오토닉스, 고정밀 위치 제어용 스테핑 모터 강자로 부상

스테핑 모터의 성능과 모션 컨트롤 관련 기술이 급속히 발전하고 고정밀 스테핑 모터에 대한 각 산업분야에서의 요구도 큰 폭으로 늘어나고 있다. 이에 오토닉스는 일본 업체가 주도하고 있는 고정밀 5상 스테핑 모터 시장에 적극 진출, 시장 경쟁력 확보를 통해 수입 대체 효과를 톡톡히 실현하고 있다. 

스테핑 모터는 펄스 신호의 지령에 의해 결정된 기계적 각도로 회전하는 디지털 제어가 가능한 모터로써 스텝 모터 또는 펄스 모터라고도 불린다.

동일 사이즈 대비 타 제어용 모터에 비해 토크가 크고 가격이 저렴하며, 정확한 각도 제어가 가능하다. 간단한 신호로 정해진 각도나 높은 정확도로 정지, 이송할 수 있는 장점이 있으며, 일반 제어용 모터에 비해 사용 구성이 간단하다. 특히 펄스 신호의 주파수에 비례하여 회전 속도가 증가하는 동기 모터의 특성을 가지고 있어 광범위한 속도 및 위치 제어기로서 적용 분야를 점차 확장해 가고 있다.

일반적으로 기계적인 이동량을 정밀하게 제어하는 작업에 DC 서보 모터나 스테핑 모터가 많이 사용되고 있으며, 특히 스테핑 모터는 펄스에 의해 디지털적으로 제어하는 것이 가능하므로 마이컴에서 사용하기에도 우수한 특성을 가진다.

현재 스테핑 모터는 OA 기기 분야에서 가장 큰 시장을 형성하고 있으나, 꾸준한 모터 물량의 증가에도 불구하고 모터 가격의 하락폭도 그만큼 클 뿐만 아니라 상대적으로 고도의 기술 수준을 요하지 않기 때문에 시장 진입 장벽이 낮다는 단점을 가진다. 그러나 반도체 디스플레이 제조장비 및 광 자동화 검사기, 공장 자동화기기 분야에서의 고정밀 스테핑 모터는 새로운 적용 범위와 분야를 적극적으로 확장해 가면서 향후 시장 성장폭도 상당할 전망이다.

고정밀 제조 장비 및 자동화기기에서 사용되는 스테핑 모터는 5상 스테핑 모터가 주류를 이루고 있다. 고정도, 고토크의 고특성을 가지는 5상 스테핑 모터는 반도체, 정밀기기 등의 위치 제어 시스템에서의 핵심 구동체로서 기존 서보 모터의 영역을 잠식해 가고 있는 중이다. 일반적으로 1000~1500rpm 이하의 저속 응용 분야에서는 스테핑 모터가 서보 모터에 비해서 사용특성 및 투자비용 면에서 월등히 우수하다고 볼 수 있다.

컴퓨터용 FDD 및 프린터 등 OA용 스테핑 모터 시장에서 국내 제조 업체들이 세계 시장을 주도하고 있다. 이에 비해 고급형 5상 스테핑 모터 시장은 일본 오리엔탈모터, 산요전기를 비롯한 해외 전문업체들이 국제 시장을 선점하고 있으며, 국내시장도 예외는 아니다. 국내시장에서 5상 스테핑 모터를 개발하고 상품화에 성공한 업체는 오토닉스가 유일하다.

국내 5상 스테핑 모터의 선구자

5상 스테핑 모터의 국내 적용 시장이 점차 확장되고 있는 가운데, 공장자동화 전문 개발 업체인 오토닉스가 5상 스테핑 모터 및 모션 컨트롤러 제품을 적극적으로 개발하고 본격적인 시장 진출에 나서 외산 일색의 국내 5상 스테핑 모터 시장에서 새로운 강자로 떠올랐다.

일반형 스테핑 모터 AK시리즈 및 AHK시리즈 5상 스테핑 모터와 함께 스테핑 모터 드라이브 개발을 2003년에 이미 마무리했다. 이어 지난해부터는 보다 복합 기술이 요구되는 특수 타입형 5상 스테핑 모터의 개발과 시장 출시를 활발하게 진행중이다. 2004년 상반기에 기어드 5상 스테핑 모터 AK-G시리즈를 출시한데 이어, 금년 상반기중에만 기어드+브레이크 일체형 5상 스테핑 모터 AK-GB시리즈, 로터리 액추에이터 타입 5상 스테핑 모터 AK-RA시리즈를 상품화했다. 최근에는 로터리 액추에이터/브레이크 일체형 5상 스테핑 모터 AK-RB시리즈를 출시하는 등 줄기차게 제품 라인업과 신제품 개발에 주력하면서, 고정밀 스테핑 모터의 강자로 서서히 성장하는 중이다.

기어드 모터와 브레이크 모터가 합쳐진 기어드 + 브레이크 일체형 AK-GB시리즈는 60각 5상 스테핑 모터로 소형 경량 고응답 고정도 특성과 컴팩트한 설계로 적용기기의 소형화에 적합하도록 하였으며, 기어드 타입과 브레이크 타입의 장점을 결합함으로써 탁월한 공간활용성과 용이한 시스템 구성이 가능하다. 특히 팬타곤 결선 방식을 채용하여 뛰어난 경제성과 공간 활용성을 실현하였으며, 주요 응용분야로는 모터 전원 해지시 부하의 하중에 의한 위치변위를 방지하고자 하는 경우, 비상 정지 기능이 필요한 경우, 부하의 변동폭이 큰 설비 및 기동 정지시 댐핑 특성을 개선하고자 하는 경우에 적합하다.

로터리 액추에이터 타입 AK-RA시리즈는 고정밀도 고토크의 5상 하이브리드 스테핑 모터와 원형의 취부홀을 가진 기어헤드를 일체화시켜 사용자 편의성을 극대화시킨 특화제품이다. 특히 편리한 각도, 속도 제어 및 소형/경량, 고토크를 실현하여 사용자의 다양한 사용목적에 적합하도록 함으로써 사용자들이 편리성을 더욱 증대, 필요 분야에서의 생산성을 한층 높일 수 있도록 했다.

로터리 액추에이터/브레이크 일체형 5상 스테핑 모터인 AK-RB시리즈는 반도체 장비의 기계적 구조물인 인덱스 테이블, 유동 아암에 적용이 간단할 뿐만 아니라, 원형의 기어-헤드를 적용하여 정밀한 회전 각도 제어가 가능한 액추에이터 타입의 장점에 브레이크 기능을 일체화시킨 제품이다. 브레이크 타입 스테핑 모터는 주로 반도체, LCD, 휴대폰 등의 검사장비 및 광학 검사 장비 내부에 수직으로 이동하는 기계에서 전원이 차단될 경우 이동체의 하중으로 인해 아래로 내려가는 것을 방지하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 특성의 브레이크 타입 스테핑 모터와 부하의 외란에 대한 강성 증대와 감속에 따른 고토크/고정밀 제어가 가능한 원형 감속 시스템을 일체화시킨 제품이 AK-RB시리즈이다.

특히 AK-RB시리즈 5상 스테핑 모터는 기존 유/공압식으로 구동하거나 상용 모터에 벨트, 폴리, 커플링, 기어 등의 기계적 구조물을 부착하여 구동하는 인덱스 테이블, 유동 아암 등에서 모든 기계적 요소(벨트, 폴리 등)들을 배제시켜 사용자가 간단히 탈부착이 가능하여 편리한 적용 장비의 구조 개선 및 작업 공간을 절약하여 적용장비의 컴팩트화를 실현할 수 있다. 주로 반도체 장비의 와이퍼 및 반도체 소자 이송용, 위치 변위를 방지해야 하는 장비 등 다양한 고속, 고토크, 고정밀 분야에서의 응용이 기대되는 제품이다.

자동화 토털 시스템 제공

오토닉스가 개발하는 5상 스테핑 모터는 모두가 국내 최초 제품들이다. 이로써 오토닉스는 일본의 오리엔탈모터, 산요전기, Tamagawa가 선점하고 있는 5상 스테핑 모터 시장에서 사업 비중을 확장해 나가면서 오리엔탈 모터의 최대 경쟁상대로 떠올랐다. 특히 중국시장은 현재 기초적인 2상, 3상 스테핑 모터에서 막 벗어나 5상 스테핑 모터를 찾기 시작하면서 신규 5상 스테핑 모터의 최대 시장으로 부각되고 있는 중이다. 이에 오토닉스는 보다 발빠른 중국 시장 진출을 꾀하면서 스테핑 모터 및 모션 관련 연구개발 및 기술인력을 대폭 보강중이다.

고정밀 5상 스테핑 모터 개발에 적극 나서고 있는 오토닉스의 구성회 이사는 ""스테핑 모터는 이제 기존의 오픈 루프 전용에서 폐 루프 제어를 위한 서보 시스템적인 영역까지 접근하고 있다. 이 시장에서의 시장 확보를 위해 기어드 방식, 인코더 부착형, 감속기 및 브레이크형 스테핑 모터와 같은 다양한 분야에서의 맞춤형 적용을 위한 특수 타입 스테핑 모터를 활발하게 출시하고 있다.""고 밝혔다. 또한 향후에는 ""모터의 소형화와 모듈화 및 일체화가 가속화될 것으로 보고 우선적으로 서보 모터 시장에 대응한 세미-폐 루프형의 모터, 드라이버, 컨트롤러, 피드백을 통합한 일체형 스테핑 모터 개발을 추진중이다.""고 말했다. 아직은 고급형 스테핑 모터 시장에서 오리엔탈 모터에 뒤지고 있는 것이 현실이지만, 조만간 오리엔탈 모터가 가진 기술력을 자체적으로 확보하겠다는 야심찬 계획을 착착 추진하고 있는 중이다.

오토닉스는 현재 전체 인원의 15%이상을 연구개발 인력으로 육성하고 있는 것을 비롯하여 전체 매출액의 8.5%를 연구개발비로 재투자하는 등 강력한 국산화 개발 주도형 전문업체의 길을 걷고 있다. 최근에는 산업 자동화 관련 토털 솔루션 업체로 성장한다는 목표아래 기존의 센서 중심에서 스테핑 모터 및 모션 컨트롤러, 레이저 시스템, 계측기기에 이르는 사업 다각화를 적극 추진하고 있다. 또한 해외 시장 공략에도 가시적인 성과를 보이고 있는데 중국, 인도네시아, 인도, 미국, 캐나다, 브라질 등에 해외 지사 및 생산공장을 설립하거나 설립을 추진하는 등 본격적인 국제 브랜드로의 도약을 선언했다.

구성회 이사는 ""현재 5상 스테핑 모터를 비롯한 많은 자동화기기 들은 일본을 중심으로 한 외산 제품이 국내 시장을 주도하면서 국내 수요 업체들에게 많은 부담을 안기고 있다.""고 평가하고, ""국산화 개발을 통해 외산대비 30~40%의 가격 경쟁력을 확보해 나가고 있으며, 고객에 대한 근접 기술 지원과 철저한 사후관리를 통한 고객 만족을 실현해 가고 있다.""고 피력했다. 또한 폭 넓은 기술인력 확보를 통해 최종 수요업체는 물론 OEM 기계제작업체에 대한 기술 개발 단계부터의 지원과 공동 개발을 통해 수입형에서 추구하지 못하는 국산 제품만의 기술지원을 대폭 확대할 예정이기도 하다. 오토닉스는 '수입 대체 업체' 임을 강조하고 있는 것이다.

로터리 인코더 센서로부터 출발한 오토닉스는 이제 센서의 하위 체계인 구동부를 담당하는 고정밀 모터시장과 두뇌격인 컨트롤러 시장을 아우르는 종합 시스템 업체로 부상한 것만은 틀림없다. 지난해 국내외에서 495억원의 매출을 기록하였으며, 오는 2008년에는 1,100억원까지 성장해 나가겠다는 야심찬 계획으로 꼼꼼한 전략과 공격 경영을 추구하고 있는 오토닉스. 이제 국내 시장에서의 국산화 기술에 기반한 오토닉스의 토털 자동화 시스템이 해외 시장에서도 성공할 수 있을지 큰 기대를 걸어본다.

2005년 기사 작성