robox 모션제어 시스템
1.5 Network Drives
1.6 사용자 편의 지원 S/W Tool
1.7 Encoders
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1.1 다축 동기제어 드라이브 & 고출력 서보모터
기술개발결과




22kW ~ 75kW급 서보시스템 개발
전동식 사출기, 전동식 프레스, 서보유압기기 적용
개방형 네트워크형 모션제어기 기술개발
고정밀 시리얼 센서 구성 및 운영기술 개발
기대효과
• 수입대체에 따른 매출증대 극대화 및 시장 확대
- 전량 수압의존형 대형 서보시스템 국산화
- 다축 서보 모터의 동기 및 분산제어 기술 구현 제품경쟁력 강화
• 신규 시장 진입 가능성 증대
- IT기반 Open field bus 탑재형 모션제어기 서보 드라이브
패키지 구성
상품화 결과
• 22kW ~ 75kW급 대형 서보모터 및 드라이브 양산화
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1.2 수냉형 서보모터 & 능동현수 제어장치
기술개발결과



수냉식 고출력 토크모터 개발
수냉식 방열구조의 토크모터용 드라이브 개발
현수장치용 모터 드라이브 알고리즘 개발
기대효과
• 신규 시장 발굴
- 특수목적용 시장 진입
- 전기-기계식 현수장치에 적용 가능한 토크모터 개발
- 수냉식 방열구조 적용으로 제품군 다양화
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1.3 IPM 시리즈 & 서보유압제어 시스템
기술개발결과



22kW급 드라이브 일체형 동기전동기 구동시스템 개발
네크워크 내장 WEB기반 원격 모니터링 및 스마트폰 접속 체계
모듈형 전원 회생 장치 개발
기대효과
• 신규 시장 진입 가능성 증대
적용 처
•
•
•
•
전동기일체형 유압펌프 모듈[공작기계]
전동기일체형 인라인(In-Line) 펌프 모듈
감속기 및 전동기 일체형 전동기 모듈
유압서보시스템
상품화 결과
• 5.5kW ~ 22kW IPM 모터, 드라이브 일체형 동기전동기 시스템
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1.4 EtherCAT 기반 HiGEN-Robox 모션제어 시스템
Integrated Motion Controller

모션 제어기와 터치패널 일체형
Micro Motion Controller
•
•
Hard Real Time Operation
Max 32 axes
EtherCAT Communication
•
•
•
EterCAT(CoE), CiA402
완벽한 호환성 제공
Field bus 환경 설정 툴 제공
Development Environment
•
•
Control and visualization on an
industrial PC with EtherCAT based
on HIGEN-ROBOX Technology
•
통합 개발 환경 제공
다양한 프로그래밍 언어 사용 : Ladder IEC1131, C++,
Object Block, Structured Text
with Motion Lib. 등
다양한 디버깅 툴 : Trace, 모니터링, Step by Step,
실시간 수정 등
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1.5 Network Drives
Motion Net Drive
 Output : 200W ~ 4.5kW
 통신방식 : Serial Pulse Command
 통신속도 : 256byte Data Frame, 20Mbps
 최대축수 : 64축
 VB, VC Library 제공
 적용분야 : 전 FA 분야
PLC Network Drive
USB or RS232
Output : 10W ~ 4.5kW
 통신방식 : Modified CAN open
 통신주기 : 800[㎲]
 최대전송거리 : 100[m]
 제어축수 : 8축/Module
 위치결정 데이터 : 400개/축
적용분야
 반도체장비, Robot, 공작기계
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1.6 사용자 편의 지원 S/W Tool
P.dori
 On line Parameter read and write
 운전모드 실시간 모니터링 및 데이터 저장
 운전모드별 설정 파라미터 그래픽화
Servo man
 기구 구성 모델에 따른 소요 동력 시뮬레이션
 서보모터 드라이브 최적 모델 선택 권고
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1.7 Encoders
Magnetic Encoder
 내환경성내충격성 및 고온 특성 우수
 방폭, 방진, 밀폐 구조 가능
 인크리멘탈 신호(Max. 2,048ppr) + 홀센서 신호 출력
 최대 30,000rpm까지 인식 가능
 광학식 인코더와 동일한 기구 사양 및 신호 출력 방식
Serial Encoder
 17bit Single turn Absolute
 고정밀 위치 제어 가능
 FDA, EDA, NDA로 구동 가능
 기존 TAMAGAWA 인코더와 동일한 기구 사양
 20Bit급 Serial ABS 방식 표준화 목표로 진행
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2. 모션제어기
2.1 Robocon
2.2 제어기 구성
2.3 개발 환경
2.4 표준형 지원모델
2.5 로봇 적용 사례
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2.1 ROBOCON
Integrated Motion Controller


최대 32축
EtherCAT/CANopen (CiA402)
Hardware Resource



8 digitial input/output, opto-coupled, PNP, 24V
EtherCAT/CANopen (CiA402)
1 incremental encoder input, RS422 line driver 5VDC
Windows Environment

OPC server/ Active X
Communication
1 general purpose RS232 serial channel
- DF1, Modbus, Robox BCC3
 1 general purpose RS422/485 channel
- DF1, Modbus, Robox BCC3)
2 Ethernet channels 10/100
- CoE/SoE( EtherCAT )
- TCP,UDP,TFTP, Robox BCC/TCP
 2 CAN bus channels
-DS301,DS401,DS402, device net, RoboxCnet)
- 1 Profibus channel( DP slave )

Integrated Motion Controller
•
•
•
•
•
•
CoE(CANopen Over EtherCAT), CiA402 profile
Digital Input/Output ( CN1 )
17 bit Serial, Absolute Encoder
Position(csp), Velocity(csv), torque(cst) mode operation
100W ~ 75KW
Control Cycle 800us ~ 10ms
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2.2 제어기 구성
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2.3 개발환경
Project Tree
3D Graphic Simulator
Graphic panel
Real-time Oscilloscope
Document
Command Shell
Configuration
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Source Code Editor
2.4 지원모델
Scara
Cylindrical
Custom01
Delta
Custom02
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6Axis
2.5 로봇 적용 사례
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3. 고출력 시스템
3.1 서보모터 설계 공정
3.2 서보모터 조립 공정
3.3 고출력 서보모터
3.4 드라이브 제작 공정
3.5 적용 사례
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3.1 서보모터 제작 공정
진동특성
회로도
정격 토크
길이vs.파워밀도
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Transient graph
3.2 서보모터 조립 공정
55kW 고관성형
중실형 전동기
55kW
중실형 전동기
회전자
고정자
기구부
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75kW
중실형 전동기
3.3 고출력 서보모터
250 Fr
Theme
Dim.
280 Fr
290 Fr
250 Fr
280 Fr
380
380
380
Voltage Class
V
Rated Output
kW
22
30
37
22
30
37
45
55
75
Rated Torque
N.m
140
184.7
235.6
140
191
236
286
350
477
Rated Speed
rpm
1500
Max. Speed
rpm
2000
Rated Current
Arms
53
72
95
44
60
76
102
117
150
Approx. Mass
kg
85
100
120
95
110
120
165
185
225
*. Max. Torque = 2.5*Rated Torque
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3.4 드라이브 제작 공정
55kW용_250KVA
3D 모델링
150
140
120
55kW용_250KVA
드라이브 상용화
Conduction Noise : R
Level in dBµV
100
80
EN61800-3_C3_QP
EN61800-3_C3_AV
60
40
20
0
150k
300k 400k500k
800k 1M
2M
3M
4M 5M 6M
8M 10M
20M
30M
F r e q u e n c y in H z
150
140
120
Conduction Noise : S
Level in dBµV
100
80
EN61800-3_C3_QP
EN61800-3_C3_AV
60
40
20
0
150k
300k 400k500k
800k 1M
2M
3M
4M 5M 6M
8M 10M
20M
30M
F r e q u e n c y in H z
150
140
Conduction Noise : T
120
Level in dBµV
100
80
EN61800-3_C3_QP
EN61800-3_C3_AV
60
40
20
0
150k
300k 400k500k
800k 1M
2M
3M
4M 5M 6M
F r e q u e n c y in H z
8M 10M
20M
30M
<BURST, SURGE, ESD>
<전도, 방사>
부하시험 및 결과
EMI/EMC TEST
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3.5 적용 사례(1/2)
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3.5 적용 사례(2/2)
•
•
•
•
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사출
계량
형체
압출
:
:
:
:
22kW*2EA
30kW*1EA -> 280 Flange 고토크형(800/1300rpm)
30kW*1EA -> 250 Flange (1500/2000rpm)
7.5kW
Thank You !
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