스마트 액츄에이터로 혁신을!
스마트 액츄에이터로 혁신을!
  • 오현식 기자
  • 승인 2019.04.15 19:48
  • 댓글 0
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IoT 접목한 액츄에이터의 진화
효율성·생산성·성능 향상

사물인터넷IoT : Industrial Internet of Things를 필두로 다양한 첨단 기술이 제조에 접목되면서 새로운 단계에 접어들고 있다. 이러한 변화의 흐름에 맞춰 다양한 제품이 새로운 기능을 더하면서 등장하고 있다. 모션 시스템의 핵심 요소인 액츄에이터 분야에서도 ‘스마트 액츄에이터’라는 명칭으로 다양한 첨단 기능과 상호연결성을 갖춘 제품들이 등장하고 있다.  

스마트 액츄에이터Smart Actuator란, 온보드 전자 장치를 통합하여 전체 시스템에 향상된 제어 기능을 제공하는 장치를 말한다. 이러한 전자 장치는 이전에 스위칭, 위치 피드백 장치 및 시스템 진단 구성 요소와 같은 외부 장치로 구현됐지만, 이를 하나의 액츄에이터에 패키징한 것이다. 이 새로운 액츄에이터는 마이크로프로세서 기반 PCB를 통합하여 액츄에이터와 원격 네트워크 간의 더 나은 통신을 지원한다.

상호연결성으로 똑똑하게
스마트 기능을 통합하면 다양한 이점을 얻을 수 있다. 오늘날 산업계의 연결이 점점 더 확대되면서 자동으로 서로 의사소통하고 작동할 수 있는 지능형 부품에 대한 요구가 높아지고 있다. 지능형 구성 요소를 액츄에이터 제품에 통합한 스마트 액츄에이터는 효율성과 생산성 향상, 진단 기능 향상, 성능 향상 및 제어 가능성 향상 등의 이점을 제공한다. 

이러한 스마트 액츄에이터는 향상된 위치 제어를 위한 저수준 전원 스위칭, 안전 및 성능 향상을 위한 행정 종료 표시, 네트워킹 표준을 적용하기 위한 액츄에이터 버스 작동, 여러 액츄에이터 간의 동기화를 위한 로우 레벨 전원 스위칭 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 Thomson Industries의 스마트 액츄에이터는 통신 프로토콜을 제공하는 통합 인쇄 회로 기판을 탑재해 모니터링 및 진단, 단순화된 제어 아키텍처, 원격 액세스 등을 수행할 수 있게 한다.

설계·운영 비용 감소
스마트 액츄에이터의 통합 설계는 구성 요소의 수를 줄여 배선을 감소시키고, 복잡성이 최소화되록 한다. 설계 및 설치 부문뿐 아니라 운영 측면에서도 마찬가지로, 하드웨어 및 소프트웨어 비용 감소, 기계 중량 및 개발 시간 감소, 기계 기능 및 성능 향상의 이점을 줄 수 있다.

물론 가장 큰 이점은 스마트 액츄에이터는 미래의 제조 환경에 제조 환경에 대응할 수 있게 한다는 사실이다. 미래의 스마트 공장 환경에서는 기계가 상호연결성을 지녀야 한다. 스마트 액츄에이터와 같이 고급 작동 기능을 활용하는 장치는 동기화된 제조 공정을 이뤄낼 수 있게 한다. 이러한 연결성은 조립 및 제어 스테이션, 고정 장치 및 컨베이어 라인과 같은 표준 제조 장치를 넘어 지게차, 자동화된 이송 차량 및 로봇 시스템까지 포함한다. 

그렇다면, 얼마나 많은 액츄에이터가 버스 시스템을 통해 쉽게 제어될 수 있을까? 이는 사용하는 시스템에 달려 있다. 버스가 허락하는 수만큼 제어가 가능한 것으로, 예를 들어 J1939 CAN 버스 시스템은 동일한 네트워크에 최대 256 유닛이 존재할 수 있다.

액츄에이터와 컨트롤 통합
스마트 액츄에이터는 추가 제어 기술도 필요하지 않다. 많은 스마트 액츄에이터 기업들은 액츄에이터와 컨트롤을 하나의 유닛으로 결합하는 것을 목표로 하고 있다. 외부 컨트롤의 필요성을 없애고 작동 장치가 개별 컨트롤 대신 서로 상호 작용할 수 있게 하는 것이다.  이것이 실현되면, 사용자는 각 축에 대한 개별 제어 없이도 단순화된 제어 아키텍처, 낮은 시스템 비용 및 각 축에 대한 온보드 진단을 포함하는 중앙 제어 시스템의 이점을 누릴 수 있게 된다. 

오늘날 스마트 액츄에이터는 공압 및 유압 시스템을 대체하고 있다. 예컨대 향상된 제어와 자동화를 위해 설계된 스마트 전동 액츄에이터는 모바일 자재 취급 장비, 건설 및 농업 장비, 공장 자동화 등은 물론 의료 장비까지 영역을 넓히고 있다.


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