선로 위를 떠서 달릴 수 있는 자기부상 기술을 이용해 반도체·디스플레이 제조를 돕는 선형 이송 시스템이 국내 최초로 개발됐다. 국내 최초 자기부상열차를 개발한 바 있는 전기연구원이 그동안 축적해온 자기부상 기술을 이용한 이번 시스템 개발과 기술이전으로 자기부상 열차 분야보다 오히려 공장자동화 시장에서 더 빨리 자기부상기술이 열매를 맺을 것으로 기대된다.
자기부상 기술은 접촉면 없이 선로 위를 미세한 간격(4mm 내외)을 두고 떠서 움직이기 때문에 청정실과 같이 소음이나 분진을 최소화해야 하는 환경에 가장 적합한 기술로 최근 주목을 받고 있지만 아직 상용화가 부족한 상황이다. 연구팀은 기존 선형 이송시스템의 접촉식 기계적 베어링을 없애고, 전자기적으로 부상시켜 이동체와 고정체가 접촉하지 않은 상태에서 지지와 이동이 가능하도록 했다. 이를 통해 이송 시스템이 직선 레일 뿐 만 아니라 곡선 형태의 레일 위를 떠서 달릴 수 있어 LCD, PDP 등의 원판 이송에 바로 적용이 가능하다. 특히 추진체로 선형유도전동기(LIM)를 이용하여 선로 규모와 분진, 소음 등을 대폭 줄였다. 특히 바닥형 중량물 이송 반송설비는 참여기업 ㈜SFA의 요구로 추가 개발하게 된 것으로 우리나라의 주요 수출 제품인 LCD, PDP, OLED 등의 유리 원판 이송 시스템에 바로 적용할 수 있는 시스템이다. 연구팀은 선형 추력 100N급 선형유도전동기 추진 시스템의 비접촉 서보 제어(위치 제어)를 통해 1mm이내의 정지 정밀도를 달성했으며, 250kg급 비접촉 자기부상 서스펜션을 적용, 평균 부상 공극 4mm에서 ±0.5mm의 제어 정밀도를 달성하는데 성공했다. 이번 시스템은 LCD, 반도체 공정 등의 청정실(클린룸)에서 클린 스토커 시스템(Clean Stocker System), 클린 컨베이어시스템(Clean Conveyor System) 등의 수평 물류이송 시스템으로 사용할 수 있다. 아울러 LCD 원판, PDP 원판 이송 로봇 시스템에 사용하거나 고청정 반송 자동화 설비 등에 활용할 수 있으며, 특히 놀이동산용 탑승 놀이기구나 가상현실 구현 놀이기구 등에도 적용이 가능하다. ㈜SFA의 이경남 반송설비 그룹장은“이번 시스템은 향후 차세대 반도체 제조공정 및 디스플레이(LCD, PDP 등) 제조 공정에 청정 물류 이송 시스템으로 활용이 가능할 것”이라며 큰 기대를 나타냈다. KERI 전동력연구센터 구대현 센터장은 “기존 반도체, 디스플레이 시장의 경우 고가의 생산 및 공정 설비는 대부분 외국 업체가 만들고, 제품만을 국내에서 생산하는 등 선진국이 반도체, 디스플레이 제조 공정 시장을 선점한 상황에서 국내 기술로 고청정 비접촉 자기부상 기술로서 극복하여 시장을 탈환할 수 있는 계기를 만들었다는 것에 그 의미가 크다”고 평가하고 “KERI가 축적해 온 자기부상 기술은 우리나라가 전 세계 산업을 선도하고 있는 반도체 및 LCD 등 분야의 관련 산업 발전에 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다. 이번에 개발된 시스템은 지난 9월 인천에서 개최된 선형추진 국제학술대회(LDIA, The International Symposium on Linear Drives for Industry Applications)에서도 소개돼 큰 관심을 모으기도 했다. 한편, 자기부상 기술은 독일, 미국 및 일본 등의 선진국에서 주로 초고속 자기부상열차, 자기 베어링, 리프트 등에 관한 연구를 진행하고 있는 상황이다. KERI는 1990년 국내최초의 자기부상열차인 ‘KOMAG-01’을 성공적으로 개발한 이후 수직형 자기부상 리프트와 초고속 회전기용 자기베어링 등 자기부상 기술을 지속 연구하며 자기부상 관련 기반기술 특허를 비롯해 자기부상 리프트 등 청정 이송 분야, 초고속 회전기 분야, 나노급 정밀 스테이지 등 고출력 및 고청정 전동력 응용시스템 분야에서 세계적 기술력을 확보하고 있다. 특히 LCD, 반도체 등 첨단 IT산업에 적용 가능한 자기부상 방식의 청정 이송장치 기술은 언제든 상용화가 가능한 상태이다. KERI는 앞으로도 자기부상방식을 이용한 공장자동화 관련 기술의 추가 개발을 통해 국내 첨단 전기전자 제조공정상의 혁신을 촉진한다는 계획이다. 임성희 기자
|
저작권자 © 대한뉴스 무단전재 및 재배포 금지
