화학 설비 점검용 사족보행 로봇을 위한 방폭 로봇 관절 솔루션: 최대 500 N·m 피크 토크의 유성 관절 액추에이터

석유화학 플랜트, 광산 현장, 전력 시설과 같은 고위험 환경에서는 검사 및 기타 위험 작업에서 사람을 대체하기 위해 로봇이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 로봇에 대한 기대가 단순히 “검사할 수 있는 것”에서 “실질적인 작업을 수행할 수 있는 것”으로 발전함에 따라, 핵심 구동 부품, 특히로봇 관절 액추에이터에 대한 요구 사항도 높아지고 있습니다.

로봇 핵심 구동 부품의 전문 공급업체인 HONPINE은 JRM-E292247-35EN-CG-ACF-S20-Ex를 포함한 일련의방폭 3관절 모듈을 개발 및 제조하여 로봇 제조업체에 높은 신뢰성과 양산 적용이 가능한 통합형 방폭 로봇 관절 솔루션을 제공합니다.

고위험 작업 조건에서 로봇 모션 부품은 방폭 안전성, 토크 성능, 온도 제어, 복잡한 지형에서의 이동성이라는 네 가지 주요 과제에 직면합니다. 동시에 장기간 안정적인 작동을 유지해야 합니다. HONPINE의 방폭 관절 모듈 시리즈는 이러한 적용 요구 사항을 기반으로 설계되어 위험 환경에서의 로봇 운용 과제를 해결합니다.

1. 본질 안전을 고려한 방폭 설계

현재 방폭 로봇용 관절을 설계하는 방식은 크게 두 가지입니다.

한 가지 방식은 표준 관절 모듈에 방폭 인클로저를 적용하는 것입니다. 이 방식은 개발 비용을 절감하고 개발 주기를 단축할 수 있지만, 방폭 구조, 전기 시스템, 밀봉 및 열 관리의 장기 성능은 여전히 체계적인 검증이 필요합니다.

다른 방식은 관절 모듈 수준에서부터 개발되는 통합 방폭 설계로, 기계 구조, 전기 시스템, 밀봉, 소재 및 열 관리를 처음부터 함께 고려합니다.

석유화학 및 광산 환경에서는 가연성 가스, 분진 및 복잡한 작업 조건으로 인해 방폭 로봇 설계에 추가적인 과제가 발생합니다. 관절 내부의 모터와 전기 부품은 잠재적인 점화원이 될 수 있으며, 연속 운전은 부품 온도를 높일 수도 있습니다. 따라서 로봇 관절을 방폭 용도에 적용하는 것은 단순히 외부 인클로저를 추가하는 문제가 아닙니다. 설계는 내압 방폭 구조, 전기 구성, 밀봉 및 온도 제어를 통합 시스템으로 다루어야 합니다.

HONPINE의 방폭 3관절 모듈 시리즈는 본질 안전 방폭 시스템을 개발하는 로봇 제조업체의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 이 모듈은 기계 구조, 전기 시스템, 밀봉 및 소재 선택 전반에 걸쳐 방폭을 고려하여 설계 및 제조됩니다. 제품은 Ex db IIB T4 Gb 방폭 인증을 획득하여 적용 가능한 위험 구역에서 규정에 맞게 사용할 수 있도록 지원합니다.

2. 검사를 넘어선 작업을 위한 고토크 출력

방폭 로봇에 대한 기대는 더 이상 위험 구역에 진입하여 검사, 촬영 및 데이터 수집을 수행하는 데 국한되지 않습니다. 이러한 로봇은 점차 공구 조작, 장비 취급 및 비상 대응과 같은 더 까다로운 작업을 수행할 것으로 기대되고 있습니다.

이러한 작업 중 로봇 관절은 공구와 페이로드로 인해 발생하는 지속적인 정적 하중뿐만 아니라 충돌, 지레 작용 및 자세 조정으로 인한 순간적인 충격 하중도 견뎌야 합니다.

관절의 피크 토크 용량이 충분하지 않으면 순간 하중으로 인해 토크 포화와 동작 실패가 발생할 수 있습니다. 관절은 정적 하중을 지지할 수 있더라도 갑작스러운 하중이 발생하면 실제 조작 작업을 완료하지 못할 수 있습니다. 따라서 충분한 토크 여유는 안정적이고 신뢰성 있는 동작을 유지하면서 지속 하중과 과도 충격을 모두 처리하는 데 중요합니다.

HONPINE의 방폭 3관절 모듈 시리즈는 관절당 최대 500 N·m의 피크 토크를 제공합니다. 이 높은 토크 용량은 로봇 시스템에 추가적인 토크 여유를 제공하여, 관절이 중량 검사 또는 작업 장비의 지속 하중을 지지하는 동시에 실제 작업 중 발생하는 과도 하중도 처리할 수 있게 합니다.

이를 통해 방폭 4족 보행 로봇은 기존의 “검사 전용” 역할을 넘어 더욱 까다로운 현장 작업으로 확장될 수 있습니다.

3. 열악한 조건에서의 안정적 운용을 위한 높은 환경 내성

분진, 습기 및 급격한 온도 변화는 산업 및 광산 환경에서 흔히 발생합니다. HONPINE은 자동차 등급의 설계 및 제조 방식을 따르며, IP67 보호 등급을 옵션으로 제공하여 관절 모듈이 폭우, 연기 및 고분진 환경과 같은 조건을 견딜 수 있도록 지원합니다.

위험 환경에서 작동하는 방폭 4족 보행 로봇의 경우 열 관리도 매우 중요합니다. HONPINE은 중장비 방폭 4족 보행 로봇 적용을 위한 관련 GB 3836 방폭 요구 사항을 따릅니다. 노출 표면의 최고 온도는 ≤135°C로 제어되며, 주변 온도 40°C에서 이에 상응하는 최대 허용 온도 상승은 95 K입니다.

온도 경고 및 셧다운 보호 메커니즘도 적용하여 고위험 환경에서 안전하고 신뢰성 있는 작동을 유지할 수 있습니다.

4. 복잡한 지형에서의 이동성을 위한 고강성

잔해, 가파른 경사면 및 고르지 않은 지면은 위험 산업 환경에서 일반적으로 마주하는 조건입니다. 로봇 관절의 강성과 모션 제어 특성은 이러한 조건에 적응하는 로봇의 능력에 직접적인 영향을 미칩니다.

HONPINE의방폭 관절 모듈 은 고강성 구조 설계를 채택하며 복잡한 지형에 최적화된 모션 제어 알고리즘과 결합할 수 있습니다. 이는 로봇에 신뢰성 있는 기계적 기반을 제공하고, 4족 보행 플랫폼이 고르지 않고 변화하는 지면 조건에서도 안정적인 이동을 유지하도록 돕습니다.

위험 환경용 로봇을 위한 견고한 핵심 부품

위험 환경용 로봇의 개발은 정교한 보행 형태의 시연을 넘어 실제 산업 조건에서의 신뢰성 있는 운용으로 점차 발전하고 있습니다. 핵심 부품이 실제 작업 환경을 견딜 수 있는지는 전체 로봇 성능의 중요한 요소가 되었습니다.

방폭 성능, 높은 토크 여유, 환경 내성 및 복잡한 작업 조건에 대한 모션 적응성은 HONPINE의 방폭 3관절 모듈 시리즈에 통합되어 고위험 로봇 적용을 위한 통합 솔루션을 제공합니다.

HONPINE은 특수 로봇용 핵심 부품에 주력하며 시스템 통합업체와 로봇 제조업체를 위해 고하중 방폭 로봇 관절을 개발합니다. HONPINE은 위험 환경용 신뢰성 있는 관절 액추에이터를 제공함으로써 고위험 작업에서 사람을 대체하고 더욱 안전한 산업 생산에 기여할 수 있는 로봇의 개발을 지원합니다.