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전동 액추에이터 선정 방법 — 워크로드·리드·좌굴 계산 절차

PartsOn 엔지니어링 가이드 · 2026.08 업데이트

전동 액추에이터(전동실린더)는 모터와 볼스크류(또는 벨트)로 직선 운동을 내는 부품으로, 공압실린더보다 다점 위치 제어·정지 정도·에너지 효율이 뛰어나 공압 대체용으로 널리 쓰입니다. 이 글에서는 SMC LE(LEY) 카탈로그 기준의 선정 절차를 예제와 함께 정리합니다.

1. 선정에 필요한 조건 정리

2. 워크로드로 사이즈 정하기

전동 액추에이터 카탈로그는 워크로드(허용 이동질량)를 설치 방향별로 규정합니다. 수직은 중력 때문에 수평보다 워크로드가 작습니다.

카탈로그 워크로드(설치 방향) ≥ 이동 질량

※ SMC 정격은 가감속 3,000 mm/s² 기준. 가속이 크면 부하속도 그래프로 재확인

3. 리드로 추력·속도 정하기

볼스크류의 리드(1회전당 전진량)가 추력과 속도를 좌우합니다.

추력 F = 2π·η·T ÷ 리드 (T=모터토크, η≈0.9)
속도 v = 모터회전수 × 리드
트레이드오프: 리드가 작을수록 추력↑·속도↓, 클수록 속도↑·추력↓입니다. 추력·워크로드가 부족하면 작은 리드, 속도가 부족하면 큰 리드를 고릅니다. 보통 요구 속도를 만족하는 최대 리드를 우선합니다.

4. 스트로크·좌굴 확인

요구 스트로크가 사이즈의 최대 스트로크 이내인지 확인합니다. 로드형은 장스트로크 수직·압축에서 좌굴을 검토해야 합니다.

오일러 좌굴 임계하중 Fcr = π²·E·I ÷ (K·L)²

E: 탄성계수, I: 단면 2차 모멘트, L: 좌굴 길이, K: 설치계수

실무에서는 제조사 카탈로그의 사이즈별 최대 스트로크가 좌굴 안전 범위를 반영하므로, 이를 넘지 않게 선정하면 됩니다.

5. 푸싱력 확인 (압입·프레스)

압입·클램프처럼 정지 상태에서 미는 힘이 필요하면, 필요 푸싱력이 모델·리드별 푸싱력(최대) 이하인지 확인합니다. 리드가 작을수록 푸싱력이 큽니다.

6. 선정 예제

조건값
이동 질량10 kg
요구 속도 / 스트로크300 mm/s / 200 mm
설치수평

SMC LEY에서 수평 워크로드 ≥ 10 kg, 최대속도 ≥ 300 mm/s, 스트로크 ≥ 200 mm 를 모두 만족하는 최소 사이즈는 LEY25 리드 12(워크로드 12 kg, 최대 500 mm/s, 스트로크 400 mm)입니다. 리드 12는 고속용이며, 더 큰 추력이 필요하면 리드 6·3으로 낮춥니다. 수직 설치라면 워크로드가 작아져 한 사이즈 위(예: LEY32)가 필요합니다.

7. 공압실린더 대비

항목전동 액추에이터공압실린더
위치 제어다점·정밀양단 위치
정지 정도높음(±0.02 mm급)낮음
속도중간(리드 의존)고속 용이
에너지·소음효율↑·정숙공압 손실·소음
초기비용높음낮음

다점 위치·정밀 정지·에너지 절감이 핵심이면 전동, 고속·저가·단순 왕복이 핵심이면 공압이 유리합니다.

→ 전동 액추에이터 선정 계산기에서 직접 계산해보기 (무료, 회원가입 불필요)

자주 묻는 질문

Q. 수직 설치에서 주의할 점은?

수직은 중력 때문에 워크로드가 수평보다 작아지므로 한 사이즈 크게 잡아야 할 수 있습니다. 또 정전 시 낙하를 막기 위해 브레이크 부착 모터나 자기유지 기구를 확인하세요.

Q. 스텝모터와 서보모터 중 무엇을 고르나요?

스텝모터형은 저가·간단하고 저속 고정밀에 적합하며, 서보모터형은 고속·고응답·큰 관성부하에 유리합니다. 사이클 타임·응답·비용을 기준으로 선택하고, 드라이버·엔코더 사양을 함께 확인합니다.

Q. SMC 외에 다른 브랜드도 쓸 수 있나요?

IAI(ROBO Cylinder)·Oriental Motor·THK 등도 로드형·슬라이더형 전동 액추에이터를 취급합니다. 워크로드·리드·속도·스트로크가 맞으면 다른 브랜드에서도 같은 조건의 모델을 대조해 선택할 수 있습니다. 스펙은 각 사 카탈로그로 확인하세요.

관련 가이드: 리니어모터 선정 방법 · 볼스크류 선정 방법 · 서보모터 용량 선정