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새로운 애플리케이션이 토크 제한 클러치의 한계를 가져오다

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테스트 스탠드(Test Stand) 애플리케이션은 토크 제한 클러치 수요가 가장 많은 분야로 마켓에서 공급되고 있는 표준 디자인으로는 쉽게 한계에 이른다. 따라서 mayr® 파워 트랜스미션은 이러한 요구에 부합하기 위해 분당 최고 16,000 회전수의 속도 값을 충족하는 새로운 토크 제한 클러치를 개발했다.

세계적인 마켓 리더인 mayr® 파워 트랜스미션은 수십 년간 로드-홀딩, 로드-분리, 토크 및 동력-제한, 마찰식 잠김, 포지티브 잠김, 마그네틱, 제어 및 전환 가능한 토크 제한 클러치 등 매우 다양한 제품라인을 공급하고 있다.

이러한 광범위한 제품 라인에도 불구하고 이 회사는 마켓에서 공급되고 있는 표준 타입 시리즈가 증가하는 요구를 충분히 만족시키지 못하기 때문에 새로운 애플리케이션에 최적화된 토크 제한 클러치를 위해 서로 다른 모든 분야의 요구를 지속적으로 수렴해 나가고 있다.

테스트 스탠드 기술은 이러한 애플리케이션 분야 중 하나다. 이 분야에서 토크 제한 클러치는 우선적으로 극도로 빠른 속도에 부합해야만 한다. 또한 백래시 없이 잘 휘어지지 않는 방식으로 토크를 전달할 수 있어야만 한다.

기계 고장의 경우에도 높은 수준의 시스템 보호가 보장되어야 한다. 고속으로 처리되는 경우, 과부하 시에 분리된 질량으로 저장된 회전 에너지가 아무 문제없이 저하될 수 있도록 잔류 토크없이 분리(이탈)되는 토크 제한 클러치가 유일한 대안이 된다.

mayr® 파워 트랜스미션은 테스트 스탠드 기술의 까다로운 요건에 부합하는 새로운 토크 제한 클러치인 타입 시리즈 EAS®-HSC 및 EAS®-HSE를 개발했다. 이 두 가지 구성 시리즈는 모두 수십 년간 가치를 인정받은 이미 입증된 디자인 원리를 기반으로 하고 있다.

고속 애플리케이션의 토크 제한 클러치 애플리케이션을 위한 기본적인 여러 가지 필수 조건 중 하나는 통합 컴포넌트 상에서 구동 라인의 최적화된 원활한 작동이 이뤄질 수 있도록 각각의 개별 컴포넌트들이 높은 평형 특성을 가져야 한다는 점이다.

속도가 증가하면, 불균형으로 인해 상당한 원심력과 진동이 야기된다. 이는 전체 테스트 스탠드 구성 상에 압박을 가하게 되며, 이로 인해 동작이 고르지 못하고, 측정 디바이스의 테스트 결과가 달라질 수 있다. 따라서 질량 불균형에 대한 최적화는 새로운 고속 클러치 개발에 있어서 최우선 과제였다.

마켓에서 공급되고 있는 표준 토크 제한 클러치와 비교해 새로운 테스트 스탠드 클러치 EAS®-HSC 및 EAS®-HSE는 수많은 기술적 특성을 제공한다. 가장 먼저 눈에 띄는 점은 매우 컴팩트한 디자인의 클러치라는 점이다. 또한 높은 성능의 밀도는 회전 질량을 감소시키고, 평탄 구동 및 기계의 역동성에 긍정적인 영향을 가져왔다.

토크 제한 클러치는 수많은 개별 컴포넌트들로 구성되며, 과부하의 경우에도 클러치 내부의 탑재된 상태에서 위치가 변경되어서는 안 된다. 이는 확실한 디자인 특성을 통해 보장된다. 또한 이 클러치는 완전히 설치된 상태에서 G2.5의 평형 특성 및 3,000rpm의 레퍼런스 속도로 균형이 유지된다.

각각의 토크 및 평형도가 완벽하게 설정된 온전한 토크 제한 클러치를 보장하기 위해 고객의 시스템 안에 통합한 이후 필요한 평형 특성을 제공하며, 고객의 샤프트와 클러치 보어(clutch bore) 간의 접합 간극은 최소화된다. 또한 마찰식 잠금방식의 샤프트-허브 연결은 백래시가 없는 토크 전달을 보장한다.

고속 클러치의 출력 플랜지에 영향을 미치는 외부 반동력은 고품질 클러치 베어링으로 흡수되기 때문에 이탈 매커니즘에 영향을 주지 않는다. 정밀한 토크 제한은 여전히 유효하다. 구동 라인에 장애가 있는 경우 토크 제한 클러치는 즉각 이탈된다. EAS-High Speed의 입력측에서 출력측은 매우 빠르게 가속이 이뤄진다. 고품질 클러치 베어링은 이러한 가속을 흡수할 수 있도록 디자인되었다.

과부하 발생 후에도 개별 컴포넌트들의 위치는 서로 변경되어서는 안 된다. 클러치가 풀린 상태에서 입력 및 출력은 상호 관계에 따라 회전된다. 따라서 처음의 위치는 재작업 이후 복구될 수 있도록 보장되어야 한다. 이 때문에 새로운 테스트 스탠드 클러치는 이탈되면서 동기식 재직결이 이뤄진다.

EAS®-HSC 상의 정상 작동되는 토크는 허브 및 출력 플랜지의 홈에 일제히 직결되어 있는 볼을 통해 전달된다. 컵 스프링은 링을 통해 볼을 미리 압박한다. 탄성력의 정도는 전달 가능한 토크와 비례한다.

또한 이 원리는 홈이 마모되는 경우에도 백래시가 발생하지 않도록 해준다. mayr® 파워 트랜스미션은 자사의 토크 제한 클러치에 하락 특성 곡선을 가진 컵 스프링을 사용한다. 이는 토크가 미리 설정된 이탈 값에 도달할 때까지 휘어지지 않고 전달됨을 의미한다. 과부하의 경우 스프링 사전 장력은 감소되고, 클러치는 정밀하게 이탈된다.

이탈된 이후 특수 이탈 매커니즘이 클러치가 이탈된 상태로 유지되도록 해준다. 구동 라인은 아무런 문제없이 감속이 가능하다. 정지된 시간 동안 구동 라인에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 특히 토크 측정 디바이스에 문제를 일으킬 수 있는 직결로 인한 영향은 없다.

토크 전달 장치는 재직결이 이탈된 위치에서만 가능하도록 설계되었다. 이는 클러치의 개별 컴포넌트들이 동작하는 동안 항상 서로 동일한 각위치에 있고, 평형 특성이 유지됨을 의미한다. 특수 이탈 매커니즘은 심각한 동력 소모 없이 쉽고 빠른 재직결이 가능하도록 해준다.

EAS®-HSE의 개별 과부하 요소들은 포지티브 잠금방식을 통해 토크를 전달한다. 과부하의 경우 이러한 과부한 요소들은 안정된 전원 차단 및 반복적인 정확도로 잔류 토크가 거의 없이 입출력을 분리하고 이탈시킨다.

시스템에 저장된 회전 질량의 운동 에너지는 자유롭게 낮출 수 있다. 이러한 요소들은 자동으로 재직결되지 않는다. 수동으로 혹은 디바이스를 통해 재직결될 때까지 분리된 채로 유지된다. 평형 특성을 유지하는 동기식 재직결을 위한 위치는 클러치에 정확하게 표시된다.

이 새로운 테스트 스탠드 클러치는 고객측의 요소들이나 비틀림없는 싱글-접합 혹은 더블-접합 디스크 팩 커플링 부착을 위한 플랜지 디자인으로 공급된다. 전형적인 2-축 연결과 더불어 mayr® 파워 트랜스미션은 표준 측정 플랜지의 직접 통합을 위해 어댑터 플랜지를 제공한다. 이는 전반적으로 매우 컴팩트한 디자인을 가능하게 해준다.

EAS®-HSC 타입 시리즈는 공칭 토크 범위가 5~1,000Nm에 이르며, 5개의 구성 시리즈로 되어 있다. 크기에 따라 6,000 ~ 12,000rpm 속도까지 허용된다. EAS®-HSE 타입 시리즈는 지금까지 500 ~ 5,700Nm 토크 값 범주에서 3개의 사이즈로 개발되었다. 4개의 추가 사이즈가 개발될 계획이다. 모든 것을 갖추고 있는 타입 시리즈는 300 ~ 25,000Nm의 토크 값과 최고 16,000rpm 속도를 커버할 수 있다.

이러한 특성들 때문에 새로운 토크 제한 클러치인 EAS®-HSC 및 EAS®-HSE는 테스트 스탠드에만 적합한 것이 아니라 다른 모든 고속 드라이브 중단 애플리케이션을 위한 완벽한 솔루션이다.

Mayr Korea
info@mayrkorea.com

아이씨엔 매거진 2013년 02월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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