국산화 개발이 활발한 LM 가이드의 국내 현황과 전망

반도체 디스플레이 장비는 물론 로봇 시스템, 공작기계, IT 제조 장비, 정밀 측정 장비 등의 직선 운동 부문에 필수적으로 사용되는 핵심 부품인 리니어 모션 가이드(LM 가이드)에 대한 국산화 개발이 적극 추진되고 있다. 최근 개최된 '국제기계부품 소재산업전'에 출품된 제품을 중심으로 LM 가이드의 국산화 개발 현황을 알아본다.

글_ 오승모 기자

 

최근 메카트로닉스 기술 및 산업의 활성화는 이와 관련한 각종 메커니즘의 고정밀화와 고정밀화를 요구하면서 새로운 혁신적인 부품을 적극 요청하기에 이르렀다. 특히 직선운동 기구로 사용되던 기존의 베어링이 담당하던 분야에 있어서의 위치 결정 정밀도 향상을 위한 핵심 부품으로 LM 가이드 시장이 활발한 성장을 보이고 있다. 

직선 운동 베어링으로도 불리는 LM 가이드는 기존의 미끄럼 가이드에 비해 마찰계수가 1/50에 불과해 기존 구름형 베어링 가이드에서 고질적인 문제로 제기되었던 로스트 모션(Lost Motion)없이 고속 운전과 고정밀 위치 정밀도 확보가 가능하여 생산성 높은 장비 및 시스템의 개발이 가능해졌다. 

LM 가이드는 30년이라는 짧은 역사에도 불구하고 획기적인 기술 발전을 거듭하여 고속, 고정밀, 성에너지화의 특성을 갖추게 됨으로써 공작기계를 비롯하여 각종 산업기계나 반도체, 디스플레이 제조 검사 장비에서의 구동부 부품으로서의 핵심으로 성장했다. 

국내에서는 삼익LMS㈜가 LM 가이드 분야의 선구자라 할 수 있다. 삼익LMS는 지난 80년대말에 처음으로 국내시장에 LM 가이드를 소개한 후, 90년부터는 세계적인 LM가이드 전문업체인 일본 THK사와의 합작을 통해 국내에서 조립생산을 시작했다. 이후 삼익은 국내 시장에서의 활발한 연구개발과 마케팅 활동을 통해 자체 기술에 의한 활발한 국산화 개발에 앞장서고 있다. 

고정밀 이송장치의 핵심 

현재 국내에서는 삼익LMS를 비롯하여 한국NSK, 이나코리아, 보쉬렉스로스코리아(스타) 등이 활발한 활동을 추진하고 있는 가운데, 하이윈, SNK LM 샤프트, C&L 모듈테크, 위너베아링, SLM 코퍼레이션 등이 다양한 신제품을 선보이면서 적극적인 시장 확보에 나섰다. 

국내에 LM 가이드가 처음 소개되었던 90년대까지도 일부 공작기계와 단순 이송장치에 국한되어 사용되었던 수요처도 이제는 고정밀 장비 시장으로 급속한 확장을 거듭하고 있다. 현재 국내에서 가장 활발하게 적용되고 있는 분야는 LCD, PDP 등의 디스플레이 산업을 비롯하여 반도체 시장에서의 제조 및 검사장비 분야에서 최대의 시장을 형성하고 있다. 

여기에 전통적으로 LM 가이드가 사용되어 오던 공작기계, 정밀기계 산업에서 지속적으로 초고속 제품에 대한 수요가 증가하고 있으며, 의료기기, IT 장치 산업, 직교 좌표 로봇, FA 산업 등의 정밀 이송 분야에서 폭 넓은 시장을 형성하고 있다. 

또한 수요 산업에서의 다양한 요구도가 증가하면서 최근 LM 가이드의 기술개발은 빠르게 발전하고 있다. 고속, 고강성, 저소음에 대한 기본적인 요소 부품의 사양이 높아짐과 동시에 고온, 고내식, 진공 등의 특수 환경에 대한 고객의 요구에 따른 고객 지향적 제품들의 개발도 점차 확대되고 있는 중이다. 

이번 전시회에서 삼익LMS는 유지보수에 탁월한 볼 리테이너 타입의 제품과 차세대 LM 시스템의 핵심으로 성장하고 있는 리니어 모터를 국산화하여 출시하였다. SBC 리니어는 저소음형 SPB 시리즈를 비롯하여, 볼 탈락 방지형 미니어쳐 리니어 레일 시스템을 새롭게 선보였다. 대만 메이커인 하이윈은 롤러 타입 리니어 가이드 웨이인 RG 시리즈와 상하좌우 4방향에서의 로드를 동일하게 설계한 EG 시리즈를 소개하고, 국산 LM 가이드 전문 개발업체인 위너베아링은 LM 가이드인 SG와 1축 산업용 로봇인 SRRO를 선보였다. 

C&L모듈테크는 고하중용 LM 가이드에 개선된 타이밍 벨트를 결합하고 간단하게 모터를 취부가 가능한 리얼 가이드를, SNK LM 시스템과 SLM 코퍼레이션이 각각 SNK 슈퍼가이드와 SLM STR 시리즈를 개발하여 선보였다. 

적극적인 시장 확대 나서 

삼익LMS(www.samiclms.co.kr)는 LM 가이드를 비롯하여 볼리테이너 타입의 차세대 리니어 모션 시스템을 선보였다. 또한 디스플레이 및 반도체 장비 분야를 중심으로 초정밀 리니어 모션 시스템의 핵심 장비로 부각되고 있는 리니어 모터에 대한 국산화 개발도 적극 추진하여 이번에 새롭게 철심형 리니어 모터를 소개했다. 삼익의 LM 가이드는 서큘러 접촉 구조로 취부면의 오차를 흡수하여 부드러운 운동이 가능하며, 예압을 걸어도 구름저항의 증가가 없는 고강성 구조이다. 볼리테이너 타입의 메카트로 시스템은 고속, 고정도 위치제어에 탁월하며, 정밀 위치 제어용으로 서보 모터를 채용하였다. 

SBC리니어(www.sbclinear.co.kr)은 스페이스 탈락이 없는 저소음형의 SPB 시리즈와 볼 탈락 방지형 미니어쳐 시스템을 내놓았다. SPB 시리즈는 기존 총볼형에서 볼끼리의 마찰 소음을 최소화한 리니어 레일 시스템으로 기존의 볼 스페이스와 달리 스페이스 및 강구 탈락이 없다. 특히 강구 사이에 면압 발생을 방지하기 위해 고온, 고강성의 플라스틱 재질의 스페이스를 사용하였고 최적의 리테이너를 설계하여 레일에서 블록을 분리해도 스페이스 및 강구의 탈락이 없다는 특징으로 LCD 및 반도체 장비의 크린룸 환경에 적합한다. 

위너베아링(www.shaft.co.kr)은 직선 운동 열처리 샤프트에 대한 기술력 확보를 기반으로 LM 샤프트, 볼부쉬, 가이드 시스템을 비롯하여 산업용 1축 로봇 시스템인 SERO를 비롯하여, 대형 장거리 가이드 시스템을 구성하여 출시했다. SG(Speed Guide)는 기존의 LM Guide에 비해 마모 부위만을 내마모성 이 우수한 고탄소 크롬 베어링강으로 고주파 열처리하여 정밀 연삭함으로써 표면경도를 HrC 60이상으로 장수명을 보장한다. P5급 이상의 복열 앵귤러 컨택트 베어링의 채택으로 주행 정밀도가 전체 길이 6m 까지 누적없이 0.02mm이내를 자랑한다. SERO는 스피드 가이드의 신기술이 집적된 리니어 모듈로서 유격조절이 쉽고 고속주행시에도 정숙 주행을 보장하며, 자체적인 밀폐구조로 인해 방진성이 우수하다.

SNK LM 시스템(www.snklmsystem.com)은 로울러 구름 접촉 구조를 가진 심플한 디자인이 가미된 수펴 가이드(Super Guide)를 통해 수입 대체를 적극 시도하고 있다. 슈퍼 가이드는 기존 기술인 볼 구름형 LM 가이드에서 발생하기 쉬운 소음과 운동속도의 제한성을 극복하기 위해 복열 베어링을 채택하여 모든 베어링 요소가 완전한 구름 운동을 하도록 하여 최대 회전 속도로 직선 운동을 하며 정숙 운동을 얻을 수 있다. 또한 자체적으로 공차를 줄이기 위해 가이드 불럭을 지나기 전 샤프트에 먼지를 제거하는 장치를 장착했다. 고속 운동과 정밀 반복 정도를 요구하는 리니어 모터의 리니어 가이드 유니트 및 공구 연삭기나 자동 목공 기계와 같이 먼지가 많은 환경에서의 장수명을 요하는 기계에도 적합하다.

2005년 기사 작성