농업 분야에서의 디지털화와 자동화의 중요도는 점차 증가하고 있습니다. 농기계의 다양한 부품은 밀리미터 단위로 섬세하게 움직일 수 있어야 하는 동시에 열악한 환경에서 최대 성능을 발휘해야 합니다.
유압 장치의 사용은 농업 기계 분야에서 오랜 전통을 가지고 있습니다. 그러나 최근 수십 년 동안 전동 액추에이터 시스템은 유압 장비와 마찬가지로 진동, 먼지 또는 극한의 온도를 견딜 수 있음이 입증되었습니다. 더 나아가, 전동 액추에이터는 유압 장치보다 더 나은 성능을 발휘합니다.
2005년, LINAK®은 높은 보호 등급을 제공하며 매우 견고하여 농기계 사용에 적합한 액추에이터 LA36을 출시했습니다. 그 이후로 LINAK은 LA36 및 기타 모든 액추에이터를 지속적으로 최적화하고 시장의 높은 요구 사항에 부합하는 기능을 추가했습니다.
액추에이터에 대한 까다로운 요구 사항
KRONE BiG X 사료작물 수확기의 경우, 액추에이터에 대한 요구 사항이 매우 까다롭습니다. 액추에이터는 운동학(kinematic)을 활용하여 두 개의 옥수수 컨디셔너 롤러를 무단계로 자유롭게 조정합니다. 따라서 액추에이터는 롤러에 작용하는 높은 힘을 견뎌야 할 뿐만 아니라, 높은 진동과 충격에도 불구하고 롤러를 정밀하게 조절할 수 있어야 합니다.
"작업 폭이 최대 10.5m인 이 수확기는 시간당 최대 400톤의 농작물을 벨 수 있습니다. 이를 가능하게 하기 위해서는 많은 전력이 필요하고 부품도 매우 견고해야 합니다"라고 Jan Keuter(KRONE 전기 설계 담당자)는 설명합니다. 그에게 농기계의 전동 조작 은 점점 더 중요해지고 있습니다.
"전동 장치는 유압 장치와 쌍벽을 이룹니다. 유압 장치가 늘 사용해 오던 확실한 해결책이라면, 전동 액추에이터는 최근 몇 년 동안 표준으로 자리잡은 솔루션입니다." "ISOBUS 및 50암페어 연결은 거의 모든 기계에서 표준입니다"라고 Keuter는 덧붙입니다.
자동화 수준이 높아짐에 따라 전동 액추에이터 시스템의 장점도 진가를 발휘합니다. "예를 들어, 다른 위치로 이동해야 하고 정확한 위치 피드백이 필요한 경우 일반적으로 전동 액추에이터를 사용하는 것이 더 저렴하고 설계 측면에서 더 쉽습니다." 라고 Keuter는 확신합니다.
다음은 두 개의 옥수수 컨디셔너 롤러를 조절하는 사례입니다. 이 액추에이터는 운동학을 활용하여 두 롤러 사이의 간격을 조절합니다. 옥수수 커널을 베려면 롤러를 최적으로 조절하여야하는데, 이를 위하여 정확한 위치 피드백이 필요합니다. 액추에이터에 내장된 전위차계(potentiometer)는 이를 가능하게 합니다.
복잡한 동작 구현
"이 경우 액추에이터 동작의 제어는 옥수수 파쇄기의 제어 시스템에서 비롯됩니다"라고 Jan Keuter는 설명합니다. 그러나 앞으로는 컨트롤 및 전력 전자 장치가 통합된 액추에이터를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 케이블도 없고 제어 시스템의 부담도 완화되는 이점을 누릴 수 있습니다. LINAK은 컨트롤 (IC)과 전력 전자 장치가 내장된 광범위한 액추에이터를 제공합니다. 이 액추에이터들은 복잡한 동작을 수행하기 위한 요건에 부합하는 다양한 기능을 제공합니다. 무엇보다도 LINbus 및 CAN SAE J1939와 같은 다양한 Bus 시스템을 지원하는 인터페이스가 있습니다. LINAK IC™ 액추에이터를 사용하면 외부 컨트롤 없이 액추에이터의 동조 동작을 구현할 수 있습니다. 또 다른 장점은 액추에이터에서 데이터를 판독할 수 있다는 것입니다.
Jan Keuter는 다음 사실 또한 강조합니다: "미래에는 서비스가 점점 더 중요한 역할을 할 것이기 때문에 기계의 상태를 모니터링할 수 있는 것이 중요합니다. 예를 들어, 기계의 특정 부분의 온도 또는 액추에이터가 작동한 사이클 수 등이요."
농작물 컨디셔너 롤러 조절용 액추에이터 바로 위에는 2차 LINAK 액추에이터가 있으며, 이 액추에이터는 방출 가속기의 백 플레이트를 조절합니다. 백 플레이트를 조절하면, 방출 스파우트가 좁혀져 장거리 방출이 가능하거나 넓혀져 단거리 방출이 가능합니다. 두 번째 액추에이터가 더 적은 힘을 가하기는 하지만, 기계는 여전히 극심한 진동에 노출됩니다.
"당사는 자체 검증 테스트 센터에서 당사의 기계와 사용된 구성품을 테스트합니다. 또한, LINAK 액추에이터의 품질도 여기서 검증됩니다. 당사는 프리미엄 공급업체로서 최고 품질의 제품만을 사용하고자 하며, 덴마크 제조업체인 LINAK은 이러한요구를 수년 동안 충족시켜 왔습니다"라고 Jan Keuter는 말합니다.