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28
2025
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리니어 모듈 어떻게 고를까?
작성자:
입문자를 위한 리니어 모듈 선정 기본 가이드 자동화 설비를 설계하다 보면 “여기 직선 왕복 운동을 어떻게 만들지?” 라는 질문을 자주 만나게 됩니다. 이때 가장 많이 사용하는 솔루션 중 하나가 바로 리니어 모듈(직선 모듈, 리니어 스테이지) 입니다. 하지만 볼스크류, 벨트, 리니어 모터, 가이드 형식, 프레임 구조까지 종류가 너무 많다 보니, 처음 접하는 엔지니어는 “어떤 기준으로 선택해야 할지” 막막해지기 쉽습니다. 이 글에서는 리니어 모듈을 처음 선택하는 분들을 위해, **“복잡한 사양서보다 먼저 체크해야 할 기본 항목”**을 정리해 보겠습니다.
1. 리니어 모듈이 하는 일, 한 문장으로 정리하면?
리니어 모듈은 간단히 말해서:
“모터의 회전 운동을 일정한 가이드 위에서 직선 운동으로 바꿔 주는 메카니즘 패키지” 입니다.
보통 다음 요소가 하나의 패키지로 통합되어 있습니다.
구동부
볼스크류, 타이밍 벨트, 리니어 모터 등
가이드부
LM 가이드, 레일, 슬라이드 블록 등
프레임/커버 구조
알루미늄 프로파일, 강판 프레임, 반밀폐/전면 밀폐 커버
엔드플레이트 및 장착 구조
모터 플랜지, 장비 프레임 체결 홀, 센서 브래킷 등
그래서 리니어 모듈을 고른다는 것은 단순히 “스트로크 몇 mm”가 아니라,
구동 방식·정밀도·하중·환경·장착 구조를 한 번에 결정하는 일이라고 볼 수 있습니다.
2. 리니어 모듈 선정 전, 꼭 정리해야 할 4가지
리니어 모듈 카탈로그를 보기 전에, 먼저 아래 네 가지를 종이에 적어 보는 것이 좋습니다.
하중(Load)
스트로크(Stroke)
속도와 사이클 타임(Speed & Cycle Time)
정밀도(Precision & 반복 정밀도)
이 네 가지가 어느 정도 정리되면,
자연스럽게 볼스크류형 / 벨트형 / 리니어 모터형 중 어느 쪽으로 갈지 방향이 보입니다.
2-1. 하중 – 얼마나 무거운 것을, 어떤 방향으로 버텨야 할까?
하중을 볼 때는 단순 무게뿐 아니라 방향과 모멘트를 함께 봐야 합니다.
이송해야 하는 공작물+지그+그리퍼의 무게
수직축인지, 수평축인지
팔이 길게 나가는 구조인지, 짧게 지지되는 구조인지
급가감속이 많은지, 완만한 이송인지
예를 들어,
박스 포장 라인에서 수평 방향 이송만 하는 경우
타이밍 벨트형 모듈(예: 威洛博 EB 타입 모듈)을 검토하기 좋습니다.
수직 방향에서 무게를 오랫동안 버텨야 하거나, 위치를 안정적으로 유지해야 하는 경우
볼스크류형 모듈(예: 威洛博 VGTH 볼스크류 모듈)이 더 적합한 경우가 많습니다.
하중이 높고 모멘트가 크게 걸리는 구조라면,
슬라이더 폭·복수 가이드 레일 구조·베이스 강성까지 함께 확인해야 합니다.
2-2. 스트로크 – 어느 정도 거리까지, 얼마나 자주 움직일까?
스트로크가 길어질수록 다음 요소들이 달라집니다.
자체 처짐(Deflection)
허용 속도
구동 방식 선택
대략적인 경향은 다음과 같이 이해할 수 있습니다.
짧은 스트로크(수백 mm 이하)
고정밀 위치 제어가 중요하다면 볼스크류 모듈
중~장거리 스트로크(수백 mm ~ 수 m)
이송 위주라면 타이밍 벨트 모듈이 유리한 경우가 많습니다.
고속 왕복 + 중·장거리 + 매우 높은 반복 정밀도
리니어 모터 모듈(예: 威洛博 VL / VGL 리니어 모터 모듈) 후보에 올릴 수 있습니다.
스트로크가 길어질수록,
리미트 스위치 위치, 케이블 베어, 엔드 크리어런스도 함께 고려해야 합니다.
2-3. 속도 & 사이클 타임 – 얼마나 빨라야 하는가?
리니어 모듈에서 속도는 단순 최대 속도뿐 아니라:
목표 사이클 타임 안에
가속 → 정속 → 감속 → 정지
이 과정을 무리 없이 반복할 수 있는지를 봐야 합니다.
일반적으로:
고속 이송 + 반복 위치 정밀도는 보통 수준이면 되는 경우
타이밍 벨트형 모듈이 적합한 경우가 많습니다.
속도보다 위치 정밀도·안정성이 중요한 경우
볼스크류형 모듈이 자주 선택됩니다.
고속·고가속 + 고정밀을 동시에 원하는 경우
리니어 모터 모듈 검토 가치가 있습니다.
예를 들어,
1초에 한 번 픽앤플레이스를 해야 하는 포장 라인
0.1초 단위로 짧게 왕복하는 검사 스테이지
이처럼 요구 사이클이 다르면, 추천하는 구조도 크게 달라집니다.
2-4. 정밀도 – “얼마나 정확해야 하는지”를 수치로 정리하기
정밀도는 크게 두 가지로 나누어 보는 것이 편합니다.
반복 정밀도(Repeatability)
같은 위치를 여러 번 갔을 때, 얼마나 일정하게 돌아오는지
예: ±0.01 mm, ±0.02 mm 등
절대 위치 정밀도(Accuracy)
좌표계 기준으로, 목표 위치와 실제 위치 차이
현장에서 자주 사용하는 기준은 다음과 같습니다.
이송 위주의 공정
±0.05~0.1 mm 정도의 반복 정밀도를 요구하는 경우가 많습니다.
검사·계측·미세 조정이 필요한 공정
±0.01 mm 혹은 그 이하의 반복 정밀도가 필요할 수 있습니다.
리니어 모듈을 고를 때는 **“우리 공정의 허용 오차가 어느 정도인지”**를 먼저 정의하고,
그 범위를 만족하는지 카탈로그의 사양과 비교하는 것이 좋습니다.
3. 작업 환경에 따라 구조가 달라진다
같은 하중·스트로크라도, 환경이 달라지면 선택이 완전히 달라질 수 있습니다.
대표적인 환경 요소는 다음과 같습니다.
먼지·분진이 많은지
예: 목재 가공, 사출 분진, 파우더 처리 공정 등
이 경우, 레일과 스크류가 노출된 구조보다
전면 덮개가 있는 반밀폐/전면 밀폐형 모듈(예: 威洛博 VGTH 전면 밀폐 볼스크류 모듈)이 유리합니다.
클린룸 등 청정 환경인지
파티클 관리, 윤활 방식, 재질(알루미늄/스테인리스 등)까지 함께 검토해야 합니다.
고온·저온·부식성 환경인지
코팅, 스테인리스 부품, 특수 실(seal), 내식성 그리스 사용 등이 필요할 수 있습니다.
수직 장착, 역장착(천장 장착)인지
안전 장치, 브레이크 포함 모터, 추가 메카닉 스토퍼 등 고려가 필요합니다.
환경 요건이 까다로울수록,
카탈로그만 보는 것보다 초기 설계 단계에서 공급사 엔지니어와 함께 협의하는 편이 안전합니다.
4. 모터·제어와의 인터페이스도 초기에 확인하기
리니어 모듈은 결국 모터+드라이브+컨트롤러와 함께 움직입니다.
따라서 초기 설계에서 다음 항목을 함께 보는 것이 좋습니다.
모터 타입
스텝 모터, 서보 모터, 리니어 모터 등
정격 토크/추력, 정격 속도
인코더 유무와 분해능
사용 중인 모션 컨트롤러 인터페이스
EtherCAT, Pulse/Direction, CAN 등
브레이크 필요 여부(특히 수직축)
예를 들어, 威洛博 W-ROBOT 제품군에는:
볼스크류 모듈, 타이밍 벨트 모듈, 리니어 모터 모듈
전용 서보 드라이브 및 다축 모션 컨트롤러
가 함께 준비되어 있기 때문에,
장비 설계 단계에서 구동부~모듈~제어까지 한 번에 맞추는 방식으로 접근하면
설계 검토·시운전·유지보수가 더 단순해집니다.
5. 간단한 선정 예시로 정리해 보기
마지막으로, 자주 나오는 상황을 예로 들어 정리해 보겠습니다.
예시 1) 포장 라인의 박스 이송 축
하중: 5~10 kg
스트로크: 800 mm
사이클: 초당 1~2회 왕복
정밀도: ±0.1 mm 이내면 충분
환경: 일반 공장, 먼지 보통 수준
→ 이런 경우에는
고속 이송에 유리한 타이밍 벨트형 모듈이 좋은 출발점이 됩니다.
예: 威洛博 EB 계열 타이밍 벨트 모듈
예시 2) 검사 장비의 Z축(렌즈 포커싱)
하중: 소형 렌즈·카메라 모듈
스트로크: 50 mm
사이클: 자주 움직이지만 속도는 중간 정도
정밀도: ±0.01 mm 수준 필요
환경: 클린 혹은 청정도 요구
→ 이 경우에는
볼스크류형 리니어 모듈 + LM 가이드 구조가 일반적인 선택입니다.
환경에 따라 반밀폐/전면 밀폐형 구조를 함께 검토하는 것이 좋습니다.
예: 威洛博 VGTH 전면 밀폐 볼스크류 모듈
예시 3) 고속 픽앤플레이스 로봇의 X축
하중: 경량 부품
스트로크: 600~1000 mm
사이클: 매우 빠른 사이클, 고가속 요구
정밀도: 반복 정밀도 중요
환경: 일반 산업용
→ 이 경우
리니어 모터 모듈(예: 威洛博 VL / VGL 리니어 모터 모듈)을 후보에 올릴 수 있습니다.
높은 가속 성능과 반복 정밀도를 활용할 수 있습니다.
6. 마무리 – 리니어 모듈 선정, 복잡해 보이지만 순서대로 정리하면 단순해진다
리니어 모듈 선정은 처음 보면 매우 복잡해 보이지만,
하중
스트로크
속도/사이클 타임
정밀도
환경 조건
모터·제어 인터페이스
이 6가지만 차례로 정리해 보면,
자연스럽게 볼스크류형 / 벨트형 / 리니어 모터형 중 어느 쪽으로 가야 할지 그림이 잡히게 됩니다.
향후에는 업계별로 조금 더 구체적인 예시를 통해,
의료 장비
태양광(PV)
배터리(2차전지)
반도체
각 산업에서 리니어 모듈·리니어 스테이지를 어떻게 선택하고 적용하는지를 추가로 정리해 드리겠습니다.
하이테크 기업
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