兴特集成式圆周拼接激光焊接解决方案打破了无框扭矩电机量产瓶颈
2026/08/11
프레임리스 토크 모터는 휴머노이드 로봇 관절, 공중 항공 짐벌, 정밀 의료 기기 및 신에너지 지능형 액추에이터를 포함한 고급 부문의 핵심 직접 구동 "심장" 역할을 합니다.
기존 모터와 달리 프레임리스 토크 모터는 하우징, 베어링 및 베이스를 제거하고 전체 장비 시스템에 직접 내장할 수 있는 고정자와 회전자만 유지합니다. 감속 중 백래시가 없고, 높은 토크 밀도와 극도로 민감한 동적 반응을 특징으로 하여 정교한 고급 기계에 없어서는 안 될 엄격한 요구 사항입니다.
슬롯 충진 계수를 더욱 향상시키고, 구리 손실을 줄이고, 전력 밀도를 높이기 위해 전체 업계는 독립적인 단일 톱니 권선 → 정밀 장부 접합 → 레이저 용접 고정이라는 기술 경로에 따라 분할 고정자 원형 접합 기술로 전환했습니다. 접합 및 용접 정밀도는 오랫동안 고급 제품의 대규모 제조를 제한하는 핵심 병목 현상이었던 프레임리스 토크 모터의 소음 수준, 토크 안정성, 서비스 수명 및 대량 생산 수율을 직접적으로 결정합니다.
기존의 일체형 원형 고정자는 낮은 슬롯 충진율과 과도한 전력 손실을 발생시키는 지나치게 긴 끝 구리선으로 인해 프리미엄 장비에 요구되는 고전력, 컴팩트한 크기 및 낮은 열 방출에 대한 엄격한 표준을 충족하지 못합니다.
주류 분할 독립 권선과 원형 접합 용접 방식은 위의 문제점을 효과적으로 해결합니다.
- 단일 톱니의 독립적인 권선은 슬롯 채우기 계수를 크게 높이고 구리 손실을 크게 줄입니다.
- 크게 단축된 엔드 와이어는 더욱 컴팩트한 모터 구조와 더 높은 전력 밀도를 제공합니다.
- 정밀 장부 접합은 균일한 고정자 진원도와 일관된 에어 갭을 보장합니다.
- 통합된 레이저 용접은 고정자 분리, 작동 흔들림 및 토크 리플을 방지합니다.
간단히 말해서 접합 및 용접 공정의 정밀도와 안정성은 프레임리스 토크 모터의 성능 수준과 대량 생산 능력을 모두 정의합니다.
프레임리스 고정자는 0.2~0.5mm의 초박형 실리콘 강판으로 적층되어 있으며 벽이 얇고 변형에 대한 높은 민감성, 열 민감도 및 초고정밀 요구 사항이 특징입니다. 기존의 아르곤 아크 용접과 별도의 일반 레이저 장비는 대량의 프리미엄 제조를 충족할 수 없으므로 다음과 같은 5가지 오랜 단점이 있습니다.
- 위치 정확도가 부족하면 흔들림 및 비정상적인 소음이 발생합니다.
기존 기계는 위치 결정 정밀도가 제한되어 있습니다. 편차는 공차를 벗어난 고정자 진원도 및 고정자와 회전자 사이의 불균형 공극을 유발하여 고속 작동 시 진동, 비정상적인 소음 및 과도한 토크 변동을 초래합니다. 또한 오프셋 용접은 콜드 조인트와 용접 누락을 유발하여 장기간 작동 후 고정자가 분리될 위험이 있습니다.
- 제어할 수 없는 입열로 인해 철심 변형 및 절연 손상 발생
실리콘 강철은 열을 빠르게 전도하는 반면, 에나멜 권선은 내열성이 제한적입니다. 기존 용접에서는 철심이 쉽게 휘어지고 권선 절연체가 연소되어 턴 간 단락이 발생하는 넓은 열 영향 영역이 생성됩니다. 용접 이음매에는 기공과 균열이 포함되는 경우가 많아 재작업 및 폐기 비용이 높아 전체 산업 수율을 85% 미만으로 끌어내립니다.
3. 단편적인 절차로 인해 일관성 없는 대량 생산이 발생합니다.
전통적인 생산 라인은 원형 접합, 용접 및 수냉을 개별 스테이션으로 분리합니다. 다중 전송으로 인해 2차 위치 오류가 발생하고 광범위한 수동 개입으로 인해 배치 간 불일치가 발생합니다. 중단 없는 24시간 자동화 생산이 불가능해 주요 제조업체의 생산 능력 확장 계획에 미치지 못하고 있습니다.
4. 번거로운 모델 변경으로 인해 유연한 생산 능력이 부족합니다.
휴머노이드 로봇 및 항공 모터의 사양은 고정자 외경, 세그먼트 수 및 용접 위치가 자주 변경되면서 빠르게 반복됩니다. 기존 고정 장치는 복잡한 분해 및 조립이 필요하며 매개변수를 빠르게 재사용할 수 없습니다. 단일 모델 전환에는 2시간 이상이 소요되므로 소량 배치, 다품종 생산 모드에서 심각한 용량 낭비가 발생합니다.
5. 온라인 품질검사가 이루어지지 않아 결함검출이 지연되어 품질추적이 불가능합니다.
기존 생산에서는 완제품의 수동 샘플링에만 의존했습니다. 용접 침투 및 진원도와 같은 중요한 지표는 실시간 모니터링이 부족합니다. 대부분의 결함은 전체 조립 후에야 발견되므로 재료 낭비와 재작업 비용이 늘어나고 품질 관리가 비효과적입니다.
Xingte Technology는 국가 핵심 전문화되고 혁신적인 "작은 거인" 기업으로서 모터 제조 분야에서 다년간의 깊은 경험을 보유하고 있습니다. 우리는 프레임리스 토크 모터 생산의 모든 병목 현상을 해결하기 위해 고정자 원형 접합 전용 레이저 용접 기계를 개발했습니다.
이 올인원 장비는 원형 접합, 레이저 용접, 후속 냉각 및 MES 데이터 추적 기능을 통합하여 고급 프레임리스 모터를 위한 원스톱 정밀 제조 솔루션을 제공합니다.
- 완전히 제어 가능한 고정자 진원도를 위한 초정밀 포지셔닝
고정밀 서보 드라이브와 정밀 고정 장치 포지셔닝 시스템을 갖춘 이 기계는 ±0.005mm XY 포지셔닝 정확도와 ±0.01mm 반복 포지셔닝 정확도를 달성합니다. 접합 정렬 불량을 제거하기 위해 용접 전에 정밀한 원형 교정이 완료됩니다. 완성된 고정자의 진원도는 0.02~0.05mm 이내로 안정적으로 제어되어 모터 진동, 소음, 토크 리플을 근본적으로 제거하여 프리미엄 모터의 엄격한 조립 및 작동 기준을 충족합니다.
- 열 충격이 적은 레이저 기술로 절연 손상을 제거하고 변형을 최소화합니다.
파이버 펄스 레이저 에너지 구역 제어는 0.2~0.5mm 얇은 실리콘 강판을 용접하도록 맞춤화되었습니다. 내장된 후속 냉각 모듈은 용접 중에 방향성 열 방출을 제공하여 열 영향 영역을 60% 줄입니다. 철심 변형이 최소화되고, 권선 절연이 완전히 그대로 유지되며, 용접은 기공이나 균열 없이 조밀해 고동력, 고신뢰성 응용 분야에 대한 엄격한 기준을 충족합니다.
- 완전히 통합된 작업 흐름으로 전송 오류가 제거되고 효율성이 크게 향상됩니다.
이 기계에는 공급, 정밀 장부 잠금, 동기식 레이저 용접, 순간 냉각 및 치수 검사 등 5개의 자동 스테이션이 통합되어 있습니다. 로봇은 수동 조작 없이 모든 자재 이송을 처리하며 완전 자동과 반자동 모드 간 원클릭 전환을 지원합니다. 하나의 단일 장치가 세 개의 개별 기존 기계를 대체하여 생산 라인 공간을 40% 줄이고 생산 전술을 35% 높입니다.
- 전체 체인 지능형 모니터링으로 추적 가능한 품질 관리가 가능합니다.
내장된 산업용 터치 스크린과 예약된 MES 통신 포트는 레이저 출력, 용접 궤적, 진원도 및 용접 침투를 포함한 실시간 데이터를 수집합니다. 결함이 있는 제품을 별도로 분류하여 이상 현상이 발생하면 청각 및 시각적 경보가 자동으로 실행됩니다. 더 이상 수동 샘플링이 필요하지 않으며 전체 대량 생산 수율은 안정적으로 99%를 초과합니다.
- 모듈형 신속 교환 장치는 모든 제품 범위에 대해 유연한 제조를 지원합니다.
표준화된 모듈식 고정 장치 베이스는 단일 모델 전환 시간을 단 15분으로 단축합니다. 내장된 전체 사양 프로세스 매개변수 데이터베이스를 사용하면 외경이 30mm에서 100mm에 이르는 고정자를 포괄하는 휴머노이드 로봇 조인트, 항공 짐벌 및 신에너지 토크 모터에 대한 프로세스 계획을 한 번의 클릭으로 불러올 수 있습니다. 다양한 품종과 소규모 배치로 유연한 맞춤형 생산에 완벽하게 적합합니다.
현재 이 장비는 국내 유수의 휴머노이드 로봇 제조사, 항공부품 공급업체, 최고의 서보 합작업체에 대량 공급되고 있다. 휴머노이드 로봇의 크고 작은 관절, 항공 안정 장치용 정밀 모터, 산업용 협동 로봇 관절, 레이저 레이더용 검류계 모터, 정밀 의료용 액츄에이터 등 고급 분야에 널리 채택되고 있습니다.
프레임리스 토크 모터의 대량 생산, 고급 생산의 핵심 과제는 권선이나 조립이 아니라 원형 접합 및 용접 중 미크론 수준의 정밀한 제어와 안정적인 프로세스에 있습니다.
Xingte의 통합 원형 접합 레이저 용접기는 초정밀 포지셔닝, 저변형 레이저 가공, 완전히 통합된 지능형 제조 및 유연한 신속 변경 생산이라는 4가지 핵심 강점을 통해 기존 산업 병목 현상을 완전히 해결합니다. 우리는 휴머노이드 로봇 공학, 항공우주 및 고급 자동화 산업 체인을 위한 고정밀, 고수율, 추적 가능한 핵심 프로세스 솔루션을 제공하고 국내 프리미엄 프레임리스 토크 모터의 제조 수준을 효과적으로 향상시킵니다.
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